2025-12-31
混淆型DC-DC转换器Session主席及作者合影
ISSCC论文被广泛认为代表着当前芯片范畴最前沿的研究结果，本年全世界共有234篇论文被任命，于电源治理芯片中的混淆型DC-DC转换器范畴，共有11篇论文被吸收。2月20日上午，由深港微电子学院与澳门年夜学微电子研究院互助研发的一款高效率、快速瞬态相应的Buck-Boost（起落压）混淆型DC-DC转换器表态在该范畴，两边结合造就的博士生赵双星以“A Fast-Transient 3-Fine-Level Buck-Boost Hybrid DC-DC Converter with Half-Voltage-Stress on All Switches and 98.2% Peak Efficiency”为题报告请示了该事情[1]。
赵双星同窗于ISSCC2024（Session8）举行学术陈诉
该研究针对于如今遍及利用的锂电池的输出电压治理芯片低效率、慢瞬态相应的问题，提出一种新型拓扑布局，将传统转换器功率管耐压从VIN降低为1/2VIN,从而可用低压管来代替高压管，实现更高的转换效率，以和更小的芯片制造成本。同时，针对于传统架构环路带宽遭到右半平面零点影响而难以提高的问题，该布局也取患了有用的改良。
本研究提出的3FLBB转换器体系架构图
上图展示了本研究提出的Buck-boost混淆转换器（3FLBB）电路布局。它包括节制模块，功率模块及片外的电感，飞电容，以和输出电容。该功率级模块由七个开关管，两个飞电容，一个电感及一个输出电容构成。包罗Buck， Buck-Boost，Boost三个事情模式。现实事情时，两个飞电容电压均为1/2VIN,一个电容给电感供能，另外一个则确保功率管耐压连结于1/2VIN。是以，该架构可以或许用更低耐压的开关管来代替传统的5V开关管，于本次实现的设计中，使用了1.8V开关管得到更小的损耗从而提高效率。同时，所提出的新布局是于Buck基础上改良，于是可以或许消失传统Buck-Boost布局中的环路右半平面零点，从而提高瞬态相应速率。项目针对于运用是物联网装备中最经常使用的锂电池（电压规模4.2-2.7V），输出固定的3.3V电压，实现了98.2%的峰值效率及快速的瞬态相应，见下图芯片测试成果。
转换效率及瞬态相应测试成果
与此同时，上述研究[1]中的具备高效率快速瞬态相应的混淆型DC-DC转换器申请了一项发现专利[2]，申请号为202410180335.X，专利所有权由南科年夜及澳年夜各占50%。
赵双星是上述论文/专利的第一作者/发现人，深港微电子学院詹陈长副传授及澳门年夜学微电子研究院路延副传授为上述论文的配合通信作者。澳门年夜学及南边科技年夜学别离为上述论文的第1、第二通信单元；南边科技年夜学及澳门年夜学别离为上述发现专利的第1、第二申请人。本研究得到了国度天然科学基金委，深圳市科创委，澳门尤其行政区科技成长基金以和企业横向课题的经费资助。
参考文献
[1] S. Zhao, C. Zhan and Y. Lu, " A Fast-Transient 3-Fine-Level Buck-Boost Hybrid DC-DC Converter with Half-Voltage-Stress on All Switches and 98.2% Peak Efficiency," in IEEE Int. Solid-State Circuits Conf. (ISSCC), Dig. Tech. Papers, Feb. 2024.
[2] 赵双星, 詹陈长, 路延，“一种电源供给装配、体系及节制要领”，发现专利，申请号202410180335.X，申请日2024.2.18.
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