【48812】我国科大在电源办理芯片规划范畴获得新进展

  近来，我国科大国家示范性微电子学院程林教授课题组规划的一款高功率、高电流密度的降压-升压直流-直流转化器(Buck-Boost DC-DC Converter)芯片露脸于集成电路规划范畴最高级别会议 IEEE International Solid-State Circuits Conference (ISSCC)。ISSCC是国际上最顶级芯片规划技能宣布之地，其在学术界和产业界遭到极大重视，也被称为 “芯片奥林匹克”。ISSCC 2023于本年2月19日至23日在美国旧金山举办。

  Buck-Boost转化器大范围的运用于锂电池供电的移动电子设备中，将在实际运用时改变的电池电压(2.7 V-4.2 V) 转化为3.4V左右的固定电压，为运用端如射频功放、蓝牙等模块供电。为了延伸电池的运用时间，需求转化器在全电池电压范围内坚持高功率。一起为满意移动电子设备的小型化需求，要求转化器具有高电流密度。

  现有的Buck-Boost转化器经过引进飞电容削减功率途径上的功率管数量来下降导通损耗，但一起也导致了功率管的耐压问题，约束了功率的提高；为客服耐压问题，一些作业又引进更多的功率管和飞电容，增加了本钱而且下降了芯片的电流密度。跟着移动电子设备集成的功用渐渐的变多，负载电流渐渐的变大，现有Buck-Boost结构在功率与电流密度之间的折中益发应战。

  为此，本研讨提出一种新式Buck-Boost转化器拓扑结构，该结构中只包括4个低压功率管、1个飞电容、1个电感，是现有结构中仅有一种仅运用4个功率管和1个飞电容而无耐压问题的结构。此外，在飞电容的辅佐下，该结构的电感电流以及导通损耗在全电池电压范围内都得到必定作用下降。

  测验依据成果得出，该芯片可完成98.6%的峰值功率，在1.7 mm2的芯片面积下完成了最大2.5A的输出电流。与同类研讨比较，本规划以最低的芯片本钱获得了全电压转化比下最高功率以及最高电流密度，完成了功率与电流密度较为完美的折中。该研讨成果以“A 98.6%-Peak-Efficiency 1.47A/mm2Current-Density Buck-Boost Converter with Always Reduced Conduction Loss”为题宣布在ISSCC 2023上。榜首作者为我校微电子学院博士生靳吉，程林教授为通讯作者，合肥乘翎微电子有限公司为论文合作单位。这也是程林教授课题组接连第三年在ISSCC上宣布关于电源办理芯片规划的作业。

  本项研讨得到了我国科学院战略性先导研讨方案、国家自然科学基金等课题的赞助，也得到了我国科大信息科学实验中心的支撑。