【產(chǎn)通社，3月6日訊】中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)（University of Science and Technology of China, USTC）官網(wǎng)消息，國(guó)家示范性微電子學(xué)院程林教授課題組設(shè)計(jì)的五款電源管理芯片亮相于集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域知名會(huì)議 IEEE International Solid-State Circuits Conference（ISSCC）。ISSCC是世界學(xué)術(shù)界和工業(yè)界公認(rèn)的集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域最高級(jí)別會(huì)議，被認(rèn)為是集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域的“芯片奧林匹克大會(huì)”。ISSCC 2024于今年2月18日至22日在美國(guó)舊金山舉行。
2月20日上午，由微電子學(xué)院與合肥乘翎微電子有限公司合作研發(fā)的一款高效率、高密度單電感雙極性輸出（SIBO）轉(zhuǎn)換器芯片亮相于ISSCC混合型DC-DC轉(zhuǎn)換器專題，博士研究生靳吉以“A 94.5%-Peak-Efficiency 3.99W/mm2 Power-Density Single-Inductor Bipolar-Output Converter with a Concise PWM Control for AMOLED Displays”為題匯報(bào)了該項(xiàng)工作。該研究針對(duì)如今普遍使用的AMOLED屏幕的供電芯片低效率、低功率密度的問題，提出一種新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，顯著降低電感電流應(yīng)力和功率管電壓應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)了當(dāng)前最高的94.5%的峰值效率和3.99W/mm2功率密度，同時(shí)還針對(duì)SIBO轉(zhuǎn)換器提出了一種簡(jiǎn)潔的PWM控制方案，實(shí)現(xiàn)了高魯棒性和快速瞬態(tài)響應(yīng)。該工作被評(píng)為混合型DC-DC轉(zhuǎn)換器專題的亮點(diǎn)論文。
2月21日上午，微電子學(xué)院特任副研究員潘東方與博士研究生葛俊飛在無線充電專題匯報(bào)了論文“A 6.78MHz 79.5%-Peak-Efficiency Wireless Power Transfer System Using a Wireless Mode-Recognition Technique and a Fully-On/off Class-D Power Amplifier”。該研究解決了傳統(tǒng)無線充電系統(tǒng)的兩個(gè)關(guān)鍵問題：發(fā)射端在輕載時(shí)不能完全關(guān)閉導(dǎo)致系統(tǒng)低效率，以及發(fā)射端和接收端之間的信息交互需要專門的通訊模塊。研究提出的控制技術(shù)能夠根據(jù)負(fù)載變化自適應(yīng)地開啟/關(guān)閉發(fā)射端的功率放大器，從而提高了系統(tǒng)效率，同時(shí)，提出的無線模式識(shí)別技術(shù)消除了無線充電系統(tǒng)通信所需的外部組件。測(cè)試結(jié)果顯示，采用該技術(shù)在輕載時(shí)可實(shí)現(xiàn)高達(dá)20.1%的效率提升，并且在同類工作中實(shí)現(xiàn)了最高的79.5%峰值效率。該工作被評(píng)為無線充電專題的亮點(diǎn)論文。
2月21日上午，博士研究生季逸超在高密度電源管理專題匯報(bào)了論文“A 12V-Input 1V-1.8V-Output 94.7%-Peak-Efficiency 685A/cm3-Current-Density Hybrid DC-DC Converter with a Charge Converging Phase”。該工作設(shè)計(jì)了一款12V輸入、1V-1.8V輸出的混合直流-直流轉(zhuǎn)換器，通過提出的電荷匯聚相位，將電感均值電流在全轉(zhuǎn)換比范圍降低至輸出負(fù)載電流的一半以下，電感損耗得到充分降低，避免了對(duì)大尺寸、高性能電感的依賴，有效提升了電流密度；并且通過開關(guān)電容的堆疊，避免采用高壓功率管，降低了功率管的損耗，有效提升了轉(zhuǎn)換器效率。本工作僅需采用小尺寸電感，以最小的片外無源器件尺寸與成本，實(shí)現(xiàn)了當(dāng)前最高的效率94.7%與最高的電流密度685A/cm3。該工作被評(píng)為高密度電源管理專題的亮點(diǎn)論文。
2月21日下午，博士研究生陳昶金與苑競(jìng)藝在功率轉(zhuǎn)換器技術(shù)專題匯報(bào)了論文“An 83.4%-Peak-Efficiency Envelope-Tracking Supply Modulator Using a Class-G Linear Amplifier and a Single-Inductor Dual-Input-Dual-Output Converter for 200MHz Bandwidth 5G New Radio RF Applications”。針對(duì)5G應(yīng)用下射頻信號(hào)的包絡(luò)帶寬高、擺幅大，功率放大器的去耦電容高頻充放電電流大，導(dǎo)致電源調(diào)制器效率低的問題，論文提出了一種新型的混合結(jié)構(gòu)包絡(luò)跟蹤電源調(diào)制器，通過采用G類線性放大器和單電感雙輸入雙輸出轉(zhuǎn)換器，有效降低了電流在線性放大器輸出晶體管的平均電壓降，提升了系統(tǒng)效率。并且G類線性放大器可在高低電源軌之間平滑過渡，保證了高線性度和低失真。該設(shè)計(jì)在同時(shí)滿足200MHz跟蹤帶寬，200pF負(fù)載電容和1V-5V大輸出擺幅的條件下，實(shí)現(xiàn)了當(dāng)前最高的83.4%的峰值效率，為5G應(yīng)用下的高效電源調(diào)制器設(shè)計(jì)提供了新的解決思路。該工作被評(píng)為功率轉(zhuǎn)換器技術(shù)專題的亮點(diǎn)論文。
2月21日下午，碩士研究生王保創(chuàng)在功率轉(zhuǎn)換器技術(shù)專題匯報(bào)了論文“A 11.7W 9mV/A-Cross-Regulation Single-Inductor Triple-Output Buck Converter using Unordered Power-Distributive Control for a 2A Load Transient”。現(xiàn)有的單電感多輸出直流-直流轉(zhuǎn)換器（SIMO）面臨著嚴(yán)重的交叉調(diào)整問題，一直限制著其應(yīng)用于大功率快速負(fù)載瞬態(tài)跳變的場(chǎng)景。該論文提出了一種應(yīng)用于SIMO拓?fù)涞囊环N新型的控制方法，利用變序能量分配策略解決了SIMO的交叉調(diào)整問題。測(cè)試結(jié)果表明，在快速負(fù)載瞬態(tài)跳變下，本工作實(shí)現(xiàn)了最低的交叉調(diào)整（9mV/A）以及最大的帶載能力（11.7W）。
