【產(chǎn)通社，4月10日訊】南方科技大學(xué)（Southern University of Science and Technology, SUSTech）官網(wǎng)消息，其電子與電氣工程系副教授姜俊敏團(tuán)隊在高動態(tài)范圍混合升壓轉(zhuǎn)換器研究方面取得重要進(jìn)展。相關(guān)成果以“A 93%-Peak-Efficiency Battery-Input 12-to-36V-Output Inductor-in-the-Middle Hybrid Boost Converter with Continuous Input and Output Currents and Fast Transient with No RHP Zero”為題發(fā)表在集成電路設(shè)計領(lǐng)域頂級會議ISSCC（IEEE International Solid-State Circuits Conference）上。微信圖片_20250321103137.jpg

在激光雷達(dá)和機(jī)器人驅(qū)動器等應(yīng)用中，為了提高傳感系統(tǒng)的響應(yīng)速度，通常需要升壓變換器從電池電壓（2.7-4.2V）產(chǎn)生12-36V電源，同時具有快速瞬態(tài)響應(yīng)能力。傳統(tǒng) Boost 升壓變換器在實現(xiàn)高轉(zhuǎn)換比時，開關(guān)導(dǎo)通時間過短，導(dǎo)致高頻工作下可靠性問題。電感與功率管承受高壓應(yīng)力，增加導(dǎo)通損耗。另外，低頻右半平面零點(diǎn)的存在限制了帶寬并降低了瞬態(tài)性能，恢復(fù)時間通常在百微妙級。現(xiàn)有許多開關(guān)電容加電感的混合架構(gòu)采用電感后置的方案，雖實現(xiàn)連續(xù)輸出電流和優(yōu)秀的瞬態(tài)性能，但轉(zhuǎn)換比往往較小。

姜俊敏團(tuán)隊提出一種中置電感的連續(xù)輸入輸出的升壓變換器（CICO）。電感居中讓兩側(cè)高低壓開關(guān)電容（SC）分開，降低了功率管和飛電容的電壓應(yīng)力，實現(xiàn)高效率和高功率密度。電感右側(cè)的兩相交錯SC使節(jié)點(diǎn)電壓接近直流，所以可將變換器模型簡化為類似傳統(tǒng) Buck 形式，無右半平面零點(diǎn)，實現(xiàn)快速瞬態(tài)能力。

下圖為該升壓變換器功率級的工作原理。電感左側(cè)為可重構(gòu) Dickson 開關(guān)電容架構(gòu)，可實現(xiàn)3/4/5倍升壓比，占空比可調(diào)制。同時并聯(lián)分支特性使輸入電流被分?jǐn)�，降低了功率管的電流�?yīng)力。電感右側(cè)為開環(huán)的兩相倍壓開關(guān)電容，占空比為50%，具有連續(xù)輸出特性。輸出紋波較小，所以不需要大量濾波電容。由于電感的電壓電流應(yīng)力被左右側(cè)開關(guān)電容緩解，CICO 變換器摒棄了笨重的大體積電感，大大提高了功率密度。

南方科技大學(xué)電子與電氣工程系訪問博士生姜一帆為論文第一作者，南方科技大學(xué)為第一單位，姜俊敏和清華大學(xué)教授路延為該論文的共同通訊作者。查詢進(jìn)一步信息，請訪問官方網(wǎng)站http://newshub.sustech.edu.cn，以及https://ieeexplore.ieee.org/document．10904669。（Robin Zhang，產(chǎn)通數(shù)造）    （完）