【摘要】 3月1日，据中国科技大学正式发布，近日，中国科技大学国家示范微电子学院程林教授课题组设计的两款电源管理芯片（高效低EMI隔离电源芯
3月1日，据中国科技大学正式发布，近日，中国科技大学国家示范微电子学院程林教授课题组设计的两款电源管理芯片（高效低EMI隔离电源芯片和快速大转换比DC-DC转换器芯片）亮相集成电路设计领域最高级别会议。ISSCC是世界上最先进的芯片技术发布地，在学术界和工业界备受关注，也被称为芯片奥林匹克。ISSCC2022年2月20日至28日在线举行。
随着隔离电源的尺寸越来越小，芯片内部的功率振荡信号频率和功率密度也越来越高。隔离DC-DC转换器往往成为辐射源，导致电磁干扰（EMI）问题。传统的隔离DC-DC转换器降低EMI的方法大多局限于板级，开发成本高，无法从根本上解决EMI辐射问题。本研究提出了对称D振荡器的发射端拓扑结构，降低了隔离电源系统的共模电流，降低了芯片层面的EMI辐射。同时，该研究提出的死区控制方法巧妙地避免了从电源到地面的瞬时短路电流。此外，本研究提出的架构采用低压功率管，有效提高了振荡器的转换效率，降低了芯片成本。
中国科技大学在电源管理芯片设计领域取得了重要进展：高效低EMI隔离，快速大转换比DC-DC转换器。
最终测试结果显示，该芯片实现了51%的峰值转换效率和最大1.2W的输出功率，并在专业的10米场暗室中实测通过了CISPR-32B类EMI辐射国际标准，研究结果以A1.2W51%-Peak-EfficicyIsolatedC-DCCConverterwithacross-CoupledShough-Through-DOscilatelatedClass-32Class-BEMIStandard为题发表在ISSCC2022上。第一作者是我校微电子学院特任副研究员潘东方，程林教授是通讯作者，苏州纳芯微电子是论文合作单位。这是研究组连续第二年在隔离电源芯片设计领域发表的ISCCC论文。
中国科技大学在电源管理芯片设计领域取得了重要进展：高效低EMI隔离，快速大转换比DC-DC转换器。
单级大转换比DC-DC转换器具有传输线损耗低、综合效率高的优点，在数据中心、5g通信基站等领域具有广阔的应用前景。现有的大转换比DC-DC转换器多采用多相DC-DC转换器与串联电容相结合的混合拓扑结构，实现等效转换比的扩展，但其负载瞬态响应速度受多相间固定相位差和多相结构无法同时导通的限制。
中国科技大学在电源管理芯片设计领域取得了重要进展：高效低EMI隔离，快速大转换比DC-DC转换器。
基于两相串联电容DC-DC转换器拓扑结构，提出了双反馈环路电压模式PWM控制方法，实现输出电压和串联电容电压的调制。同时，本研究还提出了快速瞬态响应技术，不仅克服了传统PWM控制方法中环路响应速度与负载跳变时间相关的缺点，还利用两相电感电流同步充电负载，进一步提高转换器的响应速度。最终测试结果表明，本研究在3A电流的负载跳变下实现了仅0.9μs的恢复时间，取得了目前类似研究中最快的负载瞬态响应速度。研究成果以“A 12V / 24V-to-1V DSD Power Converter with56mV Droop and 0.9µs 1% Settling Timefor a 3A / 20ns Load Transient”为题发表在 ISSCC2022 上。第一作者为我校微电子学院博士生苑竞艺，程林教授为通讯作者。
以上两项研究由国家自然科学基金委、科技部、中国科学院资助。