3 月 1 日消息，据我国科大官方发布，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两款电源处理芯片（高功率低 EMI 隔绝电源芯片和快速大转化比 DC-DC 转化器芯片）露脸集成电路规划领域最高级别会议 IEEE International Solid-State Circuits Conference （ISSCC）。ISSCC 是国际上最顶级芯片技能宣告之地，其在学术界和产业界遭到极大注重，也被称为“芯片奥林匹克”。ISSCC2022 于本年 2 月 20 日至 28 日在线上举办。
高功率低 EMI 隔绝电源芯片
跟着隔绝电源的尺度越来越小，芯片内部功率振荡信号频率和功率密度也越来越高。隔绝 DC-DC 转化器往往会成为辐射源，导致电磁烦扰（EMI）问题。传统隔绝 DC-DC 转化器下降 EMI 的方法大多局限于板级层面，开发本钱高且无法从根源上处理 EMI 辐射问题。本研讨提出了一种对称型 D 类振荡器的发射端拓扑结构，在芯片层面上减小隔绝电源系统的共模电流以下降 EMI 辐射。一同，该研讨提出的死区控制方法可以巧妙避免从电源到地的瞬时短路电流。此外，该研讨提出的架构只选用了低压功率管，然后有用进步了振荡器的转化功率，下降了芯片本钱。
图 1 隔绝电源芯片电路结构与 EMI 检验结果
终究检验结果表明该芯片完成了 51% 的峰值转化功率和最大 1.2W 的输出功率，并且在专业的 10 米场暗室中实测通过了 CISPR-32 的 B 类 EMI 辐射国际标准，研讨成果以“A 1.2W 51%-Peak-Efficiency Isolated DC-DC Converterwith a Cross-Coupled Shoot-Through-Free Class-DOscillator Meeting the CISPR-32 Class-B EMI Standard”为题宣告在 ISSCC2022 上。第一作者为我校微电子学院特任副研讨员潘东方，程林教授为通讯作者，姑苏纳芯微电子为论文合作单位。这是课题组连续第二年在隔绝电源芯片规划领域宣告的 ISSCC 论文。
图 2 隔绝电源芯片和封装相片
快速大转化比 DC-DC 转化器芯片
单级大转化比 DC-DC 转化器因其具备低传输线损耗、归纳功率高级优势，在数据中心、5G 通讯基站等领域具有宽广的运用远景。现有的大转化比 DC-DC 转化器多选用多相 DC-DC 转化器与串联电容相结合的混合拓扑结构，以完成等效转化比的扩展，但其负载瞬态照应速度受多相间固定相位差以及多相结构无法一同导通的限制。
图 3 快速大转化比 DC-DC 转化器电路结构与芯片相片
本研讨根据两相串联电容式 DC-DC 转化器拓扑结构，提出了双反应环路的电压模式 PWM 控制方法，完成对输出电压和串联电容电压的调制。一同，本研讨还提出了快速瞬态照应技能，既克服传统 PWM 控制方法存在的环路照应速度与负载跳变时间有关的缺陷，也可以使用两相电感电流同步对负载充电以进一步进步转化器的照应速度。终究检验结果表明本研讨在 3A 电流的负载跳变下完成了仅 0.9µs 的恢复时间，获得了目前同类研讨中最快的负载瞬态照应速度，研讨成果以“A 12V / 24V-to-1V DSD Power Converter with56mV Droop and 0.9µs 1% Settling Timefor a 3A / 20ns Load Transient”为题宣告在 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。
图 4DC-DC 转化器芯片负载瞬态检验结果
上述两项研讨得到了国家自然科学基金委、科技部和中科院等项目的资助。
