中国科大在电源管理芯片其设计领域取得重要进展

IT之家 3 月底 1 日消息，据上海交通大学官方网站发表，近日，上海交通大学国家附中航空航天元件所大学程林客座教授课题组设计的两款开关管理闪存（可控偏高 EMI 分离开关闪存和慢速大变换比 DC-DC 变换器闪存）亮相集成电阻设计应用地区性代表大但会 IEEE International Solid-State Circuits Conference （ISSCC）。ISSCC 是国际上最尖末端闪存应用撰写之地，其在学术和产业界受到极大重视，也被称为“闪存奥林匹克”。ISSCC2022 于上周 2 月底 20 日至 28 日网络服务上开幕。

可控偏高 EMI 分离开关闪存

随着分离开关的尺寸越来越小，闪存结构上电压震荡信号kHz和电压密度也越来越高。分离 DC-DC 变换器往往但会成辐射源，造成电磁干扰（EMI）问题。传统分离 DC-DC 变换器降偏高 EMI 的作法大多局限于板级不仅仅，开发成本高且很难从其本质上补救 EMI 辐射问题。本研究工作提出异议了一种对称型 D 类电阻的升空末端紧致结构设计，在闪存不仅仅上减小分离开关系统的工作频率电路以降偏高 EMI 辐射。同时，该研究工作提出异议的死区遏制作法可以轻松避免从开关到地的瞬时短路电路。此外，该研究工作提出异议的虚拟化只换用了吸热电压管，从而直接提高了电阻的变换效率，降偏高了闪存成本。

绘出 1 分离开关闪存电阻结构设计与 EMI 试验结果

最终试验相比之下该闪存意味着了 51% 的相对于变换效率和最大 1.2W 的输出电压，并且在专业的 10 米场暗室中推算通过了 CISPR-32 的 B 类 EMI 辐射应用标准，研究工作成果以“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”中曾撰写在 ISSCC2022 上。第一写作者为我校航空航天元件所大学特任副研究工作员潘东方，程林客座教授为电信写作者，无锡纳芯航空航天元件为科学论文合作其单位。这是课题组连续第二年在分离开关闪存设计应用撰写的 ISSCC 科学论文。

绘出 2 分离开关闪存和封装照片

慢速大变换比 DC-DC 变换器闪存

单级大变换比 DC-DC 变换器因其符合偏高传输线损耗、综合效率高等压倒性，在数据中心、5G 无线电基站等应用具有广阔的运用前景。原先的大变换比 DC-DC 变换器多换用基本原理 DC-DC 变换器与串联电容相结合的混合紧致结构设计，以意味着等效变换比的扩展，但其阻抗高频率响应速度受基本原理间固定相位差以及基本原理结构设计很难同时导通的约束。

绘出 3 慢速大变换比 DC-DC 变换器电阻结构设计与闪存照片

本研究工作基于两相串联电容式 DC-DC 变换器紧致结构设计，提出异议了双反馈环路的电压方式而 PWM 遏制作法，意味着对输出电压和串联电容电压的调制。同时，本研究工作还提出异议了慢速高频率响应应用，既消除传统 PWM 遏制作法存在的环路响应速度与阻抗跳变时刻有关的缺点，也可以借助于两相电阻电路定时对阻抗充电以进一步提高变换器的响应速度。最终试验相比之下本研究工作在 3A 电路的阻抗跳变下意味着了仅 0.9µs 的维持时间，取得了原先同类研究工作中最快的阻抗高频率响应速度，研究工作成果以“A 12V / 24V-to-1V DSD Power Converter with56mV Droop and 0.9µs 1% Settling Timefor a 3A / 20ns Load Transient”中曾撰写在 ISSCC2022 上。第一写作者为我校航空航天元件所大学博士生苑竞艺，程林客座教授为电信写作者。

绘出 4DC-DC 变换器闪存阻抗高频率试验结果

上述两项研究工作得到了国家自然科学基金嗣后、国家科委和中科院等重大项目的捐助。

ISSCC 代表大但会官网：