ISSCC 2026Session 26Power Management0.18μm BCD
本文提出了一种100A、峰值效率93.4%的LLC谐振变换器,其内置一个从初级电流提取的调节器,用于为栅极驱动器供电,从而省去了外部辅助降压变换器或额外辅助绕组。该设计在0.18μm BCD工艺中实现,实现了60V至2V的转换,工作频率为1MHz。
▸提出了一种嵌入式初级电流提取调节器,利用LLC谐振变换器的初级电流为栅极驱动器供电,无需外部辅助电源。
▸通过集成调节器,消除了外部辅助降压变换器或额外辅助绕组,简化了系统设计并降低了成本。
ISSCC 2026Session 26Power Management
本文提出了一种电感位于中间(inductor-at-middle)的混合降压转换器,用于高电流密度垂直供电。通过开关总线复用控制,将功率电感复用为信号反馈路径,简化了引脚密集型分布式供电网络中信号与功率网络的协同设计。原型实现了3.17A/mm2的垂直电流密度。
▸提出电感位于中间的混合降压拓扑,优化垂直供电电流密度。
▸通过开关总线复用控制,共享功率-信号路径,消除复杂的信号与功率网络协同设计挑战。
ISSCC 2025Session 8Digital Circuits16nm CMOS
该论文提出了一种细粒度时空热分布测量技术,用于16nm CMOS降压转换器和SoC负载电流仿真器,解决了高功率密度单片和异构3D SoC中局部热点对性能和可靠性的瓶颈问题。通过集成温度传感器阵列和负载电流仿真器,实现了对芯片热分布的精确监测和仿真。
▸提出了一种细粒度时空热分布测量方法,能够实时监测芯片上的局部热点。
▸集成了负载电流仿真器,可模拟不同工作负载下的热行为。
ISSCC 2025Session 8Digital Circuits
该论文提出了一种动态可重构的数字集成电压调节器架构,通过将Buck稳压器与LDO稳压器结合,实现了多域SoC中高效细粒度的动态电压频率缩放(DVFS)。该架构解决了传统Buck稳压器需要大体积无源器件难以集成的问题,同时提升了能量效率。
▸提出了一种Buck-LDO混合架构,其中Buck稳压器驱动一组LDO调节域,关键域设置Buck轨电压,从而结合了Buck的高效性和LDO的细粒度调节能力。
▸实现了动态可重构的电压调节器结构,支持多域SoC中不同电压需求的灵活分配,提升了DVFS的能效。
ISSCC 2025Session 21Power Management
本文提出了一种融合混合拓扑与多相拓扑的6相三倍降压DC-DC转换器,实现了高达60:1的电压转换比,解决了传统单相降压在宽转换比和高电流下需要大电感的问题。
▸首次将混合拓扑与多相拓扑融合,实现6相三倍降压结构。
▸通过三倍降压技术大幅提升电压转换比至60:1,同时保持高电流密度。
ISSCC 2024Session 8Power Management
该论文提出了一种基于串联-并联连接开关电容和电感网络的混合DC-DC转换器,解决了汽车应用中超低电压转换比(VCR)降压转换器因高压输入导致的器件体积大、寄生大的问题。实现了12V至60V输入到1.2V输出的高效转换,峰值效率达到92.7%。
▸提出串联-并联连接的开关电容和电感网络架构,实现超低电压转换比(从60V降至1.2V)。
▸通过新型拓扑降低高压开关和电容的电压应力,避免使用大体积高耐压器件,减小寄生效应。
ISSCC 2024Session 8Power Management
本文提出一种48V到5V的降压转换器,采用三重EMI抑制电路以满足CISPR 25汽车电磁兼容标准。解决了高转换比和高开关频率下严重的电磁干扰问题。
▸提出三重EMI抑制电路架构,有效降低开关节点电压振铃和电磁辐射。
▸针对48V至5V极端转换比设计,结合高频开关实现紧凑方案。
ISSCC 2024Session 31Power Management
本文提出了一种采用无序功率分配控制的单电感三输出降压转换器,解决了传统时间复用控制需要断续导通模式导致的输出纹波大和功率传输能力低的问题,实现了11.7W输出功率和9mV/A的交叉调节性能。
▸提出无序功率分配控制策略,无需时间复用即可实现多输出独立调节,降低交叉干扰。
▸通过优化功率分配顺序,在连续导通模式下工作,减小输出纹波并提高功率密度。
ISSCC 2024Session 31Power Management
本文提出了一种用于5G低地球轨道卫星应用的无纹波降压转换器,解决了卫星电源管理在低功耗和高效长距离无线传输方面的挑战。通过实现低于-21.94dB的误差矢量幅度(EVM),该转换器显著降低了输出纹波,提升了射频信号质量。
▸提出了一种无纹波降压转换器架构,通过特殊控制技术将输出纹波抑制到极低水平,满足5G通信对电源纯净度的严格要求。
▸针对低地球轨道卫星的太阳能供电限制,优化了转换效率与动态响应,实现了低功耗下的高性能电源管理。
ISSCC 2024Session 28Power Management
该论文提出了一种并联开关电容混合降压转换器,通过电压转换比感知拓扑优化器来优化拓扑结构,旨在解决紧凑电感下DCR升高导致的效率下降问题。实现了94.1%的峰值效率和4.2A/mm²的电流密度。
▸提出了一种电压转换比感知的拓扑优化器,能够自动搜索最优的并联开关电容混合降压拓扑。
▸通过并联开关电容路径分担部分功率传输,显著降低了电感电流,从而允许使用更小体积的电感并提升功率密度。
ISSCC 2024Session 28Power Management
本文提出一种12V输入、1-1.8V输出的混合DC-DC转换器,采用电荷汇聚(Charge Converging)技术,实现了94.7%峰值效率和685A/cm³超高电流密度,解决了大电压转换比下传统buck转换器效率低和电感体积大的问题。
▸采用电荷汇聚技术降低晶体管电压应力并减小电感体积
▸实现94.7%峰值效率和685A/cm³超高电流密度
ISSCC 2023Session 11Power Management
该论文提出了一种紧凑型12V-to-1V混合谐振开关电容并联电感(ReSC-PL)降压转换器,解决了高电压转换比下效率与电流密度之间的权衡问题。通过引入并联电感和谐振开关电容结构,实现了91.8%的峰值效率和高功率密度。
▸提出混合谐振开关电容并联电感(ReSC-PL)拓扑,结合谐振开关电容和并联电感,优化了高电压转换比下的效率与电流密度。
▸通过并联电感结构,降低了功率电感上的电流应力,从而减小了电感体积,提高了功率密度。
ISSCC 2023Session 11Power Management
本文提出一种12V到1V的四输出开关电容降压转换器,采用共享直流电容器实现多输出,用于DDR5内存模块等数据中心应用,峰值效率达90.4%。解决了单电感多输出方案效率低和交叉调节差的问题。
▸提出共享直流电容器的多输出开关电容降压架构,无需多个电感。
▸实现12V直接到1V的高效转换,峰值效率90.4%。
ISSCC 2022Session 18Power Management
该论文提出了一种混合开关电容-并联电感降压转换器,针对便携式可穿戴设备的高电流密度需求,实现了92.9%的峰值效率和0.3A/mm²的电流密度。该设计解决了传统开关电容转换器需要可重构拓扑增加复杂度以及降压转换器效率折衷的问题。
▸提出混合SC-并联电感拓扑结构,结合开关电容和电感转换器的优点,在宽输入输出电压范围内实现高效率和功率密度。
▸实现0.3A/mm²的高电流密度和92.9%的峰值效率,适合电池输入下产生sub-1V输出。
ISSCC 2022Session 18Power Management
针对12V中间总线到低压点负载的高效转换需求,提出一种飞电容交叉连接的DC-DC转换器,采用插入占空比大于0.5的控制策略,实现了超过2倍的瞬态电感性能提升。该拓扑利用飞电容承受半输入电压应力,使大部分开关仅承受半电压,从而可使用低压器件。
▸提出飞电容交叉连接的新型DC-DC拓扑,实现12:1的高降压比,同时降低开关电压应力。
▸引入插入式D>0.5控制方法,显著改善瞬态响应速度,瞬态电感提升超过2倍。
ISSCC 2022Session 18Power Management28nm CMOS
本文提出了一种在28nm CMOS工艺下实现的400MHz 6相全集成降压转换器,通过动态电容技术解决了多相集成电压调节器中的相间电流不平衡问题,实现了1.23W/mm²的功率密度和83.7%的峰值效率。
▸提出了一种片上电容动态技术,用于补偿多相集成电感之间的失配和寄生电阻差异,从而消除相间电流不平衡。
▸实现了400MHz的高开关频率和6相架构,在保持高效率的同时显著提升了功率密度。
ISSCC 2021Session 29Digital Circuits
本文提出了一种单电感四输出SoC,通过动态压降分配和自适应时钟技术,解决了单电感多输出转换器瞬态响应差和纹波大的问题,从而提升系统性能和能效。
▸提出动态压降分配(Dynamic Droop Allocation)技术,根据负载需求动态调整各输出域的电压裕量,减少不必要的功耗。
▸引入自适应时钟(Adaptive Clocking)机制,根据实际电压波动调整时钟频率,避免因电压下降导致的时序错误,同时降低电压裕量需求。
ISSCC 2021Session 17Power Management
该论文提出了一种1.25GHz全集成DC-DC转换器,采用电磁耦合的Class-D LC振荡器实现高效电源管理。解决了传统Buck转换器需要片外电感和开关电容转换器功率密度受限的问题。
▸提出使用电磁耦合的Class-D LC振荡器结构实现全集成DC-DC转换,无需片外电感。
▸实现了1.25GHz的高开关频率,提升了功率密度和转换效率。
ISSCC 2020Session 18Power ManagementGaN-on-Silicon(未明确具体节点)
该论文提出了一种单片集成E-Mode GaN 15W 400V离线自供电迟滞降压变换器,实现了95.6%的高效率。通过将GaN HEMT和驱动器单片集成在GaN-on-Silicon技术上,有效控制了寄生参数并减小了方案尺寸,解决了传统分立方案中的性能瓶颈。
▸在GaN-on-Silicon平台上单片集成了E-Mode GaN HEMT和驱动器,实现更高集成度和更低寄生。
▸采用自供电架构,无需外部辅助电源,适用于离线应用。
ISSCC 2019Session 8Power Management
该论文提出了一种全集成降压转换器,采用开关电感-电容拓扑结构,在365mW输出功率下实现了78%的效率,解决了片上电感集成中面积约束和寄生效应导致的效率低下问题。
▸提出开关电感-电容(SIC)拓扑,结合开关电容和电感转换器优势,实现高功率密度和效率。
▸采用全集成设计,无需外部元件,利用标准CMOS工艺实现片上电感和电容的协同优化。
ISSCC 2019Session 8Power Management
该论文提出了一种连续输入电流的无源堆叠三阶降压转换器,通过创新的拓扑结构实现了0.7W/mm²的功率密度和94%的峰值效率,解决了小电感高直流电阻限制功率密度的问题。
▸提出连续输入电流的无源堆叠三阶降压拓扑,结合开关电容和电感实现高功率密度。
▸通过无源堆叠技术减少电感电流纹波,降低对电感尺寸和DCR的依赖。
ISSCC 2019Session 19Digital Circuits7nm
该论文提出了一种基于高带宽两相降压转换器的全数字统一电压和频率调节器(UVFBR),采用7nm工艺实现。通过TRC振荡器实现输出电压与输出频率的相互依赖关系,并利用可配置延迟校准振荡器周期以匹配数字负载的关键路径延迟,解决了传统模拟调节器在先进工艺下的集成难题。
▸提出全数字架构的统一电压和频率调节器,无需模拟补偿网络,适合先进工艺缩放。
▸采用高带宽两相降压转换器,结合TRC振荡器实现电压与频率的协同调节,提高瞬态响应。
ISSCC 2019Session 15Wireless
本文提出了一种用于5G毫米波相控阵收发器的符号功率跟踪降压转换器,实现了90ns/V的快速电压转换速度,解决了传统供电调制技术在快速功率跟踪时瞬态响应慢的问题,从而提升系统能效并缓解热问题。
▸提出快速过渡的符号功率跟踪(Symbol-Power-Tracking)技术,实现90ns/V的转换速率,显著快于传统平均功率跟踪。
▸采用特殊控制环路或拓扑结构,在保持高效率的同时支持宽带毫米波信号的快速功率变化。
ISSCC 2018Session 8Wireless
该论文提出了一种基于高压双输入降压转换器的集成摩擦电能量采集系统,并集成了最大功率点跟踪(MPPT)功能。它解决了摩擦电纳米发电机(TENG)在集成电路领域缺乏高效能量采集电路的问题,实现了4.5至16微瓦的功率采集。
▸提出了一种高压双输入降压转换器架构,能够有效处理TENG的高压输出并实现能量转换。
▸集成了MPPT算法,优化了TENG的功率提取效率。
ISSCC 2018Session 27Power Management
本文提出了一种10MHz时域控制的电流模式降压转换器,通过时域控制替代传统模拟电流环路,解决了电感电流传感器噪声敏感和次谐波振荡问题,实现了8.5%至93%的宽开关占空比。
▸采用时域控制方法取代传统模拟电流环路控制,提高了噪声抗扰度并简化了频率补偿。
▸实现了极宽的开关占空比范围(8.5%-93%),适用于宽输入/输出电压应用场景。
ISSCC 2018Session 18Digital Circuits
该论文提出了一种结合全数字锁相环(PLL)和Buck转换器的松弛调节系统,用于集成电路的集成电压调节(IVR)。该系统实现了自主的连续导通模式(CCM)与断续导通模式(DCM)转换控制,以应对宽负载电流范围下的效率优化问题,平均效率达到82%。
▸首次将全数字PLL与Buck转换器结合,实现松弛调节架构,优化瞬态响应和电压跌落裕量。
▸提出自主CCM/DCM转换控制机制,无需外部干预即可根据负载电流自动切换工作模式,提升轻载效率。
ISSCC 2017Session 10Power Management0.35μm CMOS
该论文提出了一种30MHz混合型降压转换器,通过混合控制架构和快速瞬态响应技术,在1.25A/2ns负载瞬态下实现了36mV的电压跌落和125ns的1%建立时间,解决了现代SoC对快速负载瞬态响应的需求。
▸提出混合型降压转换器架构,结合了电压模式和电流模式控制的优点,实现了高带宽和快速瞬态响应。
▸采用电容电流传感器校准技术和负载瞬态优化方法,显著提升了控制器的响应速度。
ISSCC 2016Session 20RF & Wireless
该论文提出了一种用于RF功率放大器的供电调制器,实现了83%的效率和-136dBm/Hz的噪声性能,适用于LTE-40MHz和GSM 35dBm应用。解决了在平均功率跟踪和包络跟踪方法中,如何设计高效低噪声的供电调制器集成电路的挑战。
▸实现了83%的高效率,同时保持极低的-136dBm/Hz噪声,优于现有方案。
▸支持LTE-40MHz和GSM 35dBm两种标准,具有宽频带和高输出功率能力。
ISSCC 2016Session 12Power Management
本文针对多相降压转换器中输出电容阻抗变化导致电流传感精度下降的问题,提出了一种电容电流传感器校准技术。该技术通过精确获取输出电容电流,优化了负载瞬态响应,显著减小了输出电压下冲和稳定时间。
▸提出了一种电容电流传感器校准技术,以补偿输出电容阻抗(包括电容、等效串联电阻和电感)变化对传感精度的影响。
▸将校准技术应用于4相降压转换器,通过精确控制电感电流充放电时间,实现负载瞬态响应的优化。
ISSCC 2015Session 20Power Management
本文提出了一种适用于光伏能量收集的三模式数字降压转换器,能够处理从50nW到10mW的宽输出功率范围。通过自跟踪零电流检测技术,实现了高效的能量转换,解决了低功耗应用中宽负载范围下的效率问题。
▸提出了三模式操作(CCM、DCM和超轻载模式)的数字降压转换器,覆盖50nW到10mW的宽输出功率范围。
▸设计了自跟踪零电流检测电路,无需外部校准即可适应不同负载条件,提高轻载效率。
ISSCC 2015Session 12Power Management
本文提出了一种输出独立栅极驱动控制的单电感多输出(SIMO)DC-DC buck转换器,解决了宽输出范围(1.2-3.3V)下效率显著下降的问题,实现了90%的峰值效率。
▸提出输出独立栅极驱动控制技术,使功率管栅极驱动电压不随输出电压变化,从而在宽输出范围内保持高效率。
▸通过优化控制时序和功率管尺寸,降低了开关损耗和导通损耗,实现了90%的峰值效率。
ISSCC 2015Session 12Power Management
本文提出一种基于误差控制的单电感10输出DC-DC降压转换器,通过自适应控制降低轻载下的开关损耗,解决了传统SIMO转换器轻载效率低和交叉调节问题。
▸提出基于误差的控制方法替代传统比较器控制,实现自适应开关频率调节以提升轻载效率。
▸单电感同时支持10路独立输出,有效减小芯片面积并降低交叉干扰。
ISSCC 2015Session 12Power Management
该论文提出了一种用于植入式生物医学系统的PWM降压转换器,采用模拟-数字混合控制技术,在45µA至4mA的宽负载范围内实现了超过80%的功率转换效率,解决了传统PFM转换器开关噪声不可预测的问题。
▸提出模拟-数字混合控制方法,结合PWM和PFM优势,在宽负载范围内保持高效率。
▸通过优化控制环路设计,在极轻负载下仍能维持高功率转换效率。
ISSCC 2015Session 12Power Management
提出一种4相时间控制降压转换器,通过时间域控制取代传统PWM调制,在简化控制的同时实现高效率和低静态电流,解决了多相转换器设计复杂性和滞环控制非线性问题。
▸采用基于时间(time-based)的控制架构,无需复杂PWM调制,实现简洁的多相电流共享与调节。
▸在1.8V供电、30-70MHz开关频率下实现87%峰值效率和3µA/MHz超低静态电流,面积仅0.32mm²。
ISSCC 2014Session 4Power Management
这篇论文提出了一种工作于10/30MHz的宽占空比范围降压转换器,采用基于差分差分放大器(DDA)的Type-III补偿器,实现了快速的参考电压跟踪响应,适用于动态电压缩放(DVS)应用。
▸采用基于DDA的Type-III补偿器,在宽占空比范围内实现稳定控制
▸支持10/30MHz双频切换,兼顾轻载效率与快速瞬态响应
ISSCC 2014Session 4Power Management
该论文提出了一种单电感四输出DC-DC降压转换器,采用基于纹波的自适应关断时间控制,实现了87%的峰值效率并支持动态电压调节。主要解决了先前单电感多输出转换器中的交叉调节和功耗问题。
▸提出基于纹波的自适应关断时间控制技术,有效降低交叉调节并提高轻载效率。
▸采用伪连续导通模式(PCCM)控制,结合自由轮转周期,实现多输出独立调节。
ISSCC 2013Session 4Wireless
该论文提出了一种用于能量收集的自偏置集成DC-DC降压转换器,输入电压范围为5-60V,输出功率范围为25-1600µW,并采用全模拟最大功率点跟踪(MPPT)算法,解决了高压能量收集系统中功率传输效率低的问题。
▸采用自偏置结构,无需额外偏置电路,简化了系统设计并降低了功耗。
▸提出全模拟MPPT算法,避免了数字控制带来的复杂性和功耗,适用于微瓦级能量收集应用。
ISSCC 2013Session 21Power Management
本文提出一种基于封装键合线作为电感器的四相全集成降压转换器,采用飞电容技术减少片上去耦电容面积5倍,实现82.4%的峰值效率。解决了多相转换器中电感面积大和输出纹波的问题。
▸使用封装键合线作为集成电感,无需额外电感元件,降低成本。
▸采用飞电容技术实现四相降压转换,显著减小片上去耦电容面积。
ISSCC 2012Session 16Power Management
本文设计并实现了一款宽输入电压范围的开关电容DC-DC转换器,通过优化拓扑和控制策略实现了92%的高效率,解决了传统开关电容转换器效率低、输入范围窄的问题。
▸提出了一种新型宽输入电压范围开关电容拓扑结构,能够在不同输入电压下自动调整转换比以保持高效率。
▸采用了先进的控制电路和开关驱动技术,降低了开关损耗和导通损耗,实现了92%的峰值效率。
ISSCC 2012Session 16Power Management65nm CMOS
本文提出了一种在65nm CMOS工艺下实现的5输出单电感降压DC-DC转换器,通过近独立调节技术解决了传统单电感多输出(SIMO)转换器中的交叉调节和低功率密度问题,实现了1.2W/mm2的高功率密度。
▸提出近独立调节控制策略,有效抑制多输出之间的交叉调节,实现5路输出电压的独立稳定。
▸采用单电感结构同时提供5路输出,在65nm CMOS工艺下达到1.2W/mm2的功率密度,显著提升集成度。
ISSCC 2010Session 10Power Management
该论文提出了一种采用频域ΔΣ ADC和混合PWM发生器的数字控制降压转换器,实现了300mA负载电流下14mV的纹波。解决了数字控制器中ADC和DPWM模块的功耗、复杂度和面积挑战。
▸提出频域ΔΣ ADC架构,降低ADC功耗和复杂度
▸设计混合PWM发生器,结合数字和模拟技术提高分辨率并减少面积
ISSCC 2010Session 10Power Management
提出了一种基于锁相环(PLL)的高稳定性单电感多输出(SIMO)DC-DC降压转换器,支持6个独立输出通道。该设计解决了传统PWM电流模式控制器在负载变化时稳定性差的问题,通过PLL实现恒定频率控制,提高了系统鲁棒性。
▸采用PLL锁相环技术替代传统电流模式控制器,实现了多通道输出的频率同步和稳定性提升。
▸单电感同时调节6个独立输出通道,简化了外围电路,适用于便携多电压应用。
ISSCC 2009Session 26Other
该论文提出了一种数字辅助的准V2滞环降压转换器,实现了固定频率操作且无需使用大ESR电容。解决了传统滞环控制频率不固定和依赖大ESR电容的问题,提升了瞬态响应和稳定性。
▸提出准V2控制架构,结合数字辅助实现固定频率操作,避免传统滞环控制的频率变化问题。
▸无需大ESR电容即可实现稳定控制,降低了对电容的依赖和成本。
ISSCC 2008Session 24Analog Circuits0.5μm CMOS
该论文提出了一种0.5μm CMOS工艺的四输出单电感降压型DC-DC转换器,采用自举开关驱动器技术,总输出电流达1.2A。解决了多处理器系统中多路独立供电需求与电感成本高的问题,实现了单电感多输出(SIMO)的紧凑型电源解决方案。
▸提出四输出单电感降压型DC-DC转换器架构,利用自举开关驱动器提高效率
▸实现1.2A总输出电流,支持独立调控的多个输出通道
ISSCC 2008Session 24Analog Circuits
本文提出了一种自动可选频率的脉宽调制器,用于降压转换器。通过根据负载电流自动调整开关频率,降低轻载时的开关损耗和栅驱动损耗,从而显著改善轻载效率。
▸提出自动可选频率的PWM调制方案,根据负载电流自动切换开关频率,平衡重载和轻载效率。
▸在轻载条件下降低开关频率,减少与频率相关的损耗,同时保持输出电压稳定。