ISSCC 2016Session 12Power Management
提出一种单电感多浮地输出的LED驱动器,实现96%的高效率和0.5%的电流交叉调节,并支持24位色彩分辨率。通过自动电流校准(ACC)技术克服控制器延迟和工艺电压温度变化的影响。
▸采用单电感多浮地输出架构,简化系统并支持多个独立LED通道。
▸提出自动电流校准(ACC)技术,通过检测输出并调整延迟来精确调节电流,实现低交叉调节。
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 2016Session 12Power Management
本文提出了一种适用于宽输入范围(12V至100V)的自平衡零电压开关(ZVS)三电平DC-DC稳压器,采用恒定频率自适应导通时间(AOT)V2控制,实现了2MHz开关频率和90%的高效率。该设计解决了传统高频高压DC-DC变换器中开关损耗大、效率低的问题,适用于汽车和工业系统。
▸提出自平衡ZVS技术,实现三电平DC-DC变换器的零电压开关,降低开关损耗
▸采用恒定频率AOT V2控制方法,在宽输入电压范围内保持稳定性和高效率
ISSCC 2016Session 12Power Management
该论文提出了一款全集成、输入电压范围为2至13V的升降压开关电容转换器,解决了宽输入电压范围下高效功率转换的难题,峰值效率达81.5%。
▸提出了一种新型升降压SC转换器拓扑,克服了传统SC转换器输入输出电压比固定的限制。
▸实现了全集成设计,无需外部电感,适用于IoE、工业和汽车等宽输入电压应用。
ISSCC 2016Session 12Power Management
提出了一种双输出升降压开关电容DC-DC转换器,在0.85至3.6V宽输入电压范围内实现了95.8%的峰值效率,解决了传统开关电容转换器因离散转换比导致效率受限的问题。
▸采用双输出架构,同时支持升压和降压功能,提高系统集成度。
▸通过多模式转换比切换,在宽输入电压范围内保持高效率,峰值效率达95.8%。
ISSCC 2016Session 12Power Management40nm CMOS
该论文提出了一种在40nm CMOS工艺中实现的全集成开关电容DC-DC转换器,通过可扩展的寄生电荷共享技术解决了片上电源转换效率低的问题,实现了94.6%的峰值效率。
▸提出可扩展的寄生电荷共享技术,有效减少开关电容转换器中的寄生损耗。
▸在基线40nm CMOS工艺中实现全集成DC-DC转换器,无需外部元件,适用于片上电源管理。
ISSCC 2016Session 12Power Management
该论文提出了一种采用负输出反馈的理性转换比开关电容DC-DC转换器,解决了传统SC转换器转换比有限、难以适应输入或输出电压变化的问题,特别适用于电池电压缓慢下降的无线系统。
▸提出理性转换比(rational conversion ratio)概念,通过负输出反馈实现分数倍转换比,扩展了电压调节范围。
▸采用级联SC结构并引入反馈控制,在不增加额外功率级的情况下实现连续可调的转换比。
ISSCC 2015Session 20Power Management
该论文提出了一种能量回收型三开关单电感双输入升降压DC-DC转换器,用于环境能量收集系统,实现了光伏模块与电池之间的高效能量管理。该转换器通过创新的拓扑结构和控制策略,达到了93%的峰值转换效率。
▸提出了三开关单电感双输入升降压拓扑,同时支持升降压模式,减少了开关管数量,降低了成本和面积。
▸实现了能量回收功能,能够在电池充电和放电之间高效切换,提高了系统能量利用率。
ISSCC 2015Session 20Power Management
本文提出一种500nW无电池集成静电能量收集接口,基于DC-DC转换器,可处理高达60V的输入电压,并集成最大功率点跟踪(MPPT)和冷启动功能,解决了无线传感应用中电池寿命与系统尺寸、功耗之间的权衡问题。
▸实现了仅500nW的超低功耗能量收集接口,是已知最低功耗之一。
▸集成MPPT和冷启动功能,无需外部电池,在1μW可用功率下即可启动。
ISSCC 2015Session 20Power Management
本文提出了一种适用于物联网的可重构电荷泵能量收集器,通过二维最大功率点跟踪(MPPT)技术,实现了0.45V至3V的宽输入电压范围,解决了传统单转换比电荷泵因输入范围窄导致的电荷再分配损失问题。
▸提出可重构电荷泵结构,支持宽输入电压范围(0.45V-3V),适应不同能量源和环境变化。
▸引入二维MPPT技术,同时优化转换比和开关频率,提升能量收集效率。
ISSCC 2015Session 20Power Management
本文提出了一种用于电磁振动能量采集器的接口IC,通过导通角控制的最大功率点跟踪技术实现高效的AC-DC转换。该电路利用滞环输入电压控制的电感式DC-DC升压转换器,并从采集器电压本身提取所有控制信号,无需额外传感器,从而简化系统设计。
▸提出基于导通角控制的最大功率点跟踪方法,优化能量传输效率。
▸所有控制信号直接从采集器电压产生,无需外部传感器或激励,降低系统复杂度。
ISSCC 2015Session 20Power Management
该论文提出了一种2/3相全集成开关电容DC-DC转换器,采用体CMOS工艺,旨在解决无线供电系统中整流后高电压(>2V)与数字电路所需低供电电压(<700mV)之间的转换间隙,从而实现高效能量传输,适用于可穿戴设备、生物医学植入物等节能数字电路。
▸提出了2/3相可重构的全集成开关电容转换器架构,提高了电压转换效率和输出灵活性。
▸采用全集成设计,无需外部电感或电容,减小了系统体积并适用于片上电源管理。
ISSCC 2015Session 20Power Management
该论文提出了一种123相环形开关电容DC-DC转换器,具有快速动态电压缩放(DVS)功能,专为微处理器设计。通过对称环形结构围绕负载供电,解决了便携式设备中高效、多相集成电源转换的问题。
▸提出123相环形开关电容DC-DC转换器架构,实现超过100个相位的高集成度。
▸集成快速动态电压缩放(DVS)功能,支持微处理器快速调整供电电压。
ISSCC 2015Session 20Power Management32nm SOI CMOS
该论文提出了一种前馈控制的片上开关电容电压调节器,在32nm SOI CMOS工艺中实现了10W的功率输出。通过采用深沟槽电容器和创新的控制方法,解决了高功率密度、高效率与快速响应时间之间的权衡问题。
▸提出前馈控制方法,显著提升开关电容电压调节器的瞬态响应速度。
▸利用深沟槽电容器实现高功率密度与高效率的片上集成。
ISSCC 2015Session 20Power Management
本文提出了一种可变转换比的三相谐振开关电容转换器,通过使用1.1nH的电感实现高效能量转换。该转换器在0.91W/mm²的功率密度下达到了85%的效率,适用于移动计算等单片集成应用。
▸提出了可变转换比的三相谐振开关电容拓扑,利用小电感实现高功率密度。
▸实现了85%的高效率和0.91W/mm²的功率密度,优于传统开关电容转换器。
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 20Power Management
本文提出了一种11/1高电压转换比的开关电容DC-DC转换器,用于AC-DC应用中的次级转换,解决高电压转换比下的效率问题。该转换器在轻载下实现94.7%的效率,输出3.3V、100mW。
▸实现了11/1的高电压转换比,适用于从高压直流母线(如169V或325V)降压到3.3V。
▸在轻载条件下保持高效率(94.7%),通过优化开关电容拓扑和驱动技术降低损耗。
ISSCC 2015Session 12Power Management
该论文提出了一种完全集成的6W无线功率接收器,工作在6.78MHz磁共振耦合频段,适用于便携电子设备和医疗植入物等应用。解决了宽范围功率传输和多设备同时充电的问题,符合A4WP标准。
▸首次实现了6W全集成无线功率接收器,利用磁共振耦合技术提高传输距离和自由度
▸工作频率为6.78MHz ISM频段,兼容A4WP标准,支持多设备同时充电
ISSCC 2015Session 12Power Management
该论文提出了一种用于生物植入设备的无线功率传输系统,通过使用初级均衡器来扩展耦合和负载范围,解决了因线圈耦合变化和负载变化导致的整流器输出电压不稳定的问题。
▸提出了一种初级均衡器,能够在耦合系数和负载变化时稳定输出电压,无需反馈线缆。
▸实现了宽耦合和负载范围内的自适应功率传输,提高了系统的鲁棒性和效率。
ISSCC 2015Session 12Power Management
该论文提出了一种具有Q调制能力的电源管理ASIC,用于提高电感耦合无线功率传输的效率,解决了接收线圈负载变化导致效率下降的问题。
▸1. 提出Q调制技术,动态调整接收线圈的品质因数,以优化不同负载下的功率传输效率。
▸2. 设计并集成了完整的电源管理ASIC,实现了高效的能量转换和稳定的功率输出。
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
该论文提出了一种无电容、单电感、4通道全数字集成DC-DC LED驱动器,实现了7.5W输出功率和96%的效率。它旨在减少固态照明的物料清单并增加功能,克服了现有方案中分立元件多或外部无源器件多的问题。
▸采用无电容设计,仅使用单个电感实现4通道独立驱动,降低了系统成本和体积。
▸全数字控制架构,无需模拟补偿网络,提高了集成度和灵活性。
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 2015Session 12Power Management0.35µm BCDMOS
本文提出一种0.518mm²的准电流模式滞环降压DC-DC转换器,采用0.35µm BCDMOS工艺,实现了3µs的负载瞬态响应。该设计通过创新的准电流模式控制,解决了传统电流模式滞环控制器中瞬态响应与RC网络时间常数之间的固有权衡问题,实现了面积高效和快速响应。
▸提出准电流模式滞环控制技术,在不增加额外补偿元件的情况下,消除了瞬态响应与RC时间常数之间的权衡,实现快速负载瞬态响应。
▸采用0.35µm BCDMOS工艺实现0.518mm²的小芯片面积,适合集成在电源管理IC中,兼顾成本与性能。
ISSCC 2014Session 4Power Management0.16μm CMOS
本文提出了一种3相6/1开关电容DC-DC升压转换器,利用两个外部浮动电容将3.3V输入升压至16V输出,在7mA负载下实现70.3%的效率,输出纹波仅为输出电压的1%。该转换器采用0.16μm CMOS工艺,芯片面积1.65mm²,通过6.67MHz的高开关频率减小电容体积,整体PCB组件体积仅为1.1mm³。
▸提出3相6/1开关电容拓扑,仅用两个外部浮动电容实现高升压比(3.3V至16V),显著减少外部元件数量。
▸通过6.67MHz的高开关频率工作,大幅减小电容尺寸,使整体电源方案体积压缩至1.1mm³,适合紧凑型应用。
ISSCC 2014Session 4Power Management
该论文提出了一种采用深沟槽电容的片上开关电容DC-DC电压调节器,实现了亚纳秒级响应时间。解决了微处理器供电中高功率密度、高效率及快速动态电压频率缩放的需求。
▸首次实现亚纳秒(<1ns)响应时间的片上开关电容DC-DC转换器。
▸利用深沟槽电容实现3.7W/mm²的高功率密度和90%的高效率。
ISSCC 2014Session 4Power Management
本文提出了一种全集成递归开关电容DC-DC转换器,支持15个电压转换比率,效率高达85%,输出电压范围0.1-2.2V。解决了传统开关电容转换器仅在离散比率下高效、以及需要外部电感或线性调节导致尺寸或损耗增加的问题。
▸采用递归开关电容结构,实现15个电压转换比率,覆盖宽输出电压范围。
▸通过优化开关和电容尺寸,在全集成条件下达到85%的高效率。
ISSCC 2014Session 4Power Management
该论文提出了一种2相谐振开关电容转换器,实现了4.3W的输出功率和0.6W/mm²的功率密度,效率达到85%。解决了移动设备和性能计算中全集成电源转换器对高功率密度和高转换比的需求。
▸采用2相谐振开关电容架构,通过谐振实现软开关,降低开关损耗并提高效率。
▸实现了高功率密度(0.6W/mm²)和高效率(85%)的平衡,适用于全集成电源转换。
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 2014Session 4Power Management
本文提出一种四相零占空比迟滞DC-DC转换器,针对应用处理器的大电流快速负载瞬态问题,实现了6A输出、40MHz开关频率,在5A/5ns负载跳变下仅产生118mV跌落和230ns响应时间,避免了传统大输出电容阵列的使用。
▸采用四相零占空比迟滞控制架构,在保持高开关频率的同时实现快速瞬态响应。
▸通过优化环路设计和相位交错,在5A/5ns负载瞬态下将输出电压跌落抑制至118mV,响应时间仅230ns。
ISSCC 2014Session 4Power Management
提出了一种三相数字控制DC-DC转换器,采用单周期相位增加/丢弃方案,成功将输出纹波降低88%,解决了传统有源相数控制过渡时因电流重新分布导致的电压扰动问题。
▸提出1-cycle phase adding/dropping scheme,实现相位切换在单个开关周期内完成,减少电压扰动。
▸数字控制架构结合三相设计,实现88%的纹波抑制效果。
ISSCC 2014Session 23Power Management65nm CMOS
本文在65nm bulk CMOS工艺中设计了一个34V的电荷泵,用于MEMS振荡器的高压偏置。通过创新的电路拓扑和器件堆叠技术,克服了低电压工艺中阱/衬底击穿电压的限制,实现了高电压输出。
▸提出了一种在65nm bulk CMOS中实现34V电荷泵的电路架构,通过串联晶体管和动态阱偏置避免击穿。
▸采用多级电荷泵与电压调节技术,在低压工艺下稳定输出34V高压。
ISSCC 2014Session 23Power Management
本文提出了一种自供电的压电能量采集系统,能够在30µW至10mW的宽功率范围内工作,并实现了9.09ms/V的最大功率点跟踪(MPPT)时间。该系统集成了高效的AC-DC和DC-DC转换器,解决了亚毫瓦级能量采集系统中MPPT速度慢和功率范围窄的问题。
▸提出了一种自供电的压电能量采集架构,无需外部电源即可在宽功率范围内工作。
▸实现了9.09ms/V的快速MPPT时间,显著优于传统方案,适用于动态振动环境。
ISSCC 2014Session 23Power Management
本文提出一种基于全局搜索的光伏能量收集器,解决部分遮阳条件下光伏板功率-电压曲线存在多个局部最大功率点而导致的功率损失问题。该芯片可在43V电压下处理400mW至21W的功率范围,实现350µs的暂态时间、99.9%的最大功率点跟踪效率和94%的功率转换效率。
▸采用全局搜索算法,能够快速准确地找到全局最大功率点,避免陷入局部最大值,在部分遮阳条件下显著提高能量收集效率。
▸实现宽功率范围(400mW至21W)和高电压(43V)工作,同时保持极快的暂态响应(350µs)和极高的MPPT效率(99.9%)。
ISSCC 2014Session 23Power Management
该论文提出了一种能量堆积谐振电路,用于从压电材料中高效提取能量,在双源能量收集系统中实现了最大422%的能量提取。解决了传统压电能量收集效率低的问题。
▸提出能量堆积谐振电路,通过谐振机制大幅提升压电能量提取效率。
▸实现双源能量收集架构,支持同时从多个能量源获取能量。
ISSCC 2014Session 23Power Management0.18µm CMOS
本文提出了一种采用0.18µm CMOS工艺的双源单电感充电器-电源,用于能量收集应用。通过嵌套迟滞和自适应导通时间PWM控制,实现从两个输入源(如太阳能电池和压电换能器)高效地为输出负载供电,并支持0-30mA负载电流。
▸首次提出双源单电感架构,通过一个电感器同时支持两个不同能量源的输入,减小了体积和成本。
▸采用嵌套迟滞控制与自适应导通时间PWM相结合的控制策略,在宽负载范围内保持高效率。
ISSCC 2014Session 23Power Management
A 3nW Fully Integrated Energy Harvester Based on Self-Oscillating Switched-Capacitor DC-DC Converter
该论文提出了一种完全集成的能量收集器,基于自振荡开关电容DC-DC转换器,功耗仅为3nW。解决了毫米级无线系统在超低功耗能量收集方面的挑战。
▸提出自振荡开关电容DC-DC转换器架构,实现极低功耗(3nW)的能量收集。
▸完全集成设计,无需外部元件,适用于毫米级无线系统。
ISSCC 2014Session 23Power Management
该论文提出了一款用于下一代植入物的能量收集系统,能够从哺乳动物耳蜗内电位(70-100mV)中提取能量,总功耗仅1.1nW,静态功耗低至544pW。解决了超低功率植入设备在有限生物电位下高效获取能量的难题。
▸实现了极低静态功耗(544pW)的能量收集电路,适合nW级微弱生物能量源。
▸优化了升压转换器和电源管理架构,可在70-100mV输入电压下高效工作,整体系统功耗仅1.1nW。
ISSCC 2014Session 23Power Management
该论文提出了一种适用于0.15V超低输入电压的能量采集电荷泵,通过开关体偏置和自适应死区时间技术显著提升效率,解决了低电压环境下能量转换效率低的问题。
▸提出开关体偏置技术,动态调整MOSFET体电位以降低阈值电压,实现0.15V超低输入电压启动。
▸引入自适应死区时间控制,根据负载和输入电压变化优化开关时序,减少反向电流和短路损耗。
ISSCC 2013Session 21Power Management
该论文提出了一种用于多串LED驱动器的软自换向方法,通过最小化控制电路实现高效率和高功率因数。该方法解决了传统多串LED驱动器中因高电压余量导致的效率下降问题,并降低了总谐波失真。
▸提出软自换向技术,无需复杂控制电路即可实现多串LED的自动平衡和高效驱动。
▸通过最小化控制电路设计,降低了系统成本和复杂度,同时提升了功率因数和效率。
ISSCC 2013Session 21Power Management
该论文提出了一种基于片上铁电电容的可重构开关电容DC-DC转换器,通过利用铁电电容的高介电常数和低寄生效应,实现了93%的高效率。解决了传统开关电容转换器中因寄生电容和导通损耗导致的效率受限问题。
▸首次在开关电容DC-DC转换器中采用片上铁电电容,利用其高介电常数和低底部寄生电容特性,显著降低转换损耗。
▸提出可重构的转换器架构,能够根据负载需求动态调整转换比,优化效率。
ISSCC 2013Session 21Power Management
本文提出了一种全集成电池连接的开关电容电压调节器,实现了亚纳秒级响应速度,无需片外元件。该设计解决了移动设备中电池电压与处理器所需低电压之间的转换问题,同时支持高功率密度和高效能。
▸首次实现全集成电池连接的开关电容电压调节器,无需外部电感或电容,减小了系统体积和成本。
▸实现了亚纳秒级的瞬态响应,能够快速适应负载变化,适用于高性能处理器供电。
ISSCC 2013Session 21Power Management
该论文提出了一种全集成逐次逼近开关电容DC-DC转换器,实现了31mV的输出电压分辨率,解决了超低功耗微系统中电池电压到多个低压供电的高效转换问题。
▸采用逐次逼近架构实现高精度输出电压调节,分辨率达31mV。
▸全集成设计无需外部电感,适用于小尺寸微系统。
ISSCC 2013Session 21Power Management
该论文提出了一种使用GaN FETs和突发模式控制器的11MHz 22W LED驱动器,实现了0.96的高功率因数。通过集成控制器和驱动器,减少了元件数量,实现了驱动器的小型化和高效化。
▸采用GaN FETs替代传统硅FETs,利用其低导通电阻和低栅极电荷特性,实现了11MHz的高频开关操作,从而减小了无源元件尺寸。
▸提出突发模式控制器,在保持高功率因数的同时,提高了轻载效率,并简化了控制电路。
ISSCC 2013Session 21Power Management
该论文提出了一种CMOS双开关电源调制器,用于20MHz LTE包络跟踪射频功率放大器,通过优化调制器拓扑实现了8%的效率提升。解决了宽带宽和高效率电源调制器设计的挑战。
▸提出双开关结构混合调制器,结合线性放大器和开关转换器,提高整体效率。
▸针对20MHz LTE信号的高峰均比,优化了调制器带宽和功率损耗。
ISSCC 2013Session 21Power Management
本文提出了一种用于HSUPA发射机的AC耦合混合包络调制器,通过结合开关调制器和线性放大器,实现了80%的调制器效率。该设计解决了多输入电压调制器产生多个电源开销大的问题,有效提升了发射机的整体效率。
▸提出AC耦合的混合包络调制器结构,将开关调制器与线性放大器结合,减少了多电源生成的开销。
▸通过优化的电路设计,在HSUPA信号下实现了80%的高调制器效率,优于传统方法。
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。