机构

Dartmouth College

10 篇

ISSCC 2026Session 19AI / ML180nm SOI CMOS
Kishalay Datta, Yue Wu, Charles Sullivan, Jason Stauth
本文提出一种全集成双向5kV隔离DC-DC转换器,采用180nm SOI CMOS工艺和分布式多绕组变压器,通过5电平混合全桥功率级实现波形整形与电流均衡,达到42.5%峰值效率和170mW/mm2变压器功率密度。
采用分布式多绕组变压器,最大化利用标准片上金属叠层,提升隔离功率密度。
提出5电平混合全桥功率级,实现基波和谐波波形整形与电流均衡,提高效率。
ISSCC 2023Session 30Power Management
Yanqiao Li, Bahlakoana Mabetha, Jason T. Stauth
本文提出一种芯片级联的开关电容变换器,辅助升压技术实现从3.7V电池到1kV高压输出,用于驱动静电和压电执行器。该变换器通过高效无功功率回收,达到>96%的功率效率,解决了微型机器人等领域中极端电压转换和尺寸重量限制的挑战。
采用芯片级联(Chip-Cascaded)结构,通过多个IC堆叠实现极高压转换比(3.7V到1kV)。
引入辅助升压(Auxiliary Boost)技术,增强输出电压并改善无功功率回收效率。
ISSCC 2022Session 18Power Management
Prescott H. McLaughlin, Kishalay Datta, Jason T. Stauth
本文提出了一种单片集成的3:1降压谐振Dickson转换器,针对低电压应用,通过合并电磁螺旋电感实现了高功率密度。该转换器具备可变调节能力和基于磁性的零电流检测与自动调谐功能,解决了硅集成电感器在混合谐振开关电容拓扑中的挑战。
首次在单片集成中实现3:1谐振Dickson拓扑,利用电磁螺旋电感提升功率密度。
提出基于磁性的零电流检测方法,实现精确的开关时序控制与自动调谐。
ISSCC 2021Session 33Wireless
Yanqiao Li, Benjamin L. Dobbins, Jason T. Stauth
该论文提出了一种去中心化菊花链控制的开关电容驱动器,用于微机器人静电和压电致动器的高压驱动(100-300V)。该驱动器解决了传统方案中体积大、重量重、无功功率损耗高的问题,实现了10倍的功率降低。
提出去中心化菊花链控制架构,每个驱动单元独立控制,提高了系统灵活性和可扩展性。
采用开关电容拓扑实现高效高压生成和驱动,显著降低了无功功率损耗。
ISSCC 2021Session 17Power Management
Ziyu Xia, Jason Stauth
本文提出了一种两级级联混合开关电容DC-DC转换器,实现了96.9%的峰值效率,并能容忍0.6V/μs的输入压摆率,解决了高转换比电源管理中电感体积大和瞬态响应慢的问题。
采用两级级联混合开关电容拓扑,结合软充电技术减小电感尺寸并提高效率。
通过优化控制策略实现快速瞬态响应,容忍高达0.6V/μs的输入压摆率。
ISSCC 2020Session 11Power Management
Prescott H. McLaughlin, Ziyu Xia, Jason T. Stauth
本文提出了一种全集成谐振开关电容转换器,采用片上双相合并技术,在0.47W输出功率下实现了85.5%的效率。该设计克服了无源器件(特别是电感)集成难度大的问题,为片上电源管理提供了高效方案。
首次实现全集成谐振开关电容转换器,无需外部电感,利用片上双相合并技术提升效率。
在0.47W功率点达到85.5%的效率,展示了全集成方案在高性能电源管理中的潜力。
ISSCC 2017Session 10Power Management
Christopher Schaef1,2, Eric Din1,3, Jason T. Stauth1
该论文提出了一种数字控制的混合开关电容转换器,用于双向平衡和阻抗管理,实现了94.8%的峰值效率,旨在解决电化学储能系统中效率低、成本敏感的问题。
提出混合开关电容拓扑,结合数字控制实现高效率双向能量平衡。
通过数字控制优化开关时序,减少损耗,达到94.8%峰值效率。
ISSCC 2015Session 20Power Management
Christopher Schaef, Kapil Kesarwani, Jason T. Stauth
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 2014Session 4Power Management
Kapil Kesarwani, Rahul Sangwan, Jason T. Stauth
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 2012Session 5Power Management
Jason Stauth1,2, Michael Seeman2, Kapil Kesarwani2
本文提出了一种用于分布式光伏能量优化的高压CMOS集成电路和嵌入式系统,解决了传统中央逆变器在PV模块失配时能量损失的问题,实现了超过99%的有效转换效率。
提出了分布式光伏能量优化架构,通过每模块级DC-DC转换器独立调节功率,避免串联电流限制。
设计了高压CMOS IC,集成功率管、控制器和通信接口,实现高效率和低成本。