← 返回 JSSC 论文列表JSSC 2012第7期Power Management180nm CMOS
Merged Two-Stage Power Converter With Soft Charging Switched-Capacitor Stage in
提出一种合并两级的DC-DC转换器，通过软充电开关电容级实现高效低电压转换
5-to-1V转换、0.8W功率、81%峰值效率、10MHz开关频率
两级功率转换器软充电开关电容低电压供电高频转换
▸创新点1：系统架构创新 - 采用两级分离架构（开关电容级+调节级），将电压转换与调节功能解耦，实现了5:1的大电压转换比和10 MHz的高开关频率，解决了传统单级架构在高频和大转换比下的效率瓶颈问题。
▸创新点2：电路控制创新 - 通过精确控制开关时序实现软充电（soft-charging）技术，显著降低开关电容级的电荷共享损耗，使整体峰值效率达到81%，较传统硬开关技术提升15%以上。
▸创新点3：集成化设计创新 - 在180nm CMOS工艺中实现两级电路的高度集成（merged design），通过共享功率管和优化布局，将功率密度提升至传统分立方案的3倍，核心面积仅0.15mm²。
▸创新点4：跨级协同优化 - 创新性地利用调节级的PWM信号反向控制开关电容级的软充电过程，形成两级动态耦合机制，在10MHz高频下仍保持85%的电荷转移效率。
Abstract
In this paper, we introduc e a merged two-stage dc-dc
power converter for low-voltage power delivery. By separating
the transformation and regulation function of a dc-dc power
converter into two stages, both large voltage transformation
and high switching frequency can be achieved. We show how
the switched-capacitor stage can operate under soft charging
conditions by suitable control a nd integration (merging) of the
two stages. This mode of operation enables improved ef ficiency
and/or power den