← 返回 JSSC 论文列表
📄 下载 JSSC 原文 PDF
JSSC 2019第11期Power Management65nmBoost Converter

Algebraic Series-Parallel-Based Switched-Capacitor DCDC Boost Converter With Wid

提出一种基于代数串并联的开关电容升压转换器,具有灵活的电压转换比和高效率。
峰值效率80%,最大负载功率20.4mW,功率密度22.7mW/mm²
开关电容升压转换器代数串并联分数电压转换比功率转换效率
创新点1:代数串并联拓扑结构(方法创新) - 提出了一种基于代数级数展开的新型串并联拓扑框架,通过数学建模将输出电压表达式转化为特定代数形式,实现了比传统二维串并联结构更灵活的分数电压转换比(VCR)配置能力,支持7种不同的转换比选择。
创新点2:优化的电荷共享和底板寄生损耗(电路创新) - 采用创新的电荷分配机制和底板寄生补偿技术,在保持传统结构灵活性的同时,显著降低了电荷共享损耗和底板寄生效应,实测峰值效率达到80%,比同类设计提升约15%。
创新点3:高集成度功率转换系统(系统创新) - 在65nm CMOS工艺上实现全集成DC-DC升压转换器,通过级联Dickson拓扑结构,在0.25-1V输入范围内稳定输出1V电压,功率密度达22.7mW/mm²,最大负载功率20.4mW,展现了优异的片上集成能力。
创新点4:可扩展的拓扑框架(方法创新) - 提出的ASP拓扑具有通用化设计方法论,通过系统化参数确定流程,可灵活适配不同转换比需求,为后续多电压域SoC供电系统提供了可扩展的解决方案。
Abstract
This article presents an algebraic series–parallel (ASP) topology for fully integrated switched-capacitor (SC) dc–dc boost converters with flexible fractional voltage conver- sion ratios (VCRs). By elaborating the output voltage ( V OUT) expression into a specific algebraic form, the proposed ASP can achieve improvements on both the charge sharing and bottom-plate-parasitic losses while maintaining the high topology and fractional VCR flexibility of conventional two-dimensional series–parallel (2DS