← 返回 JSSC 论文列表JSSC 2021第8期Power Management180nm BCD
Direct 12V24V-to-1V Tri-State Double Step-Down Power Converter With Online VCF R
提出一种三态双降压转换器，实现高效高功率密度的12V/24V至1V直流转换。
峰值效率88.3%（24V/1V）和92.1%（12V/1V），功率密度476 mW/mm²
高压电源IC直流转换器功率密度效率优化飞电容电压平衡
▸创新点1：三态双降压拓扑结构（方法创新） - 通过结合三级和双降压转换器拓扑的优势，实现了12V/24V至1V的高效直接转换，允许使用低电压额定功率器件，从而支持更高开关频率和小型化无源元件，提升功率密度至476 mW/mm²。
▸创新点2：在线飞电容电压平衡方案（电路创新） - 提出的在线VCF再平衡技术动态优化开关节点电压，减少飞电容间电压失配达16.7%，显著提高系统可靠性和转换效率（峰值效率达92.1%）。
▸创新点3：启动瞬态预充电速率调节技术（系统创新） - 采用原位预充电速率调控机制，精确管理飞电容充电过程，避免器件击穿风险，增强高压启动阶段的稳定性和安全性。
▸创新点4：高集成度BCD工艺实现（工艺创新） - 基于180nm HV BCD工艺，在6.3mm²芯片面积内集成高压功率器件与控制电路，实现高功率密度与高效率的协同优化。
Abstract
In response to fast-growing high-voltage (HV)
power IC market demands, this article presents a tri-state double
step-down (DSD) power converter to achieve direct 12V/24V-
to-1V dc–dc power delivery with high efficiency and high power
density. By taking advantage of the benefits from both three-level
and DSD converter topologies, the converter allows the use of
lower voltage rating power devices and thus facilitates high
switching frequency operation with smaller power passives.
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