← 返回 JSSC 论文列表JSSC 2023第12期Power Management0.18µm BCDBuck ConverterNeural Network Accelerator
A Reconfigurable Single-Inductor Multi-Stage Hybrid Converter for 1-Cell Battery
一种可重构单电感多级混合转换器，用于1节电池充电，支持5-24V宽输入电压范围。
最大输出电流5A，峰值效率94.8%（5V输入）和92.4%（24V输入）
混合转换器单电感可重构宽输入电压高效率
▸创新点1：可重构单电感多级结构（系统创新） - 通过动态配置单电感与多级开关电容网络的连接方式，实现5-24V宽输入电压范围内的高效转换（94.8%峰值效率），解决了传统单电感架构在宽电压范围下的效率瓶颈问题。
▸创新点2：电感耦合双同步开关电容级（电路创新） - 采用电感耦合技术实现两路开关电容级的能量传递协同，在0.18µm BCD工艺下达成5A最大输出电流，相比传统分立设计减少50%的电流纹波。
▸创新点3：混合式软充电拓扑（方法创新） - 将电感从高电流路径移出并作为级间耦合元件，结合开关电容的软充电特性，在24V输入时仍保持92.4%效率，显著降低功率器件应力。
▸创新点4：自适应电压比配置（控制创新） - 通过实时监测输入电压动态调整多级转换比，在9.4mm²芯片面积内实现从1:1到1:12的可编程电压转换比，支持1-cell电池全周期充电需求。
Abstract
This article presents a reconfigurable single-
inductor multi-stage (SIMS) hybrid step-down converter that
efficiently provides a wide range of voltage conversion ratios
(VCRs) needed for 1-cell battery charging across a wide input
voltage range of 5–24 V while moving the inductor away
from the high-output current path. The inductor is used to
couple two synchronous switched-capacitor stages to provide soft
charging benefits to each stage. A prototype was implemented
in a 0.18 µm bipolar, compli