JSSC 2024第12期Power Management180nm

A Power-Efficient Single-Mode BuckBoost DCDC Converter With Bilaterally Symmetri

提出一种双边对称混合降压-升压转换器，实现高效单模式操作。

180nm CMOS, 2.7-4.2V输入, 3.4V输出, 1A, 96.9%峰值效率

降压-升压转换器双边对称单模式操作高效率CMOS开关

▸双边对称混合降压-升压拓扑：通过创新的双边对称结构设计，显著降低了电感电流（IL），从而减少了传导损耗。这一电路创新在2.7-4.2V输入范围内实现了无缝电压转换，提升了整体效率。

▸无缝单模式操作：采用独特的控制策略，实现了在整个电压转换范围内的单模式操作，避免了传统拓扑中模式切换带来的效率损失。这一系统创新使得输出电压在输入电压波动时仍能保持稳定。

▸低导通电阻CMOS开关：通过优化开关设计，使用了低导通电阻的CMOS开关，进一步降低了导通损耗。这一器件创新使得在1A输出电流下仍能实现96.9%的峰值效率。

▸高效率性能验证：在9mΩ和250mΩ电感直流电阻条件下，分别实现了96.9%和95.5%的峰值效率，验证了该设计在真实场景下的高效性能。这一实验创新为实际应用提供了可靠的数据支持。

Abstract

This article presents a bilaterally symmetrical hybrid buck–boost (BS-HBB) dc–dc converter designed for battery-to-3.4-V power conversion. Traditional buck–boost con- verters suffer from high inductor currents ( IL) compared to load currents, resulting in considerable conduction losses. While many hybrid designs incorporating flying capacitors have attempted to reduce IL, these topologies often struggle with non-smooth transitions between modes, the inability to reduce IL in either the buck or b