Розроблено високоефективний DC-DC перетворювач

Високоефективний що понижує перетворювач DC-DC був розроблений групою під керівництвом професора Чен Ліня зі Школи мікроелектроніки Університету науки й технологій Китаю (USTC) Китайської академії наук (CAS). Перетворювач дебютував на міжнародній конференції IEEE Solid-State Circuits Conference (ISSCC), яка відбулася 19–23 лютого 2023 року в Сан-Франциско. Стаття має назву «98,6%-піковий ККД 1,47 А/мм ² понижувально-додатковий перетворювач щільності струму із завжди зниженими втратами провідності».

Понижувально-підвищувальні перетворювачі широко використовуються в мобільних електронних пристроях, що живляться від літієвих батарей, для перетворення напруги батареї на фіксовану напругу приблизно 3,4 В для модулів живлення. Очікується, що перетворювач підтримуватиме високу ефективність у повному діапазоні напруги акумулятора, щоб подовжити термін служби акумулятора. Крім того, мініатюризація мобільних електронних пристроїв вимагає високої щільності струму перетворювачів.

У цій роботі команда Ченга запропонувала нову топологію понижувально-підвищувального перетворювача, що містить лише чотири низьковольтні силові лампи, один літаючий конденсатор і одну котушку індуктивності. Ця структура була єдиною на сьогодні конструкцією, яка дозволяла утримувати чотири силові лампи та один літаючий конденсатор без опору високої напруги. Крім того, за допомогою літаючого конденсатора струм індуктивності та втрати провідності цієї структури були ефективно зменшені в повному діапазоні напруги батареї.

Результати тестування показали, що мікросхема досягла пікового ККД 98,6% і максимального вихідного струму 2,5 А при площі мікросхеми 1,7 мм². Порівняно з даними в інших дослідженнях, ця конструкція досягла найвищої ефективності при повному коефіцієнті перетворення напруги та найвищої щільності струму за найнижчої вартості мікросхеми, встановивши ідеальний баланс між ефективністю та щільністю струму.