突破性壓電式DC-DC轉(zhuǎn)換器問世
新型壓電材料的出現(xiàn)使在功率密度和集成度方面提供高性能成為可能。這些新材料可用于直流-直流電源轉(zhuǎn)換器，作為替代磁性元件的解決方案，以滿足對小型化、高功率密度和高效率應(yīng)用日益增長的需求。
最近，由加利福尼亞大學(xué)圣迭戈分校和CEA-Leti組成的研究團隊開發(fā)出一種突破性的基于壓電諧振器的DC-DC轉(zhuǎn)換器，將所有電源開關(guān)統(tǒng)一到單個芯片上，以提高功率密度。這種新的功率拓撲超越了現(xiàn)有拓撲，融合了壓電轉(zhuǎn)換器和電容式DC-DC轉(zhuǎn)換器的優(yōu)點。
該團隊開發(fā)的電源轉(zhuǎn)換器比目前用于此用途的龐大笨重的電感器小得多，最終可用于任何類型的DC-DC轉(zhuǎn)換，從智能手機到計算機，再到服務(wù)器群和AR/VR頭戴設(shè)備。研究結(jié)果以An Integrated Dual-side Series/Parallel Piezoelectric Resonator-based 20-to-2.2V DC-DC Converter Achieving a 310% Loss Reduction為題發(fā)布于2024年2月20日舊金山舉行的ISSCC 2024會議。
這種雙側(cè)串聯(lián)/并聯(lián)壓電諧振器（DSPPR）是首款基于壓電諧振器的功率轉(zhuǎn)換IC芯片，與現(xiàn)有技術(shù)發(fā)布的和共同設(shè)計的VCR <0.125分立設(shè)計相比，損耗降低達310%。與分立式設(shè)計相比，混合DSPPR轉(zhuǎn)換器利用了集成電路在小面積內(nèi)提供復(fù)雜功率級的能力，可以將所有電源開關(guān)整合到單個芯片上，從而大幅度縮小PCB占地面積并提高相位控制精度，能夠在電壓轉(zhuǎn)換比（VCR）小于0.1的情況下實現(xiàn)高效器件運行。此外，在壓電DC-DC轉(zhuǎn)換器之前和之后加入額外的基于電容的轉(zhuǎn)換器級，有助于提高性能。
（摘編自 化合物半導(dǎo)體）
