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单片集成谐振式升压转换器设计
1
作者
刘子恒
孟凡易
+1 位作者
王晨菲
马凯学
《浙江大学学报(工学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第5期1035-1043,共9页
为了解决高频谐振功率转换器功率密度较低的问题,提出基于绝缘体上硅(SOI)工艺平台和氮化镓(GaN)功率晶体管的三维集成的单开关全谐振升压转换器,开关频率为500 MHz.转换器主体采用传统Class-E放大器的衍生电路结构-并联式Class-E拓扑,...
为了解决高频谐振功率转换器功率密度较低的问题,提出基于绝缘体上硅(SOI)工艺平台和氮化镓(GaN)功率晶体管的三维集成的单开关全谐振升压转换器,开关频率为500 MHz.转换器主体采用传统Class-E放大器的衍生电路结构-并联式Class-E拓扑,栅极驱动器采用单管谐振式驱动拓扑.转换器中的谐振电感元件采用SOI工艺中提供的平面螺旋电感实现,谐振电容元件采用GaN功率晶体管的米勒寄生电容实现,硅基芯片与GaN芯片通过三维倒装技术连接.围绕电路参数设计、谐振元件的实现和版图结构设计进行详细分析.实验结果显示,当输入电压为12 V时,片上转换器的最高功率密度为1.481 W/mm^(2),满载效率为60%,最高效率为89%.本设计为实现高功率密度、高集成度的功率转换器提供了新思路.
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关键词
谐振
式
功率转换
器
三维集成
电路设计
功率
密度
转换
效率
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职称材料
题名
单片集成谐振式升压转换器设计
1
作者
刘子恒
孟凡易
王晨菲
马凯学
机构
天津大学微电子学院
出处
《浙江大学学报(工学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第5期1035-1043,共9页
基金
国家重点研发计划资助项目(2019YFB1803200)。
文摘
为了解决高频谐振功率转换器功率密度较低的问题,提出基于绝缘体上硅(SOI)工艺平台和氮化镓(GaN)功率晶体管的三维集成的单开关全谐振升压转换器,开关频率为500 MHz.转换器主体采用传统Class-E放大器的衍生电路结构-并联式Class-E拓扑,栅极驱动器采用单管谐振式驱动拓扑.转换器中的谐振电感元件采用SOI工艺中提供的平面螺旋电感实现,谐振电容元件采用GaN功率晶体管的米勒寄生电容实现,硅基芯片与GaN芯片通过三维倒装技术连接.围绕电路参数设计、谐振元件的实现和版图结构设计进行详细分析.实验结果显示,当输入电压为12 V时,片上转换器的最高功率密度为1.481 W/mm^(2),满载效率为60%,最高效率为89%.本设计为实现高功率密度、高集成度的功率转换器提供了新思路.
关键词
谐振
式
功率转换
器
三维集成
电路设计
功率
密度
转换
效率
Keywords
resonant power converter
3D integration
circuit design
power density
conversion efficiency
分类号
TN432 [电子电信—微电子学与固体电子学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
单片集成谐振式升压转换器设计
刘子恒
孟凡易
王晨菲
马凯学
《浙江大学学报(工学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
0
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