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低成本/低功耗/數(shù)字型片上直流開關(guān)電源芯片
2024-06-24 14:20:55
云上高博會(huì)
http://www.g2h0uzv.xyz
所屬領(lǐng)域:
項(xiàng)目成果/簡(jiǎn)介:
本成果面向便攜式電子設(shè)備與SoC片上電源的低成本、低功耗、高效率需求，研制了一款低功耗、超低成本的直流開關(guān)電源(DC-DC Converter)芯片。它基于純MOS器件實(shí)現(xiàn)，加工費(fèi)用極低，不需要傳統(tǒng)電源芯片所必須的電阻、電容、二極管等無(wú)源器件。它引入頻率滑動(dòng)機(jī)制，確保輕載與重載下開關(guān)頻率自動(dòng)切換，最高轉(zhuǎn)化效率達(dá)94%，輸出電壓紋波為mV級(jí)。它僅由若干比較器與若干數(shù)字單元構(gòu)成，區(qū)別于傳統(tǒng)的商業(yè)上復(fù)雜的電源架構(gòu)。該電源技術(shù)不受工藝制約，基于數(shù)字化實(shí)現(xiàn)架構(gòu)，硬件成本超低，特別適合做任意SoC芯片的片上電源模塊或作為小功率便攜式電子設(shè)備的充電裝置。
圖1.研制的低功耗低成本數(shù)字型直流電源芯片
應(yīng)用范圍:
集成電路領(lǐng)域
效益分析:
電源芯片廣泛應(yīng)用在穿戴式電子設(shè)備中，如手機(jī)、智能手環(huán)、無(wú)線耳塞、智能腕表中；也可應(yīng)用在任意SoC系統(tǒng)芯片中，如給藍(lán)牙收發(fā)機(jī)或ARM芯片等供電。
本成果有目前國(guó)內(nèi)產(chǎn)品所沒有的三大技術(shù)優(yōu)勢(shì)：
1. 不含任何片上無(wú)源器件，純MOS器件實(shí)現(xiàn)，制造成本低，不受工藝制約；
2. 只包含若干比較器+若干數(shù)字單元，無(wú)其他模擬模塊，電源架構(gòu)是國(guó)內(nèi)最簡(jiǎn)，因而具有低功耗與超低成本特性；
3. 硬件核心面積不足0.1mm2, 能量效率高達(dá)94%，紋波處于mV級(jí)，性能國(guó)內(nèi)領(lǐng)先。
目前市場(chǎng)上，任意一款成熟的電源芯片，年銷售量都可達(dá)上億顆。而目前主流電源芯片的利潤(rùn)與成本較低，成本不到幾分錢。考慮到該成果的技術(shù)優(yōu)勢(shì)能大幅縮減成本，包括流片成本與研制成本，每顆芯片可帶來(lái)幾角的利益，在年產(chǎn)上億顆的市場(chǎng)大背景下，其經(jīng)濟(jì)效益是巨大的，成本優(yōu)勢(shì)明顯。
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