中國科大研制出新型隔離電源芯片有效提高芯片轉換效率和功率密度

2021-02-22 09:58:29來源：科技日報

記者從中國科學技術大學了解到，在2月18日召開的國際固態電路會議上，該校程林教授課題組提出一種新型隔離電源芯片設計方案。他們提出的架構通過在單個玻璃襯底上利用三層再布線層，實現高性能微型變壓器的繞制，并完成與發射和接收芯片的互聯，有效地提高了芯片轉換效率和功率密度，為今后隔離電源芯片的設計提供了一個新的解決方案。

隔離電源芯片對于保證系統安全和可靠性至關重要。程林教授課題組利用先進的玻璃扇出型晶圓級封裝技術，將接收和發射芯片通過封裝上可再布線層制成的微型變壓器進行互聯封裝，不需要額外的變壓器芯片，克服了現有芯片設計中需要3顆甚至4顆芯片的缺點，大大提高了隔離電源轉換效率和功率密度。此外，該研究還提出一種采用了可變電容的功率管柵極電壓控制技術，實現了在更寬電源電壓范圍下，控制柵極峰值電壓使其保持在最佳安全電壓范圍，而無需采用特殊厚柵氧工藝的功率管，實現更高的效率并降低成本。

測試結果表明，該隔離電源芯片實現46.5%的峰值轉換效率和最大1.25瓦的輸出功率，最終封裝尺寸僅有5毫米×5毫米，在目前所報道的無磁芯隔離電源芯片中效率和功率密度均為最高。

據悉，國際固態電路會議創建于1953年，是國際上最尖端芯片技術發表之地，每年大約有200篇論文入選。由于國際固態電路會議在學術和產業界受到極大關注，也被稱為集成電路設計領域的“奧林匹克大會”。程林教授課題組的相關成果以論文形式在該會議上發表，并進行演示。這是中國科大首次以第一作者單位在該會議上發表論文。(吳長鋒)

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