中国科学技术大学团队在IEEE ISSCC 2026上发布的一款高效升降压DC-DC变换器芯片

中国科学院所属中国科学技术大学微电子学院程林教授团队开发了一种高效升降压 DC-DC 变换器。该成果首次亮相于集成电路设计领域顶级会议 IEEE 国际固态电路会议 ISSCC 2026。这是程林团队第三次在 ISSCC 发表论文，论文题目为《一种峰值效率 98.6%、电流密度 1.47 A/mm² 的升降压变换器，可始终降低导通损耗》。

升降压变换器广泛用于由锂电池供电的移动电子设备，可将电池电压转换为约 3.4 V 的固定电压，为各功能模块供电。为延长电池续航，这类变换器需要在整个电池电压范围内保持较高效率。此外，移动电子设备小型化也要求变换器具备更高的电流密度。

在本项工作中，程林团队提出了一种新型升降压变换器拓扑结构，仅包含四个低压功率管、一个飞跨电容和一个电感。该结构是目前唯一能够在不使用高耐压器件的情况下，仅用四个功率管和一个飞跨电容完成设计方案的拓扑。在飞跨电容的辅助下，该结构在全电池电压范围内有效降低了电感电流和导通损耗。

测试结果显示，该芯片在 1.7 mm² 的芯片面积下实现了 98.6% 的峰值效率和 2.5 A 的最大输出电流。与其他研究相比，该设计在全电压转换比条件下实现了最高效率，并在最低芯片成本下获得了最高电流密度，在效率与电流密度之间取得了良好平衡。