Two-Stage 48V-1V Hybrid Switched-Capacitor Point-of-Load Converter with 24V Intermediate Bus
Two-Stage 48V-1V Hybrid Switched-Capacitor Point-of-Load Converter with 24V Intermediate Bus
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具有 24V 中间总线的两级 48V-1V 混合开关电容器负载点转换器
DOI：
10.1109/compel49091.2020.9265715
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发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Chen, Minjie
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chen, Yenan;Giuliano, David M.;Chen, Minjie
本文提出了一种90.6%的48 V-1 V/150 A的两级混合开关电容负载点（PoL）转换器与24 V的中间总线。转换器的第一级是2：1谐振电荷泵，将48 V输入电压转换为24 V。转换器的第二级是24：1四相串联电容降压转换器，能够通过两个定制的四相耦合电感提供150 A垂直功率传输。两级架构结合了谐振开关电容结构和串联电容降压配置，以实现高效率，高功率密度和电压调节。通过一台48 V-1V/150 A的样机验证了该拓扑的有效性，在60 A时的峰值效率为90.6%，在150 A时的满载效率为86.2%。样机的功率密度为283 W/in 3。
This paper presents a 90.6% 48 V-1 V/150 A two-stage hybrid switched-capacitor point-of-load (PoL) converter with a 24 V intermediate bus. The first stage of the converter is a 2:1 resonant charge pump which converts the 48 V input voltage to 24 V. The second stage of the converter is a 24:1 four-phase series capacitor buck converter which is capable of delivering 150 A with two customized four-phase coupled inductor for vertical power delivery. The two-stage architecture combines the resonant switched-capacitor structure and the series capacitor buck configuration to achieve high efficiency, high power density, and voltage regulation. The effectiveness of the topology is verified by a 48 V-1 V/150 A prototype with a peak efficiency of 90.6% at 60 A and a full load efficiency of 86.2% at 150 A. The power density of the prototype is 283 W/in3.
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