我院在模拟集成电路设计研究领域取得重要进展，研究成果《Design of Enhanced Three-Level Buck Converter with Configurable Power and Control Stages for Fast Load Transient Response》在集成电路设计领域国际权威期刊《IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers》上发表。

锂离子电池供电的降压转换器已广泛应用于手机、个人平板电脑等便携式电子产品中。通常需将约2.8V至4.2V的输入电压转换为约0.6V至1.0V的输出电压，以满足众多片上系统（SOC）应用的需求。与传统两级降压转换器（2LBC）相比，三电平降压转换器（3LBC）可采用更小的LC滤波器，从而提供更大的电感电流斜率以加速充放电过程。此外，3LBC具有更小的电感电流纹波和输出电压纹波，有利于采用基于纹波的控制策略。同时，得益于3LBC中飞跨电容的存在，无需过多额外电路即可更便捷地改变开关节点电压。因此，3LBC在需要快速负载瞬态响应的应用场景中将成为更优选择。

针对现有3LBC的局限，本文提出一种具有可配置功率级和控制级的增强型3LBC（E3LBC），以实现快速负载瞬态响应。所提出的功率级可配置为产生比前述方案更大的电流斜率，从而进一步缩短输出电压建立时间并减小下冲和过冲。此外，控制级也可从稳态时的自适应导通时间控制切换为瞬态时的迟滞控制，以进一步改善负载瞬态响应。采用0.18 μm CMOS工艺制造，测试结果表明，当负载电流在100mA至500mA之间跳变时，该E3LBC的下冲/过冲电压为-19/+30 mV，建立时间为1.2/1.1 μs。其它测试数据与对比分析也验证了可配置功率级与控制级在E3LBC中的有效性。

图〡E3LBC芯片照片与负载瞬态响应

图〡亮点成果证书

E3LBC非常适合其它需要快速负载瞬态响应的应用场景。此外，该论文已被选为2025年11月该刊的亮点成果。

该成果由我院余凯副教授、李思臻副教授及研究生吴锐鑫、高峻峰，澳门大学黄沫教授共同完成，广东工业大学集成电路学院是论文第一单位。

[1] Yu, Kai; Wu, Ruixin; Li, Sizhen; Gao, Junfeng; Huang, Mo. Design of Enhanced Three-Level Buck Converter With Configurable Power and Control Stages for Fast Load Transient Response. IEEE TRANSACTIONS ON CIRCUITS AND SYSTEMS I-REGULAR PAPERS, 2025, 72(11):7401-7410.