東芝電子元件及儲存裝置株式會社（簡稱「東芝」 ）發展出創新的星形三角形開關拓樸結構。對於48 V輸入和1 V輸出的DC-DC轉換器IC ，這種拓撲結構不再需要變壓器，電流密度高達790 mA/mm² ，達到業界最高水準^[1] ，且功率轉換效率高達88% ，有協助為大電流應用提供更小、更有效率的高壓DC-DC電源。

隨著伺服器和資料中心DC-DC轉換器中的負載電流逐漸增加，連接線的傳導損耗^[2]也不斷增加。為降低損耗，通常會將輸入電壓從12 V提高到48 V 。然而，對於目前的降壓型（ Buck ）拓樸結構，這種方案要求將驅動電源開關的脈衝寬度縮小四倍，這反而會增加開關損耗，降低功率轉換效率。主流解決方案是在隔離拓撲結構中使用變壓器，以增加驅動脈衝寬度，但這種方案需要大量的空間。作為替代方案，非隔離混合拓樸結構^[3]採用電感器和電容器，可將體積減少10到100倍但是，每個脈衝展寬比^[4]需要增加0.8到1.0個電容器。這將增加外部元件數量，促使外部引腳佈線擁塞，進而導致貼裝成本過高。

東芝開發出創新的星形三角形開關拓撲結構，這種結構將電流相對較小的輸入側開關層^[5]合併在一起，並使每個脈衝展寬比所需的電容器數量減少到0.5到0.6個（圖1 ）。電源接通後，重複第1步至第4步，第1步時將電容器配置為星形網路^[6] ，第3步時將其配置為三角形網路^[7] 。每個開關層至少需要一個電容器，透過優化開關層的數量，可以減少電容器總數（圖2 ）。傳統方法基於48 V輸入電壓產生多個等分的開關層，而新方法合併小電流的開關層，從而減少電容器總數。東芝現已證實，儘管這種合併需要使用高壓開關，但與傳統非隔離混合拓撲結構中的多個低壓開關相比，所佔面積並未明顯增加，由於電流極小，因此開關尺寸可實現最小化。

東芝針對具有這種拓撲結構的測試晶片進行了分析，證實其電流密度^[1]高達730至790 mA/mm² ，達到業界最高水準。主要是因為現已開發出電容較小的自舉電路，而該電路將佈局面積減小61% （東芝的測量結果）。為進一步提高轉換效率，東芝還開發了電平轉換器電路^[8] ，此電路支援主動偏壓電流方案，可將偏壓電流減小達92% ，並且已證實可實現高達88%的功率轉換效率（圖3 ）（東芝的測量結果）。東芝將進一步完善此拓樸結構，儘早推出新產品。

東芝已在6月16日至20日美國夏威夷舉行的國際半導體會議「2024 IEEE VLSI技術與電路研討會」上介紹了該技術的詳細資訊。