西安交大提出有源整流器芯片新結(jié)構(gòu)和延遲控制方法

在無線能量傳輸領(lǐng)域，處于能量接收端的電源芯片通常包括整流器、DC-DC變換器和LDO三級(jí)結(jié)構(gòu)。提升各級(jí)結(jié)構(gòu)的效率有利于提升無線能量傳輸電源系統(tǒng)的整體效率。有源整流器相比于傳統(tǒng)的二極管整流器在低壓下具有更高的效率，但是，其轉(zhuǎn)換效率，尤其是其輕負(fù)載效率一直受制于結(jié)構(gòu)中的連續(xù)時(shí)間比較器的較大功耗。此外，常規(guī)有源整流器采用延遲補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，造成有源整流器的多重脈沖等問題，影響了整流器工作的穩(wěn)定性和可靠性。

西安交通大學(xué)微電子學(xué)院耿莉教授團(tuán)隊(duì)提出了一種新型的基于自適應(yīng)延遲控制器的有源整流器結(jié)構(gòu)，去除了原有結(jié)構(gòu)中功耗大的連續(xù)時(shí)間比較器，提出了自適應(yīng)延遲控制方法，降低了有源整流器的功耗，同時(shí)，提高了時(shí)間調(diào)節(jié)精度。

據(jù)團(tuán)隊(duì)專家介紹，這種新結(jié)構(gòu)采用了電流控制延遲和鎖存邏輯的方式來產(chǎn)生功率MOS管的控制信號(hào)，從結(jié)構(gòu)上避免了傳統(tǒng)有源整流器存在的多重脈沖現(xiàn)象，提高了整流器的穩(wěn)定性和可靠性。自適應(yīng)的延遲控制通過負(fù)反饋環(huán)·，使得整流器具有較高的抵抗工藝、電壓、溫度波動(dòng)的能力，提升了電·的³棒性。

據(jù)進(jìn)一步了解，該有源整流器采用0.18μm CMOS工藝進(jìn)行了流片驗(yàn)證，具有低于230μW的靜態(tài)功耗。整流器的輸出功率為10.63mW時(shí)，達(dá)到94.1%的峰值效率。其相關(guān)研究成果近日在集成電·領(lǐng)域的頂級(jí)期刊《固態(tài)電·學(xué)報(bào)》(IEEE Journal of Solid-State Circuits，JSSC)在線發(fā)表。耿莉教授指導(dǎo)的博士生薛仲明為該論文的第一作者，耿莉教授、范世全副教授為該論文的通訊作者，西安交通大學(xué)為該論文的第一且Ψ一作者單λ。

據(jù)西安交大科研處有關(guān)老師介紹耿莉教授近年來在低功耗電源管理芯片設(shè)計(jì)上的潛心研究，也取得了一些研究成果，并在IEEE JSSC、IEEE TPE、IEEE TCAS-I等國(guó)際著名期刊上相繼發(fā)表高水平論文。

這些研究成果為低功耗電源管理芯片的設(shè)計(jì)提供了新方法和新思·。該工作所提出的新型的有源整流器結(jié)構(gòu)具有功耗低、精度高、工藝³棒性好等優(yōu)點(diǎn)，能夠廣泛地應(yīng)用于消費(fèi)電子、生物醫(yī)療、物聯(lián)網(wǎng)中的無線傳能系統(tǒng)中。

據(jù)悉，本項(xiàng)研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金和陜西省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃的支持。