近日，南边科技年夜学深港微电子学院副传授詹陈长及澳门年夜学微电子研究院副传授路延团队互助于电源治理芯片研究的主要分支—无线传电芯片设计范畴取患上主要进展，两边结合造就的博士生白祥龙提出了一种不需要反馈信息检测线圈，具备内涵无线相移节制的6.78MHz无线能量传输体系。相干结果以“A 6.78-MHz Wireless Power Transfer System With Inherent Wireless Phase Shift Control Without Feedback Data Sensing Coil”[1]为题发表于集成电路设计范畴顶级期刊《固态电路杂志》（IEEE Journal of Solid-State Circuits, JSSC）上。

无线传电因为其利便性与安全性，今朝已经广泛运用于可穿着/便携装备、可植入式医疗装备等各类电子装备中。一个完备的无线能量传输体系包括发射端、耦合线圈以和吸收端。为包管体系于负载或者者耦合环境发生变化时，仍旧事情于适合的状况以和较高的效率下，需要有从吸收端到发射真个信息反馈路径，使患上发射端可以按照吸收真个事情状况自顺应调治发射功率。今朝经常使用的要领是负载调制键控(Load Shift Keying, LSK)，即经由过程吸收端阻抗的年夜幅变化，来引起发射端线圈电流幅值的脉冲变化，发射端检测该脉冲变化从而获得吸收端信息。该要领凡是需要分外一个检测线圈及一些片外器件，而且频仍的线圈电流幅值脉冲变化会造成分外的损耗。针对于上述问题，研究团队于论文[1]中提出了无线相移节制的要领，经由过程相移变化来通报信息，不需要任何片外器件以和分外检测线圈，降低了物料成本，而且信息通报历程光滑，不会造成发射端线圈电流幅值的脉冲变化。

图1.具备无线相移节制的无线能量传输体系：(a)体系架构；(b)体系等效模子；(c)发射端相移与吸收端相移变化瓜葛

图2.(a)芯片照片；(b)测试场景；(c)差别功率下体系稳态事情波形；(d)有/无发射端功率调治时体系效率与输出功率瓜葛图

图1(a)中展示了总体体系的架构，吸收端经由过程节制电压与电流之间的相位差来调解输出平均电流的巨细，从而包管输出电压的不变；发射端使用相移检测器检测相位差变化来获取吸收端事情信息，然后经由过程PWM节制Class-D PA的事情模式占空比，从而调治发射功率，使患上体系事情于适合的状况以和较高的效率下。图1(b)及(c)展示了体系模子以和发射端相位差与吸收端相位差的瓜葛，跟着负载电阻的变化，发射端相位差随吸收端相位差呈线性比例变化，是以经由过程检测发射端相位差的变化就能够知道吸收真个事情状况，很简朴就实现了吸收端到发射真个信息反馈。图2展示了该电路的芯片照片、测试场景以和一些测试成果，该事情采用了尺度0.18-μm CMOS工艺，3.3-V器件，输入输出电压为3.3V，芯片测试最高效率为77%。于轻载时，发射端自顺应地降低发射功率，体系效率晋升可达14.2%。

前述论文[1]中的具备无线相移节制的无线能量传输体系申请了一项发现专利[2]，申请号为202211605282.9，专利所有权由南科年夜及澳年夜各占50%。

于集成电路芯片设计范畴，IEEE JSSC(IF=6.126)是国际知名的顶级期刊，为中科院分区一区期刊，以严苛的审稿历程、极具立异的芯片设计、周全而深刻的理论阐发著称，是本事域科学家、工程师等研发职员的主要参考文献来由。

白祥龙是上述论文/专利的第一作者/发现人，深港微电子学院詹陈长副传授及澳门年夜学微电子研究院路延副传授为上述论文的配合通信作者。澳门年夜学及南边科技年夜学别离为上述论文的第1、第二通信单元；南边科技年夜学及澳门年夜学别离为上述发现专利的第1、第二申请人。本项目研究得到了国度天然科学基金委，深圳市科创委，以和企业横向课题的经费资助。

参考文献

[1] X. Bai, Y. Lu,C. Zhanand R. P. Martins, A 6.78-MHz wireless power transfer system with inherent wireless phase-shift control without feedback data sensing coil, IEEE J. Solid-State Circ., Early Access.https://doi.org/10.1109/JSSC.2022.3228101.

[2] 白祥龙,詹陈长,路延,马许愿，“一种无线能量传输体系和其无线相移节制要领”，发现专利，申请号202211605282.9，申请日2022.12.14