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于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黄晨雨提出了一种同时具备正负双极直流输出的单级整流器，其于6.78MHz事情频率下，双极输出之间发生负载变化时险些没有交织调制。相干结果以“A Single-Stage Bipolar-Output Regulating Rectifier with Negligible Cross Regulation for Wireless Display” [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。

无线传电作为更安全及便捷的方式为装备供电，已经广泛运用于一样平常糊口中，例如IoT装备，手机/平板电脑，及可植入式医疗装备等。于部门运用场景下，例如显示驱动电路，及医疗装备的电刺激器，凡是需要正压及负压双电平，以提高电压规模。它们往往会以有线的方式内置负压转换电路，将供电的正压转换成负压。一些已经经发表的具备双输出无线传电整流器电路可以同时输出两个或者多个正电压，但若需要负压电平，仍旧要于后级多接入负压转换电路，增长成本的同时，减小体系效率。是以，研究团队于论文[1]中提出了一种同时具备双极直流输出的单级整流电路，其正/负两头电压于负载切换时险些不会影响另外一侧的输生产生电压过冲/下冲，即险些没有交织调制效应。且整个整流芯片外围除了了两个输出电容以外，不需要其他片外器件，降低电路成本。

图 1具备双极输出的单级整流电路的事情相位示用意

图 2 具备双极输出的单级整流电路的布局图

图1展示了本事情提出的双极输出的整流电路的事情相位示用意。电路经由过程切换适合的相位，使患上整流器按照正负输出的负载巨细，对于应地切换自动/空转模式，以实现正负输出稳压的效果。此外，于相位切换、或者者负载发生变化时，因为较高的耦合线圈品质因数，整流器的串联谐振输入的电流幅值险些稳定。这决议了电路经由过程适合的相位切换时，不会孕育发生双输出之间的交织调制。

图2展示了本事情提出的双极输出的整流电路布局图，整个电路的功率级经由过程叠管及体偏置的方式，防止电路的过压危害。两个别离事情于正/负电压的、彼此自力的脉冲宽度调制（PWM）电路，其孕育发生的旌旗灯号进而决议整流器的事情相位，使双极电压不变于设定值。

图 3 （a）芯片照片；（b）双綦重载下的稳态测试波形；（c）正压输出端负载发生刹时跳变时的测试波形；（d）整流器于差别负载下的能量转换效率

图3展示了本事情的芯片邦畿、稳态测试波形、瞬态测试波形及体系效率。该事情采用0.18μm BCD工艺，仅利用工艺中的5V低压管，同时实现了+5V及-5V的双极输出，每一路输出的最年夜电流为500mA，最年夜总输出功率为5W，且于负载发生瞬态跳变时险些没有交织调制。测试下的整流器最高能量转换效率为86.4%。

黄晨雨是上述论文的第一作者，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论文的配合通信作者，南边科技年夜学-澳门年夜学结合造就的白祥龙博士为第三作者。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]C. Huang, C. Zhan, X. Bai and Y. Lu, A Single-Stage Bipolar-Output Regulating Rectifier With Negligible Cross-Regulation for Wireless Display, inIEEE Journal of Solid-State Circuits (early access)