最近そのYi Shi教授とHao Qiu准教授率いる研究チームクイーンカジノ入金不要ボーナス出身は、ワイヤレス電力伝送 (WPT) テクノロジーにおいて大きな進歩を遂げました。この結果は、「半サイクルで同時に充電されたデュアル出力を備えた 678 MHz 単段調整整流器が、922% の効率と 131 mW の出力電力を達成しました。」というタイトルで、IEEE Journal of Solid-State Circuits (JSSC) に 4 月 16 日にオンライン掲載されました。
侵襲性ブレイン・コンピューター・インターフェース(BCI)は、人体内への長期の埋め込みを必要とします。バイオセーフティ基準と密閉された生理学的環境の制約を受けるこれらのデバイスは、電力供給に物理ワイヤを利用できず、代わりにワイヤレス電力伝送に依存する必要があります。さらに、非常にコンパクトなパッケージングにより、熱放散能力が大幅に制限されます。電力損失によって発生する熱が効果的に管理されないと、回路のパフォーマンスが低下したり、デバイスの故障が引き起こされたり、さらには周囲の生体組織に熱損傷を引き起こす可能性があります。その結果、電力変換効率 (PCE) を最大化し、固有の熱放散を最小限に抑えることが、埋め込み型電力管理回路の重要な設計目標となっています。
このような背景に対して、小型化と高効率の最適なバランスを提供する、単段デュアル出力調整整流が有望なソリューションとして浮上しています。これは、侵襲的インプラントへの長期間の安全な電力供給を可能にする理想的なアプローチとして広く認識されており、学術的な注目を集めています。しかし、従来の実装は次の 3 つの主要な課題に直面しています。(1) 従来のアーキテクチャは通常、時間多重動作または半波整流を採用しており、これにより効果的なウィンドウ充電が制限され、出力電力と変換効率の両方が制限されます。 (2) 既存のトポロジでは、クロスカップリングやヒステリシス制御の不整合により過剰な電圧リップルが発生することが多く、複数の出力にわたって独立した正確な電圧調整を達成することは依然として困難です。 (3) PMOS ベースのアクティブ整流器への広範な依存により、かなりの導通損失とスイッチング損失が発生します。
図。 1 回路図侵襲性 BCI 用のワイヤレス電力伝送システムの開発。
これらの制限に対処するために、研究チームは、新しい高効率単段デュアル出力調整整流器トポロジを提案しています。従来の設計とは異なり、このアーキテクチャは単一の半サイクル内で両方の出力の同時充電を可能にし、時間多重動作の制限を克服し、負荷電力供給、供給電圧品質、全体的なエネルギー変換効率を大幅に向上させます。さらに、デュアル出力間の負荷の不均衡によって引き起こされるパフォーマンスの低下を軽減するために、革新的な充電割り当てスキームが導入されています。複数の出力ノードにわたる電荷分布を適応的に最適化することにより、この設計は定格出力電流範囲を効果的に広げ、動的負荷条件下での回路の安定性と適応性を大幅に向上させます。
図。 2提案された単段デュアル出力調整整流器の回路図。
提案されたもの 整流器チップは標準の 018 μm CMOS プロセスを使用して製造されました。測定結果は、定常状態動作でのピーク電力変換効率が 922%、ピーク出力電力が 131 mW であることを示しています。デュアル出力電圧は 33 V と 16 V で厳密に調整され、最大リップル電圧ステップはそれぞれ 50 mV と 75 mV 以内に維持されます。大きな負荷過渡現象 (×15) の間、この回路は 2 つの出力間のクロスレギュレーション干渉を効果的に抑制しながら、高速な動的応答を実現します。いくつかの重要な性能指標が、同等の最先端の設計において新たな国際記録を樹立しました。
図。 3 P 整流器チップ、および測定された負荷過渡波形と効率曲線。
Quanrong Zhuang、博士号クイーンカジノ入金不要ボーナスの学生がこの論文の筆頭著者です。 アソシエイトP邱皓教授とPShi Yi 教授が共同責任著者です。 IBM トーマス J ワトソン研究センターの Zhang Xin 博士がこの研究に指導を提供しました。この研究は、中国国家自然科学財団（主要プロジェクト、海外の優秀な若手人材プロジェクトの第一陣、一般プロジェクト、革新的研究グループプロジェクトを含む）、教育省光電子材料・チップ技術工学センターおよび未来インテリジェントチップセンターの支援を受けた。
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