用于自供电系统的CMOS射频能量收集芯片的研究与设计

发布时间：2020-12-10 04:27

　　随着半导体工艺的发展及设计技术的进步,无线传感器、可穿戴设备和植入式芯片等领域的功耗降得越来越低,进而直接收集环境中的微弱能量为自身供电成为了可能。本文对应用于自供电系统的射频能量收集技术进行了深入研究,并采用标准0.18μm CMOS工艺对其进行了设计实现。该射频能量收集电路,主要包括匹配网络、RF-DC整流倍压电路、超低功耗基准电压电路和LDO电路。其中,匹配网络增加了输入信号的振幅且减少了能量的传输损耗;RF-DC整流倍压电路采用新型的自补偿技术,提高了电路的输出电压,从而改善了整流效率;超低功耗基准电压电路主要为LDO电路提供高精度的参考电压;LDO电路为负载提供低波纹的稳定电压。仿真结果表明:该芯片可收集频率为900MHz、灵敏度为-20dBm的射频能量,并且电路的功率转换效率达到40%、输出直流电压达到1.8V。为了进一步完善该射频能量收集电路的功能,本文又提出了一种改进型的射频能量收集电路,主要增加了超低功耗基准电流源电路、自启动电路、能量管理电路和辅助电路。其中,超低功耗基准电流源电路为系统提供高精度的偏置电流;自启动电路使系统能够在环境中无射频能或系统无储能的情况下完... 

【文章来源】：南京邮电大学江苏省

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

电磁波辐射示意图

定了接收能量转化为直流能量的能力OUTIN= 100%PPCEP的直流能量，PIN是电路接收的交流能发射功率的降低而减小[40]。而远场能的问题。目前，众多研究者主要是在研究善整流器的整流效率。主要的技术有：；采用 DDCC 结构减小泄漏电流和导通还未成熟，因此还有待进一步的改善。入功率存在一定的关系，如图 2.2 所示但是随着输入功率的持续增大或者降低在 PRE处，从而使电路的 PCE 达到最高

13（c）整流电路及输入输出波形图 2.4 RF-DC 整流倍压电路的基本结构）给出了钳位电路及其电压波形。假设输入电压 VIN的波形为 VAsin压为 VTH。该电路的作用是在不改变输入电压波形的前提下，通过耦IN提高 VA-VTH。具体工作原理为：在 VIN的负半轴且 VIN小于-VTH时

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：2908081