中国半导体十大研究进展候选推荐（2020-017）——— 基于可重构谐振调节整流器的单级无线充电芯片
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工作简介
无线充电作为未来充电技术的发展方向，在消费电子、生物医疗电子、物联网以及电动汽车等方面具有广阔的应用前景，近年来得到了学术界和工业界的高度关注。与传统有线充电具有稳定的直流电压相比，无线充电芯片首先需要对通过线圈耦合得到的交流电压进行整流和稳压。由于经过多级功率处理，充电效率大大降低，并且严重限制了充电功率。为此，中国科学技术大学程林教授、香港科技大学暨永雄教授和中科院微电子所刘明院士等提出了一种应用于谐振型无线功率传输的新型无线充电芯片架构。
该研究提出了一种基于可重构谐振调节整流器的单级无线充电架构，首次将整流、稳压和恒流-恒压充电三个功能在单个功率级内完成，克服了现有芯片设计中需要两级或三级级联的缺点，从而大大提高了芯片的充电效率和集成度。此外，该研究还提出了一种片上栅压自举技术，采用了一种自适应相位数控制的单输入双输出倍压器将自举电容集成在片上，进一步提高了芯片的集成度。采用0.35µm CMOS工艺流片，测试结果表明芯片在充电电流为1A时，峰值效率可达92.3％，为迄今同类工作中报道的国际最高效率。该架构为今后谐振型无线充电芯片的设计提供了一个高效的解决方案。
图1. 提出的单级无线充电芯片架构框图。
图2. 无线充电芯片照片。
图3. 芯片恒流-恒压充电功能测试波形。
相关研究成果于2020年4月以“A 6.78-MHz Single-Stage Wireless Charger With Constant-Current Constant-Voltage Charging Technique”为题发表于IEEE Journal of Solid-State Circuits（JSSC）上。程林教授为论文第一作者和通讯作者。该工作同时也被评选为2019年 Symposia on VLSI Technology and Circuits的大会技术亮点（Technical Highlights）论文，并获得了2020年IEEE ASP-DAC的最佳设计奖（Best Design Award）。
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主要作者简介
2008年本科毕业于合肥工业大学, 2011年硕士毕业于复旦大学微电子学院, 2016年获得香港科技大学博士学位。2016年至2018年在香港科技大学电子与计算机工程学系从事博士后研究，2018年9月加入中国科学技术大学微电子学院。
研究方向主要为电源管理和模拟集成电路, 包括无线能量传输芯片, 直流-直流转换器、汽车电子芯片等。在国际会议和期刊上发表论文30多篇，其中以第一作者发表ISSCC/JSSC论文7篇。程林博士分别获得了2015年IEEE固态电路协会博士成就奖、2018年香港科学会青年科学家提名奖和2020年IEEE ASP-DAC最佳设计奖。
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原文传递
详情请点击论文链接: https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8959424
《半导体学报》简介：
《半导体学报》是中国科学院主管、中国电子学会和中国科学院半导体研究所主办的学术刊物，1980年创刊，首任主编是王守武院士，黄昆先生撰写了创刊号首篇论文，2009年改为全英文月刊Journal of Semiconductors（简称JOS），同年开始与IOPP英国物理学会出版社合作向全球发行。现任主编是中科院副院长、国科大校长李树深院士。
2016年，JOS被ESCI收录。
2019年，JOS入选“中国科技期刊卓越行动计划”。
“中国半导体十大研究进展”推荐与评选工作简介：
《半导体学报》在创刊四十年之际，启动实施 “中国半导体年度十大研究进展”的推荐和评选工作，记录我国半导体科学与技术研究领域的标志性成果。以我国科研院所、高校和企业等机构为第一署名单位，本年度公开发表的半导体领域研究成果均可参与评选。请推荐人或自荐人将研究成果的PDF文件发送至《半导体学报》电子邮箱：jos@semi.ac.cn，并附简要推荐理由。被推荐人须提供500字左右工作简介，阐述研究成果的学术价值和应用前景。年度十大研究进展将由评审专家委员会从候选推荐成果中投票产生，并于下一年度春节前公布。
JOSarXiv预发布平台简介：
半导体科技发展迅猛，科技论文产出数量逐年增加。JOSarXiv致力于为国内外半导体领域科研人员提供中英文科技论文免费发布和获取的平台，保障优秀科研成果首发权的认定，促进更大范围的学术交流。JOSarXiv由《半导体学报》主编李树深院士倡导建立，编辑部负责运行和管理，是国内外第一个专属半导体科技领域的论文预发布平台，提供预印本论文存缴、检索、发布和交流共享服务。
JOSarXiv于2020年1月1日正式上线（http://arxiv.jos.ac.cn/），通过《半导体学报》官网（http://www.jos.ac.cn/）亦可访问。敬请关注和投稿！
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