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基于双动态自偏置方法的高效CMOS射频-直流整流器
An Efficient CMOS RF-DC Rectifier Based on a Dual Dynamic Self-Biasing Approach
| 作者 | Ahmed Reda Mohamed · Abdulaziz A. Al-Khulaifi · Munir A. Al-Absi |
| 期刊 | IEEE Access |
| 出版日期 | 2025年1月 |
| 技术分类 | 储能系统技术 |
| 技术标签 | 储能系统 |
| 相关度评分 | ★★★★ 4.0 / 5.0 |
| 关键词 | CMOS整流器 双动态栅/体自偏置网络 功率转换效率 灵敏度 动态范围 |
语言:
中文摘要
提出了一种具有双动态栅极/体偏置网络设计的高效CMOS整流器以提高功率转换效率PCE和灵敏度。采用180nm CMOS工艺设计,芯片面积102μm×78μm。在920MHz频率下,输入功率-18.9dBm时实现78.5%的高PCE,动态范围DR为26.1dB,灵敏度为-18.4dBm,在100kΩ负载上输出1V电压。与传统整流器相比,该整流器的DR提高29%,灵敏度提高27%,在PCE、灵敏度和动态范围方面均优于现有单级整流器。
English Abstract
This paper presents an efficient CMOS rectifier with dual dynamic gate/body self-biasing network design to improve power conversion efficiency (PCE) and sensitivity. The proposed rectifier is designed using a 180 nm CMOS process and occupies a silicon area of 102~ m x 78~ m. At 920 MHz, it achieves a high PCE of 78.5% at an input power ( P_IN ) of -18.9 dBm. It demonstrates a dynamic range (DR) of 26.1 dB and a sensitivity of −18.4 dBm, with an output of 1 V across a 100 k load. The proposed rectifier achieves a 29% increase in DR and a 27% improvement in sensitivity compared to the conventional rectifier. Moreover, the proposed rectifier architecture outperforms prior single-stage rectifiers in terms of PCE, sensitivity, and dynamic range.
S
SunView 深度解读
该CMOS整流器研究对阳光电源无线充电和能量采集技术有重要参考价值。78.5%的高PCE和优异的低功耗性能与阳光新能源汽车OBC无线充电模块的效率优化需求一致。双动态偏置技术提升的灵敏度和动态范围为阳光iSolarCloud物联网平台的低功耗传感器节点供电提供了技术路径。该整流器在920MHz的工作频率与阳光储能系统和光伏逆变器的无线通信监控模块兼容,可应用于阳光电源智能运维系统的无线传感器网络能量采集方案,实现免维护的长期监测。