用于超声无线功率传输的 SSHC 整流器性能分析
信号处理
2023-08-23 v3
摘要
生物医学植入体的关键设计考量之一是在实现高性能的同时最小化系统体积。为生物医学植入体供电的一种吸引人的方法是使用超声无线功率传输 (WPT)。为接收超声能量，采用压电换能器，其设计为使谐振频率位于超声波频率处。为从换能器提取接收能量，通常需要能量整流电路。常用整流器称为同步开关电感收集 (SSHI) 整流器，其利用电感来提高能量效率。然而，电感的使用限制了系统微型化，因其通常需要约数 mH。同步开关电容收集 (SSHC) 整流器最近被提出用于振动能量收集，该架构实现了无电感的全集成设计。在振动能量收集系统中，压电换能器通常具有大固有电容与低谐振频率。但用于超声 WPT 的压电换能器通常具有极小电容与高得多的谐振频率。本文分析了用于超声 WPT 的 SSHC 整流器的性能。分析涵盖系统尺寸与性能。基于该分析，本文给出了设计用于超声 WPT 的 SSHC 整流器的一项重要设计考量，即电容到电容充电环路中允许的的最大导通电阻，其为换能器电容、换能器谐振频率与 SSHC 级数的函数。
引用
@article{arxiv.1909.13453,
title = {Performance Analysis of SSHC Rectifiers used in Ultrasonic Wireless Power Transfer},
author = {Sijun Du},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.13453},
year = {2023}
}