用于Witricity無(wú)線傳能的AC-DC轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì).pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注身體健康，以人體為中心的無(wú)線體域網(wǎng)成為研究的熱點(diǎn)。然而電池體積大，能量密度低，使得電池占無(wú)線傳感器很大的面積，限制了無(wú)線傳感器的可穿戴性和便攜性。因此本文利用Witricity磁諧振的原理進(jìn)行無(wú)線能量傳輸，Witricity技術(shù)工作在兆赫茲頻率下。兆赫茲頻率最適合在體域網(wǎng)環(huán)境下進(jìn)行能量傳送。磁耦合技術(shù)沒有輻射，所以是靠近人體的無(wú)線傳能中最好的傳能技術(shù)，不影響人體健康。本文針對(duì)Witricity應(yīng)用，設(shè)計(jì)了為

2、無(wú)線體域網(wǎng)芯片zl70321提供無(wú)線供電的能量轉(zhuǎn)換芯片。
　　本文先介紹了Witricity無(wú)線能量傳輸系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理。然后著重研究接收線圈后的能量轉(zhuǎn)換電路，提出了能量轉(zhuǎn)換電路系統(tǒng)架構(gòu)。然后介紹了幾種整流電路，分析它們的優(yōu)缺點(diǎn)，介紹了開關(guān)電源的工作原理包括 PWM和 PFM調(diào)制方式的區(qū)別，電壓控制和電流控制特點(diǎn)、同步整流技術(shù)的重要問(wèn)題以及整流器和開關(guān)電源的能量損耗分析，最后對(duì)整個(gè) AC-DC轉(zhuǎn)換器電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括整流器

3、電路，帶隙基準(zhǔn)，溫度補(bǔ)償?shù)恼袷幤?，電流采樣電路，?qū)動(dòng)電路等，選用SIMC0.35um5V工藝，通過(guò)HSPICE仿真驗(yàn)證，達(dá)到設(shè)計(jì)性能指標(biāo)。
　　該AC-DC轉(zhuǎn)化器的輸入電壓幅度5V，頻率5MHz，輸出電壓為2V。整流電路部分轉(zhuǎn)換效率高達(dá)87.8％，降壓部分響應(yīng)速度快、轉(zhuǎn)換效率高達(dá)91.2％，系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率最高有80.3％。在滿負(fù)載5.8mA情況下，BUCK轉(zhuǎn)換效率為91.2％，在50uA的輕負(fù)載情況下，BUCK轉(zhuǎn)換效率為38.5％