近日，南方科技大学深港微电子学院副教授詹陈长和澳门大学科技学院副教授路延团队合作在电源管理芯片研究的重要分支——无线传电芯片设计领域取得新进展，双方联合培养的博士生林杰先后提出了一种6.78MHz的超快瞬态响应单级单输出无线传电接收器和一种应用于无线传电的高能效快速响应单级双输出整流器。

相关成果分别以“A 6.78-MHz Single-Stage Wireless Power Receiver with Ultra-Fast Transient Response Using Hysteretic Control and Multi-Level Current-Wave Modulation” 为题发表在功率电子领域顶级期刊《功率电子学报》（IEEE Transactions on Power Electronics, TPEL）上，以“A Single-Stage Dual-Output Regulating Rectifier With Hysteretic Current-Wave Modulation”为题发表在集成电路设计领域顶级期刊《固态电路杂志》（IEEE Journal of Solid-State Circuits, JSSC）上（以下简称“论文1”和“论文2”）。

  无线传电已经广泛应用在手机等可移动设备，其提供了快捷方便的充电方式。但传统无线传电系统接收端需要交流-直流转换（AC-DC）和直流-直流转换（DC-DC）多级完成，这会导致系统占用较大芯片面积、较多的片外元件、较低的转换效率以及较慢的瞬态响应速度。针对上述问题，研究团队在论文1中通过迟滞控制和多级电流波形调制（Multi-level CWM）实现了单级稳压和快速瞬态响应。论文2中对该系统进一步改进，提出了一种单级双输出方案，将交流电压分成两个半波分别为两个负载供电，并通过两个相互独立的三级电流波形调制（3-level CWM）实现电压转换和输出电压稳压。同时，该论文扩展了N个输出的情况，在N输出时，仅需要N+2个功率管。上述两款芯片均采用了标准的0.18μm 1.8-/3.3-V CMOS工艺，经过测试表明，论文1达到了92.14%的峰值效率，在负载电流由12mA跳变到600mA时，输出电压几乎没有可感知的下冲/过冲。论文2中实现了1.8V、3.3V双路输出，当输出电流200mA时效率达到91.9%，并且在瞬态响应速度和输出交叉扰动（cross-regulation）方面都表现良好。和目前最高水平相比，上述两款芯片面积、效率、瞬态响应速度等性能指标均达到世界领先水平。

   前述论文1中的单级快速响应无线传电接收芯片研究内容，研究团队也在国际顶级会议--2020年IEEE亚洲固态电路会议（IEEE Asian Solid-State Circuits Conference, A-SSCC）上做了口头报告（详见链接3）。研究团队就论文2中的双输出及多输出无线传电接收系统分别申请了两项发明专利。

这是南科大首篇以学生为第一作者的IEEE JSSC论文。JSSC被普遍认为是半导体芯片设计领域的最高级别期刊，其学术影响力可与Nature/Science在更广泛科学领域的地位相当。林杰是上述论文/专利的第一作者/发明人。詹陈长和路延为上述论文的共同通讯作者。

相关链接：

（1）论文1：

https://doi.org/10.1109/TPEL.2021.3062400

（2）论文2：

https://doi.org/10.1109/JSSC.2021.3071221

（3）口头报告：

https://doi.org/10.1109/A-SSCC48613.2020.9336129

供稿：深港微电子学院

通讯员：杜玉梅

编辑：劳湘雯