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随着经济的发展,人们越来越关注身体健康,以人体为中心的无线体域网成为研究的热点。然而电池体积大,能量密度低,使得电池占无线传感器很大的面积,限制了无线传感器的可穿戴性和便携性。因此本文利用Witricity磁谐振的原理进行无线能量传输,Witricity技术工作在兆赫兹频率下。兆赫兹频率最适合在体域网环境下进行能量传送。磁耦合技术没有辐射,所以是靠近人体的无线传能中最好的传能技术,不影响人体健康。本文针对Witricity应用,设计了为无线体域网芯片zl70321提供无线供电的能量转换芯片。 本文先介绍了Witricity无线能量传输系统的系统结构和工作原理。然后着重研究接收线圈后的能量转换电路,提出了能量转换电路系统架构。然后介绍了几种整流电路,分析它们的优缺点,介绍了开关电源的工作原理包括 PWM和 PFM调制方式的区别,电压控制和电流控制特点、同步整流技术的重要问题以及整流器和开关电源的能量损耗分析,最后对整个 AC-DC转换器电路进行设计,包括整流器电路,带隙基准,温度补偿的振荡器,电流采样电路,驱动电路等,选用SIMC0.35um5V工艺,通过HSPICE仿真验证,达到设计性能指标。 该AC-DC转化器的输入电压幅度5V,频率5MHz,输出电压为2V。整流电路部分转换效率高达87.8%,降压部分响应速度快、转换效率高达91.2%,系统的转换效率最高有80.3%。在满负载5.8mA情况下,BUCK转换效率为91.2%,在50uA的轻负载情况下,BUCK转换效率为38.5%,能够满足芯片zl70321功率管理策略的供电需求。