바이오응용 무선전력전달을 위한 13.56 MHz CMOS 다단 정류기

A 13.56 MHz CMOS Multi-Stage Rectifier for Wireless Power Transfer in Biomedical Applications

$0.18-{\mu}m$ CMOS 반도체 공정을 이용하여 신체에 깊이 이식되어 있는 deep implant 의료 전자기기에서의 무선전력전달을 위한 고효율의 다단 정류기 (multi-stage rectifier)를 구현하였다. 세 개의 단계로 이루어진 정류기는 cross-coupled 된 구조를 이용하여 외부에서 전달되는 작은 AC 입력 신호를 boost하여 1.2-1.5 V의 DC 출력 신호를 implant 전자기기로 전달한다. 설계 된 정류기는 13.56 MHz에서 0.6-Vpp의 작은 RF 입력 신호와 $10-k{\Omega}$의 load 저항이 연결 된 측정 환경에서 최대 70 %의 전력 변환 효율을 달성하였다.

An efficient multi-stage rectifier for wireless power transfer in deep implant medical devices is implemented using $0.18-{\mu}m$ CMOS technology. The presented three-stage rectifier employs a cross-coupled topology to boost a small input AC signal from the external device to produce a 1.2-1.5 V output DC signal for the implant device. The designed rectifier achieves a maximum measured power conversion efficiency of 70% at 13.56 MHz under the conditions of a low 0.6-Vpp RF input signal with a $10-k{\Omega}$ output load resistance.