一种实时链路自适应的三维共振电流模式无线接收器，具备自我优化控制功能

《IEEE Journal of Solid-State Circuits》：A Real-Time Link-Adaptive 3-D Resonant Current-Mode Wireless Receiver With Self-Optimizing Control

植入式医疗设备3D正交谐振接收器实现自主最优谐振检测与实时链路自适应，采用PA12结构集成三轴线圈，180nm CMOS工艺下尺寸4.52mm2，工作频率6.78MHz时效率达75.1%，支持293μW-23.7mW宽输入范围，穿透50mm组织仍保持可靠充电性能。

　　

摘要：

本文介绍了一种用于植入式医疗设备（IMDs）的3D共振电流模式无线电源接收器（RCM 3D-Rx），该接收器具备自主优化共振周期（NOP）检测功能以及实时链路自适应能力。该设计将三个正交方向的接收线圈集成在一个紧凑的3D打印PA12结构中，实现了无需外部编程或查找表（LUTs）即可进行方向无关的电能传输。每个接收线圈独立确定并定期重新评估其共振周期，以适应实时的耦合变化；同时，一个无残差电压反馈环路（NRFL）确保了从电感器（LC）储能器到接收器的能量完全传输，从而使输出功率提高了多达38.0%。该原型采用180纳米CMOS工艺制造，工作频率为6.78 MHz，占用面积为4.52平方毫米，支持293 μW至23.7 mW的宽输入功率范围，在8.559 mW时实现了75.1%的峰值功率转换效率（PCE）。测量结果表明，该接收器能够在50毫米厚的组织层中进行稳定的无线充电，并在严重的空间错位和动态链路变化条件下保持可靠性能，验证了RCM 3D-Rx作为一种高效且适合植入应用的无线电源解决方案的有效性。