无线充电作为未来充电技术的发展方向，在消费电子、生物医疗电子、物联网以及电动汽车等方面具有广阔的应用前景，近年来得到了学术界和工业界的高度关注。与传统有线充电具有稳定的直流电压相比，无线充电芯片首先需要对通过线圈耦合得到的交流电压进行整流和稳压。由于经过多级功率处理，充电效率大大降低，并且严重限制了充电功率。为此，中国科学技术大学程林教授、香港科技大学暨永雄教授和中科院微电子所刘明院士等提出了一种应用于谐振型无线功率传输的新型无线充电芯片架构。

该研究提出了一种基于可重构谐振调节整流器的单级无线充电架构，首次将整流、稳压和恒流-恒压充电三个功能在单个功率级内完成，克服了现有芯片设计中需要两级或三级级联的缺点，从而大大提高了芯片的充电效率和集成度。此外，该研究还提出了一种片上栅压自举技术，采用了一种自适应相位数控制的单输入双输出倍压器将自举电容集成在片上，进一步提高了芯片的集成度。采用0.35μm CMOS工艺流片，测试结果表明芯片在充电电流为1A时，峰值效率可达92.3％，为迄今同类工作中报道的国际最高效率。该架构为今后谐振型无线充电芯片的设计提供了一个高效的解决方案。

图1. 提出的单级无线充电芯片架构框图。

图2. 无线充电芯片照片。

图3. 芯片恒流-恒压充电功能测试波形。

相关研究成果于2020年4月以“A 6.78-MHz Single-Stage Wireless Charger With Constant-Current Constant-Voltage Charging Technique”为题发表于IEEE Journal of Solid-State Circuits（JSSC）上。程林教授为论文第一作者和通讯作者。该工作同时也被评选为2019年 Symposia on VLSI Technology and Circuits的大会技术亮点（Technical Highlights）论文，并获得了2020年IEEE ASP-DAC的最佳设计奖（Best Design Award）。

论文链接: https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8959424