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JSSC 2012第1期Clocking & PLLs

A 100-V AC Energy Meter Integrating 20-V Organic CMOS Digital and Analog Circuit

基于薄膜系统的100V交流电能表,集成20V有机CMOS电路和OLED指示条。
100V AC, 20V DC, 360 Wh
薄膜系统有机CMOSOLED电能表印刷工艺
创新点1:薄膜系统集成(系统创新) - 该论文提出了一种基于柔性薄膜的系统集成方案(SoF),将有机CMOS数字/模拟电路、高压有机pMOS整流器和OLED指示条集成在单一柔性基底上,实现了可折叠(70×70 mm)和可安装于任意交流插座表面的灵活部署,突破了传统刚性PCB的物理限制。
创新点2:有机CMOS电路设计(电路创新) - 采用20V有机CMOS工艺,创新性地引入浮栅(FG)技术补偿工艺变异,解决了有机半导体一致性差的难题,同时支持数字与模拟混合信号处理(如能量累计计算),在100V高压环境下保持稳定工作。
创新点3:高压有机整流器(器件创新) - 开发了100V有机pMOS整流器,可直接从交流线路生成50Hz时钟和20V直流电源,无需外部高压转换模块,系统功耗降低30%,并实现360Wh全量程能量测量(针对500W负载)。
创新点4:OLED可视化交互(应用创新) - 集成有机LED(OLED)条形指示器,提供实时能耗可视化反馈,其柔性特性与系统共形集成,在弯曲状态下仍保持显示功能,拓展了有机电子在智能监测场景的应用边界。
Abstract
A 100-V ac energy meter based on the system-on- a-film (SoF) concept, in which various devices are integrated on a flexible film, is presented. The system consists of 20-V organic CMOS digital and analog circuits with a floating gate (FG) for process variation compensation, 100-V organic pMOS rectifiers for generating a 50-Hz clock and 20-V dc power , and an organic LED (OLED) bar indicator. The energy meter based on the SoF is flexible and therefore can be installed to monitor each ac outlet si- mult