JSSC 2013第9期RF & Wireless0.5-µm 3M2P CMOS

AP o w e r - E fﬁcient Wireless System With Adaptive Supply Control for Deep Bra

提出一种高效无线深脑刺激系统，采用自适应电源控制和闭环电荷平衡技术。

72 ~ 87% PCE, 2.5 V至4.6 V可调输出, 2.8 mA负载

深脑刺激器无线供电自适应整流器闭环控制电荷平衡

▸创新点1：自适应整流器采用相位控制反馈技术，实现72%~87%的高效AC-DC转换（方法创新）。通过动态调整DC输出电压（2.5V~4.6V），适应不同负载需求，显著提升能源利用率。

▸创新点2：闭环电源控制系统通过实时检测刺激位点电位（电压读取通道），自动调节刺激合规电压（系统创新）。相比固定电源方案，刺激效率提升高达30%，达到58%~68%的能效优化。

▸创新点3：主动同步开关技术（电路创新）在整流过程中实现精准时序控制，减少能量损耗。配合2MHz高频输入（5V峰值），在2.8mA负载下维持高转换效率，突破传统被动整流的性能限制。

▸创新点4：闭环主动电荷平衡机制（安全创新）通过无线接收刺激参数，实时监测各点位残余电荷，确保电荷积累始终低于安全阈值，避免组织损伤。

Abstract

Ap o w e r - e fﬁcient wireless stimulating sys tem for a head-mounted deep brain stimulator (DBS) is presented. A new adaptive recti ﬁer generates a variable DC supply voltage from a constant AC power carrier utilizing phase con trol feedback, while achieving high AC-DC power conversion ef ﬁciency (PCE) through active synchronous switching. A current-controlled stimulator adopts closed-loop supply control to autom atically adjust the stim- ulation compliance voltage by detecting stimulation sit