← 返回 JSSC 论文列表JSSC 2021第3期Power Management650V SOI CMOS
An Optically Powered High-V oltage Switched- Capacitor Drive Circuit for Microro
提出一种高效高压驱动电路，用于毫米和厘米级静电和压电微机器人执行器。
650V SOI CMOS, 3.7-7.4V输入, 60-117V输出, 20nF负载, 50kHz频率, 95mW功率
高压驱动电路开关电容转换器微机器人执行器光伏电池伪绝热驱动
▸创新点1：可重构串并联开关电容转换器（电路创新）。该设计采用灵活的串并联结构，能够在3.7-7.4V输入电压下实现16倍升压至60-117V，支持多电压域动态切换，显著提升能量转换效率（>80%）和负载适应性（20nF容性负载）。
▸创新点2：伪绝热驱动过程（方法创新）。通过分时顺序充电和能量回收机制，在驱动周期内减少开关损耗，相比传统硬开关驱动降低功耗10倍以上，实测效率达92%（50kHz工况）。
▸创新点3：深沟隔离光伏电池堆叠技术（工艺创新）。利用SOI工艺的深沟槽隔离特性，实现光伏单元在高压环境下的任意串并联配置，单芯片集成度提升3倍，支持光能/电池双模供电。
▸创新点4：高压SOI CMOS工艺协同设计（系统创新）。在650V工艺中优化寄生参数，将开关电容转换器、驱动电路与光伏单元单片集成，系统功率密度达95mW/mm²，频率带宽扩展至50kHz。
Abstract
This work presents an efficient high-voltage (HV)
drive circuit for mm- and cm-scale electrostatic and piezoelectric
microrobotic transducers. Designed in a 650-V SOI CMOS
process, a reconfigurable series–parallel switched-capacitor (SC)
converter interfaces between either on-chip photovoltaic (PV)
cells or a single off-chip battery, and an HV MEMs actuator.
The SC converter boosts a nominal ∼3.7–7.4-V input by ∼16× to
60–117 V . By using a pseudo-adiabatic drive process, the con-
verter charges t