← 返回 JSSC 论文列表JSSC 2024第5期Other
A 92-Efficiency Inductor-Charging Switched-Capacitor Stimulation System With Lev
提出一种高效电感充电开关电容刺激系统，实现92%的充电效率和增强的刺激效果。
1-µF电容充电至3V，50µs（0V起始）或28µs（1.5V起始），充电效率90%-92.7%
电感充电开关电容高效充电刺激系统电荷平衡
▸创新点1：电感充电开关电容刺激系统（iSCS）通过结合电感充电和开关电容技术，实现了高达92%的充电效率，显著优于现有技术（>10%提升）。该系统能在50 µs内将1 µF电容从0 V充电至3 V，展现了快速高效的充电能力。
▸创新点2：电平自适应占空比调制技术通过动态调整充电器的占空比，优化了不同残余电压下的充电效率。该技术支持从任意残余电压（如1.5 V）快速充电至目标电压（3 V），充电时间缩短至28 µs，效率达92.7%。
▸创新点3：偏移控制电荷平衡（OC-CB）技术有效减少了阴极和阳极电荷之间的不匹配，提升了刺激波形的精确性。结合衰减指数波形设计，该系统在体内实验中实现了20%的眼动距离增加，同时能耗降低13%。
▸创新点4：系统级整合创新将高效充电、动态调制和电荷平衡技术结合，形成了完整的刺激解决方案。其综合性能（效率、速度、刺激效果）在生物医学应用中具有显著优势，特别是在眼部肌肉刺激等场景。
Abstract
This article proposes an inductor-charging
switched-capacitor stimulation (iSCS) system capable of
high-efficiency capacitor charging and high-efficacy decaying
exponential stimulation. The iSCS system adopts a fast
inductor-based charger with level-adaptive duty modulation and
charging range detection that can efficiently charge capacitors
from any residual voltage levels to the target voltages up to 3 V .
The offset-control charge balancing (OC-CB) adaptively reduces
the mismatch between catho