摘要：
本文提出了一种完全集成的、针对超低功耗能量收集应用进行双损耗优化的可重构电荷泵。传统的电荷泵通常只优化导通损耗或开关损耗，导致在狭窄的工作范围内效率下降。为克服这一限制，所提出的架构通过三种协同电路技术同时优化这两种损耗机制。首先，无电容的动态PMOS阵列环形振荡器能够自适应地调整开关频率，以抑制不必要的开关损耗。其次，自适应路径选择电荷泵动态调节晶体管宽度，以保持从亚阈值到阈值以上操作的高效电荷传输。第三，紧凑的连续级NMOS栅极增强微单元能够局部增强NMOS电荷传输开关的栅源驱动能力，从而在低输入电压下降低导通损耗。这些技术共同作用，减轻了不同工作状态下的主要损耗机制，从而实现了在扩展的功率动态范围内的高效运行。该原型采用65纳米CMOS工艺制造，占用面积为359×809 μ 平方微米，包括泵送、增强和负载电容在内的总芯片电容为313 pF。测量结果显示，在800 kΩ 的负载下，最小输入电压为180 mV时，峰值功率转换效率达到67.59%。最后，所提出的电荷泵提供了一种高效且紧凑的电源管理解决方案，非常适合微能量收集应用中的自主和自维持运行。
