Geavanceerde energiebeheer-ASIC voor draadloos aangedreven en energiebesparende diepe implantaten

Het laatste decennium heeft er een enorme revolutie plaatsgevonden in allerlei soorten draagbare gezondheidsapparaten. Vooruitgang in het ontwerp van ultra-low-power analoge circuits voor verschillende gezondheidswaarnemingen, evenals vooruitgang in sensortechnologie voor verschillende biomarkers hebben een belangrijke rol gespeeld in deze revolutie. Terwijl wearables steeds meer mainstream worden, ziet het onderzoeksveld een verschuiving naar minimaal invasieve implanteerbare oplossingen. Miniatuur elektronische implantaten zoals pacemakers, cochleaire implantaten, diepe hersenstimulatie en elektrische zenuwstimulatoren redden echt levens en verbeteren de kwaliteit van leven drastisch. Steeds geavanceerdere sensortechnologie en ultra-low-power interface-elektronica maken de weg vrij voor een hele reeks innovatieve miniatuurimplantaten. Dit is een snel evoluerend wetenschappelijk veld met veel onderzoeksmogelijkheden. Een van de belangrijkste uitdagingen blijft het aandrijven van dergelijke geavanceerde implantaten. Tegenwoordig werken alle implantaten op batterijen. Dit brengt een aantal uitdagingen met zich mee rond biocompatibiliteit, veiligheid, grootte, chirurgische complexiteit, ... Ook vanuit het oogpunt van duurzaamheid is er een sterke interesse om batterijen kwijt te raken omdat ze vaak zeldzame aardmetalen vereisen en medische hulpmiddelen niet gemakkelijk recyclebaar. Een mogelijke oplossing ligt in draadloze energieoverdracht en energiewinning. Er zijn veel verschillende technologieën die in aanmerking kunnen komen voor draadloze vermogensoverdracht (echografie, RF, magnetisch, ...) en voor het oogsten van energie (warmte, beweging, elektromagnetische, chemische reacties, ...). Welke technologie er ook wordt gebruikt, voor kleine, diepe weefselimplantaten zal het beschikbare vermogen bij het implantaat echter altijd erg laag zijn. In dit doctoraat zullen we stroombeheercircuits onderzoeken die efficiënt vermogen kunnen oogsten van zeer zwakke bronnen en het beschikbare vermogen efficiënt kunnen verhogen tot spanningsniveaus die in staat zijn om normale circuits van stroom te voorzien.