植入式集成磁耦合谐振无线电能传输分析.PDFVIP

34 2 杭州电子科技大学学报 Vol． 34 ，No． 2 第 卷第 期 2014 3 Journal of Hangzhou Dianzi University Mar． 2014 年 月 doi :10 ． 3969 /j ． issn． 1001 － 9146． 2014 ． 02 － 003 植入式集成磁耦合谐振无线电能传输分析 ， 程瑜华 舒亚明 ( ， 310018) 杭州电子科技 大学射频电路与系统教育部重点实验室 浙江 杭州 : ， 摘要 将植入式应用时无线电能传输的接收线圈与整流电路及其他功能电路集成在单芯片上 不 ， 。 仅可以满足植入式应用更小空间的要求 而且可以进一步提高可靠性和安全性 该文基于此应 ， ， ， 用 对磁耦合谐振无线电能传输系统建立了完整和简化的电路理论模型 分析结果显示 磁耦合谐 振方式比传统的电感耦合方式具有更高的传输效率。 : ; ; ; 关键词 植入式 无线电能传输 磁耦合谐振 效率 中图分类号:TM910 文献标识码:A 文章编号:1001 － 9146 (2014)02 － 0012 － 04 0 引 言 ［1］ 4 ， 采用 线圈结构的磁耦合谐振无线电能传输方式可以提高效率 实现了中等距离的高效能量传 ［2］ ， 。 输 但其并未对在植入式医疗应用中情况进行分析 耦合模理论 对磁耦合谐振的理论模型进行了详 细的理论分析， 。 ［3］ 但是此理论缺乏对实际电路设计的指导 而文献 虽然从电路分析角度建立了理论 ， ; 2 4 。 ， 模型 但并不完整 忽略了如第 和第 线圈之间的耦合系数 本文针对植入式集成线圈实现的应用 ， ， 2 对磁耦合谐振无线电能传输建立完整和简化的电路理论 分析传输效率 并与传统 线圈电感耦合方式 传输效率进行比较。 1 电路理论建模和分析 1． 1 完整电路模型 4 1 。 ，L n ，C n 线圈的无线电能传输等效电路如图 所示 其中 为线圈 的电感值 为线圈 外加串联 n n ，Ｒ n ， m n k ，n = 1，2 ，