基于磁諧振的無(wú)線能量傳輸系統(tǒng)研究.pdf

1、微型植入式醫(yī)療儀器目前已經(jīng)成為植入式醫(yī)療的主要手段，為很多患者帶來了福音。多數(shù)微型植入式醫(yī)療器件采用電池供電，由于其存在壽命短、體積大、易泄漏、生物兼容性差等諸多缺陷，限制了此類器件的大面積推廣與應(yīng)用。
　　磁諧振耦合的無(wú)線能量傳輸是一項(xiàng)可以有效提升無(wú)線能量傳輸性能的技術(shù)，具有能量傳輸效率較高、傳輸距離較遠(yuǎn)，并且在方向性和穿透性上具備較強(qiáng)魯棒性等特點(diǎn)?；诖思夹g(shù)的四線圈無(wú)線能量傳輸系統(tǒng)由收發(fā)線圈和諧振子組成。該傳輸系統(tǒng)應(yīng)用于植入式

2、儀器充電具有無(wú)需導(dǎo)線連接、不受使用壽命的限制、生物兼容性好等優(yōu)點(diǎn)。
　　該論文首先推導(dǎo)得到了傳輸系統(tǒng)電感線圈的電感、電阻、電容、Q值和系統(tǒng)傳輸效率的計(jì)算公式，搭建了磁諧振能量傳輸系統(tǒng)的理論模型，并基于該理論模型設(shè)計(jì)了漆包線電感線圈磁諧振系統(tǒng)，并利用matlab等仿真工具優(yōu)化設(shè)計(jì)了基于Litz線電感線圈的電感模型和傳輸系統(tǒng)參數(shù)，最后搭建了傳輸系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試，并對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了分析。此外，本文建立了基于3D MEMS Litz

3、結(jié)構(gòu)電感線圈的傳輸系統(tǒng)的理論模型，其可彎曲性和高Q值特點(diǎn)讓其在植入式醫(yī)療器械充電中具備巨大的發(fā)展?jié)摿Α?br>　　本文搭建的四線圈漆包線諧振傳輸系統(tǒng)隨著傳輸距離增加相比兩線圈系統(tǒng)，傳輸效率更高并且衰減更緩慢，傳輸性能更好。改進(jìn)的基于Litz線磁諧振電感線圈傳輸系統(tǒng)，電感尺寸更小，接收端線圈的直徑僅為1.9cm，便于集成;并可獲得更高Q值，系統(tǒng)得到更高的傳輸效率，當(dāng)諧振線圈距離為1.5cm，工作頻率為650kHz時(shí)，傳輸效率可達(dá)到85％;