[发明专利]用于生物植入体的可控高效能无线供能装置

权利要求书

1、一种用于生物植入体的可控高效能无线供能装置，包括：单片机控制模块，电压转换及放大模块，线圈耦合传输模块，体内整流稳压模块，其特征在于：所述单片机控制模块产生PWM波控制电压转换及放大模块的输出频率及效率；所述的电压转换及放大模块主要由Class-E功率放大电路搭建而成，Class-E放大电路由单片机控制模块产生的PWM波作为驱动信号，接收3-5V的直流电信号，将其转换并放大成交流电输出给线圈耦合传输模块；所述线圈耦合传输模块将输入的交流电，通过无线电能感应由体外到体内的体内整流稳压模块；所述体内整流稳压模块以体内整流稳压模块得到的交流电为输入，将交流电通过整流，滤波，稳压至稳定的3.3V直流电，为植入体内的医学仪器供能。

2、根据权利要求1所述的用于生物植入体的可控高效能无线供能装置，其特征是：所述的单片机控制模块，由单片微型控制器及其周边支持电路组成，单片微型控制器通过在线编程工具烧录汇编语言程序控制PWM模块寄存器，PWM波在第九脚和第十脚间输出，输出幅度为3.3V，占空比50％，频率在1.8MHz和100KHz之间，所输出的方波脉冲作为Class-E放大电路的输入信号，控制无线供能系统的频率和波形。

3、根据权利要求1所述的用于生物植入体的可控高效能无线供能装置，其特征是：所述的Class-E放大电路接收单片机控制模块发出的PWM波控制信号，其频率即为ClassE放大电路转换的交流电的频率，Class-E放大电路将开关信号送入放大晶体管以控制电路开闭，从而对后续电路产生谐振，经一级电容器滤波，再由二级的电容器与初级线圈串联构成的谐振电路进行谐振放大，将输入的直流电压转化为交流电由线圈耦合传输模块输出。

4、根据权利要求1所述的用于生物植入体的可控高效能无线供能装置，其特征是：所述的线圈耦合传输模块，由初级及次级两卷线圈组成，体外的初级线圈接收电压转换级放大模块转换放大成的交流电，根据电磁感应原理，在体内的次级线圈上产生感应交流电，为体内的装置供电，实现电能由体外到体内的无线传输。

5、根据权利要求4所述的用于生物植入体的可控高效能无线供能装置，其特征是：所述线圈由漆包铜线进行缠绕，共轴放置。

6、根据权利要求4或5所述的用于生物植入体的可控高效能无线供能装置，其特征是：所述线圈为有铁芯与无铁芯两种，两级线圈距离越近传输效率越高，初级线圈的电感值直接影响Class-E放大电路的谐振频率。

7、根据权利要求1所述的用于生物植入体的可控高效能无线供能装置，其特征是：所述的体内整流稳压模块，包括：整流桥，滤波电容及三端稳压管，次级线圈感应的交流电通过整流桥的全波桥式整流将正弦信号翻转在同一方向上，通过并联滤波电容的充放电将正弦波形调制成近似的直流波形，再通过三端稳压管进一步调整，消除上级电能传输中可能产生的不稳定因素，把调制后的直流电稳定在3.3V输出，为下级设备供能。