[发明专利]无线动力传输与通信

说明书

本发明公开了一种感应式无线动力传输和通信系统，包括用于线圈中的一个的静电屏蔽件。该静电屏蔽件与线圈电感耦合并且被配置为开路。一个或多个信号处理元件，特别是调制器或者解调器，横跨静电屏蔽件中的电中断连接。因为静电屏蔽件电感耦合到线圈，所以调制器或者解调器可以对线圈上的信号进行操作。

相关申请的交叉引用

本申请在美国法典第35篇第119(e)条下要求2014年7月30日申请的美国第62/031,077号临时申请的权益，其全部内容通过引用并入本文。

背景技术

在无线动力传输领域，电感耦合已经被用于在不进行电接触的情况下向装置提供动力并与之通信。该技术已经被用于例如植入医疗装置。使用这种技术的系统具有作为动力发送器的外部单元和作为动力接收器的植入到病人体内的医疗装置。线圈驱动器向外部单元中的初级线圈提供AC信号，从而产生磁场。动力发送器靠近病人的身体放置，从而使磁场在植入的医疗装置中的次级线圈上感生电流。植入物中的动力管理单元可以使用次级线圈上所感生的电流给电池充电或者直接操作植入的医疗装置。为了提供线圈之间的通信，次级线圈上的动力信号通过调制器进行负载调制。该调制被连接到初级线圈的解调器捡取。系统使用这种方法能同时地在单个感应链路上进行通信和传输动力。

在这些感应动力传输和通信系统中，线圈易受寄生电容和寄生电导的影响。具体地，在当外部单元被处理或者当所述外部单元靠近目标植入物放置时与植入的医疗装置一起频繁出现的情况的下，靠近线圈的组织的出现可能引起寄生变化。这些寄生变化会改变线圈之间的感应链路、降低动力传输的效率或者干扰数据通信。为了解决由于寄生变化导致的感应链路的操作中的变化，现有技术的系统已经使用频移或主动重新调谐。参见Troyk,美国专利申请号5,179,511；美国专利申请号7,190,153中的方案。这些方案可以解决寄生变化，但是在非常固定的频率下妨碍了系统操作。出于调整的原因，一些兼容技术(例如ISO/IEC 18092下规定的近场通信)的使用需要在非常固定的频率下操作。

感应动力传输与通信系统中的线圈通常与大电流和/或电压一起操作。因此，应用到这些线圈的调制元件和解调元件需要能够处理大电流、大电压或者能够同时处理这两者。通常这会增加用于调制动力信号的部件的尺寸并提高该部件上的应力水平，并且需要解调器负担大的输入信号。这会增加装置的重量和成本，并且降低装置的寿命。

因此，存在对于感应动力传输和通信系统需要，其对外部引入的寄生变化具有抵抗性或免疫性，并且以对调制和解调组件具有较低的需求来实现调制和解调。

发明内容

一种感应式无线动力传输和通信系统包括用于线圈中的一个的静电屏蔽件。静电屏蔽件与线圈电感耦合并且被配置为开路。一个或多个信号处理元件，特别是调制器或者解调器，横跨静电屏蔽件中的电中断连接。因为该静电屏蔽件电感耦合到线圈，所以调制器或者解调器可以对线圈上的信号进行操作。

附图说明

图1A示出根据本发明的一个示例性实施例的线圈和防护罩；

图1B-1F示出图1A中的所述示例性实施例的线圈和防护罩的侧视图；

图1G示出根据本发明的一个示例性实施例的线圈和防护罩；

图2为根据本发明的无线动力传输和通信系统的一个示例性实施例的框图；

图3为根据本发明的具有上行链路通信的无线动力传输系统的一个示例性实施例的视图；

图4示出根据本发明的线圈和防护罩的一个示例性实施例；

图5示出根据本发明的线圈和防护罩的一个示例性实施例；

图6为根据本发明的无线动力传输和通信系统的一个示例性实施例的视图；

图7为根据本发明的无线动力传输和通信系统的一个示例性实施例的视图；