[发明专利]可植入设备及其无线电能传输装置

说明书

本申请公开了一种可植入设备及其无线电能传输装置，该无线电能传输装置包括电能发射单元以及电能接收单元，其中，131kHz≤该无线电能传输装置的谐振频率≤660kHz。本申请基于人体电磁安全性，以电能传输时人体组织的比吸收率(SAR)和温升为参考，通过仿真确定了无线电能传输装置的安全工作频段，保证了植入式无线电能传输装置的电磁安全性。

技术领域

本发明涉及无线充电领域，具体的，涉及一种可植入设备及其无线电能传输装置。

背景技术

随着医疗技术的进步，越来越多的可植入设备得以广泛的应用，例如心脏起搏器、心脏除颤器、脑起搏器等可植入设备。

目前，可植入设备普遍使用一次性电池供电，当电池能量不足时，需要二次手术更换电池，给病人带来痛苦和经济负担。因此，可植入设备的供电一直是可植入设备需要解决的关键技术问题之一，无线充电是可植入设备供电可选的解决方案之一。

无线电能传输技术是一种新型能量供给技术，备受国内外专家学者的关注。磁耦合谐振无线电能传输技术，相比于传输功率小的微波能量传输和传输距离小的电磁感应式无线能量传输技术，是当前在传输距离和传输功率上具有优势的一种无线能量传输技术。因此，将磁耦合谐振无线电能传输技术应用于可植入式设备已成为该领域的发展趋势。

然而，在可植入设备无线供能时，不可避免地会产生电磁辐射，可能对人体带来影响，存在电磁安全性问题。其中，比吸收率(Specific Absorption Rat，SAR)和温升△T是评估人体电磁安全性指标中的两项重要指标，在温升方面，当体温达到41℃时，一部分人会出现抽搐，43℃被认为是绝对致死温度。在SAR方面，国际非电离辐射委员会(ICNIRP)与电气和电子工程师协(IEEE)规定，每10g组织平均SAR值不能超过10W/kg。

因此，如何使得可植入设备及其无线电能传输装置具有较高的电磁安全性，成为本领域需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本申请提出了一种可植入设备及其无线电能传输装置。

根据本申请的一个方面，提出了一种可植入设备的无线电能传输装置，该电能传输装置包括电能发射单元以及电能接收单元，131kHz≤该无线电能传输装置的谐振频率≤660kHz。

可选地，200kHz≤该无线电能传输装置的谐振频率≤500kHz。

可选地，该无线电能传输装置处于谐振状态时，补偿电路阻抗匹配需满足如下表达式：

其中的ω为无线电能传输装置的谐振角频率，C_f1为电能发射单元的第一补偿电容，C₁为电能发射单元的第二补偿电容，L_f1为电能发射单元的补偿电感，L₁为电能发射单元的发射线圈的电感，C₂为电能接收单元的补偿电容，L₂为电能接收单元的接收线圈的电感；

第二补偿电容和发射线圈串联，第一补偿电容与串联的第二补偿电容和发射线圈并联后再与第一补偿电感串联；

电能接收单元的补偿电容与接收线圈串联。

可选地，所述接收线圈设置于所述可植入设备的壳体上，所述接收线圈与所述可植入设备的壳体之间设置有铁氧体薄膜，所述发射线圈与接收线圈间隔设置。

可选地，所述发射线圈的面积大于所述接收线圈的面积。

可选地，所述发射线圈的面积为所述接收线圈面积的1.1至1.5倍。