[发明专利]一种用于人体植入设备无线充电的感应-超声波混合链路

说明书

本发明涉及无线电能传输技术，具体涉及一种用于人体植入设备无线充电的感应‑超声波混合链路，包括电源模块、混合链路、供电匹配模块以及人体植入设备；电源模块与混合链路连接，混合链路依次连接供电匹配模块和人体植入设备。该混合链路不仅解决了超声波在某些介质中迅速衰减的问题，也解决了感应链路用于人体植入设备无线传能存在的装置尺寸、安全以及传输效率等问题。用感应链路提高了大声损耗介质中的能量传输效率，用超声波链路提高能量传输安全性。采用超声波换能器为毫米级人体植入设备直接供电使设备具有更小的尺寸，具有降低感染风险并延长人体植入设备的使用寿命等优势。

技术领域

本发明属于无线电能传输技术领域，尤其涉及一种用于人体植入设备无线充电的感应-超声波混合链路。

背景技术

近些年，毫米级以下尺寸的人体植入式设备一直备受关注，因为小型化可以显着降低感染风险并延长植入设备的使用寿命。然而，对这种微小植入设备的无线电能传输成为了一大难题。在过去的几十年中，电磁感应链路一直是对人体植入设备无线供电的主要方法，但是这种方法存在传输效率低，具有安全隐患等弊端。超声波换能器被视作上述问题的一种解决方案，但超声波在空气和骨等大声损耗介质中的快速衰减又成为新的难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高人体植入设备无线充电传输效率和安全性能的混合链路。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于人体植入设备无线充电的感应-超声波混合链路，包括电源模块、混合链路、供电匹配模块以及人体植入设备；电源模块与混合链路连接，混合链路依次连接供电匹配模块和人体植入设备。

上述的用于人体植入设备无线充电的感应-超声波混合链路中，电源模块包括依次连接的整流电路、逆变电路和功率放大器，用于将220V50Hz交流电转变为频率为MHz级的高频交流电并调至特定值。

上述的用于人体植入设备无线充电的感应-超声波混合链路中，混合链路包括感应链路和超声波链路；感应链路包括感应链路发射端和感应链路接收端；超声波链路包括超声波换能器发射端和超声波换能器接收端；感应链路发射端位于人体外部与电源模块连接，将高频交流电转换为电磁能量，并传输给位于人体内部的感应链路接收端，感应链路接收端与超声波换能器发射端连接，超声波换能器发射端将接收到的电磁能量转换为超声波，发送给位于人体内部的超声波换能器接收端，超声波换能器接收端与供电匹配模块连接。

上述的用于人体植入设备无线充电的感应-超声波混合链路中，供电匹配电路包括整流电路和调压电路，用于将超声波换能器接收端接收并转换而成的高频交流电转换为人体植入设备充电所需的稳定直流电。

本发明的有益效果：针对目前为人体植入设备无线充电时存在的传输效率和安全性问题，本发明用感应链路提高了大声损耗介质中的能量传输效率，用超声波链路提高能量传输安全性。采用超声波换能器为毫米级人体植入设备直接供电使设备具有更小的尺寸，具有降低感染风险并延长人体植入设备的使用寿命等优势。

附图说明

图1为本发明一个实施例用于人体植入设备无线充电的感应-超声波混合链路的结构示意图；

图2为本发明一个实施例电源模块结构示意图；

图3为本发明一个实施例感应链路结构示意图；

图4为本发明一个实施例超声波链路结构示意图；

图5为本发明一个实施例供电匹配模块结构示意图；

其中，1-电源模块，1-1-整流电路，1-2-逆变电路，1-3-功率放大器；

2-感应-超声波混合链路，2-1-感应链路，2-1-1-感应链路发射端，2-1-2-感应链路接收端，2-2-超声波链路，2-2-1-超声波换能器发射端，2-2-2-超声波换能器接收端；