[发明专利]一种提高CPT传输电路功率的方法

说明书

本发明公开了一种提高CPT传输电路功率的方法。电容耦合WPT技术目前还没有充分考虑IMC的设计。本发明如下：一、获取各电极自身及相互之间的参数。二、计算覆膜产生的电容。三、确定体内电极与体外电极之间的等效电路；四、设计输入匹配网络。五、设计输出匹配网络。本发明提出的对生物医学植入物系统进行的匹配方法，有效提高了系统的输出功率。本发明针对生物医学植入物所提供的匹配方法能够根据负载值大小选择进行匹配的位置，以达到对输出功率优化。本发明提出的L型匹配方法，相对于π型、T型等匹配方式，所用元器件较少，体积小，效益高。

技术领域

本发明属于优化输出功率技术领域，具体涉及一种提高CPT传输电路功率的方法。

背景技术

近年来，无线功率传输(WPT)技术在植入式生物医学设备中得到了广泛的关注。与电感耦合WPT(IPT)技术相比，电容耦合WPT(CPT)技术具有电磁辐射低、供电能力强的优点，为植入生物医学设备提供了除IPT外的另一种充电策略。在CPT方面已经进行了各种各样的研究，如电容的建模链接、包括金属板之间纵向和横向的距离对建立电容连接造成的影响、金属板的弯曲变形以及操作频率。为了提高传输功率和功率传输效率，发射端(Tx)和接收端(Rx)的阻抗匹配电路(IMCs)也是非常重要的。然而，目前还没有充分考虑IMC的设计。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高CPT传输电路功率的方法。

本发明的具体步骤如下：

步骤一、获取第一体外电极P₁、第二体外电极P₃、第一体内电极P₂、第二体内电极P₄的长度L_P、面积A_P、覆膜厚度d_CO、覆膜的介电常数ε_r__CO；并获取无线传输距离d_T、无线传输介质介电常数ε_r__T、无线传输介质传导率σ_T、工作频率f、第一体外电极P₁与第二体外电极P₃的间距L_T。

步骤二、计算覆膜产生的电容C_CO如式(1)所示。

C_CO＝ε₀·ε_{r_CO}·A_P/d_CO (1)

式(1)中，ε₀为真空介电常数。

步骤三、确定体内电极与体外电极之间的等效电路；等效电路由第一体外电极P₁与第一体内电极P₂之间的电容C_T1、第二体外电极P₃与第二体内电极P₄之间的电容C_T2，第一体外电极P₁与第一体内电极P₂之间的寄生电阻R_T12，第一体外电极P₁与第二体外电极P₃之间的寄生电阻R_T13，第一体外电极P₁与第二体内电极P₄之间的寄生电阻R_T14。第一体内电极P₂与第二体外电极P₃之间的寄生电阻R_T23。第一体内电极P₂与第二体内电极P₄之间的寄生电阻R_T24。第二体外电极P₃与第二体内电极P₄各自之间的交叉寄生电阻R_T34。