[发明专利]二自由度无线能量传输装置

摘要

二自由度无线能量传输装置，属于人体植入设备的能量供给技术领域。它解决了现有无线能量传输装置当负载位置发生变化，会使线圈间的耦合系数减小，造成传输能量降低的问题。所述装置包括能量外部发送部分和能量内部接收部分，能量发送部分包括双谐振线圈，能量接收部分主要为分布绕制在圆筒形支撑件上的线圈，该线圈均匀分布在圆筒形支撑件外表面上，并按照圆周分散布置，且分为两个部分，每部分各占圆周方向的二分之一，第一接收线圈和第二接收线圈具有二自由度的无指向性。本发明适用于人体植入设备的能量供给。

主权项

一种二自由度无线能量传输装置，它包括能量发送装置和能量接收装置，其特征在于：所述能量发送装置包括交流输入电源（1‑1）、能量发送内线圈（1‑2）、能量发送外线圈（1‑3）、第一外谐振电容（1‑4）、第二外谐振电容（1‑5）和高频放大器（1‑6），所述能量接收装置包括中空的圆筒形支撑件（2‑1）、第一接收线圈（2‑2）、第二接收线圈（2‑3）、第一接收电容（2‑4）第二接收电容（2‑5）、第一整流电路（2‑6）、第二整流电路（2‑7）、高频滤波电路（2‑8）和DC‑DC变换器（2‑9），能量发送内线圈（1‑2）和能量发送外线圈（1‑3）同轴共平面放置形成能量发送线圈，该能量发送线圈紧贴被检测体一侧放置或者环绕在被检测体外侧，能量发送内线圈（1‑2）与第一外谐振电容（1‑4）组成激励谐振电路，高频放大器（1‑6）用于为该谐振电路提供高频激励信号，高频放大器（1‑6）由交流输入电源（1‑1）提供工作电源；能量发送外线圈（1‑3）与第二外谐振电容（1‑5）组成耦合谐振电路，该耦合谐振电路与激励谐振电路通过磁场相互耦合；圆筒形支撑件（2‑1）上缠绕有第一接收线圈（2‑2）和第二接收线圈（2‑3），第一接收线圈（2‑2）和第二接收线圈（2‑3）通过耦合磁场接收能量发送装置发射的能量，第一接收线圈（2‑2）和第二接收线圈（2‑3）正交设置，所述两个线圈均沿圆筒形支撑件（2‑1）的轴向缠绕，并且通过圆筒形支撑件（2‑1）两端面的圆心；第一接收线圈（2‑2）和第一接收电容（2‑4）形成谐振电路，第二接收线圈（2‑3）和第二接收电容（2‑5）形成谐振电路，两个谐振电路的输出端分别通过第一整流电路（2‑6）和第二整流电路（2‑7）整流后，同时经高频滤波电路（2‑8）滤波，最后经DC‑DC变换器（2‑9）变换成负载所需的直流电平输出。