[实用新型]小型磁耦合谐振无线能量传输系统

摘要

磁耦合谐振无线能量传输(Witricity)是一种新的无线能量传输技术，利用电磁耦合谐振原理实现中距离的电能无线传输，可定向传输能量，并且不受中间障碍物的影响，在体内植入器件领域具有很好的应用前景。本研究设计制作了一种适用于植入器件的小尺寸无线能量传输系统，采用印制板直接制作一种设适用于植入器件的小尺寸平面螺旋谐振线圈，该线圈正反两面覆铜，正面导体层形成的电感与正反面导体层重叠部分形成的电容通过复杂的串并联电路构成系统所需要的谐振器，进行能量传递，谐振器尺寸仅为1.35cm3。通过MIMICS及HFSS软件分别建立人体头部三维数值模型以及体内植入线圈模型，应用时域有限差分(FDTD)方法，通过XFDTD软件计算头部比吸收率(SAR)及电场磁场强度。结果表明，应用Witricity技术对头部植入器件进行能量传输，人体头部10gSAR平均值为9.2627×10-6W/kg，电场磁场强度均方根最大值分别为4.64V/m和0.057A/m，均低于国际非电离辐射防护委员会(ICNIRP)制定的安全限值标准。

主权项

一种小型磁耦合谐振无线能量传输系统，其特征在于，包括：高频正弦信号发生和功率放大电路、激励线圈和小尺寸谐振初级线圈、小尺寸谐振次级线圈和能量汲取线圈以及整流滤波充电电路，其中激励线圈与功率放大电路相连接，能量汲取线圈与负载相连，当谐振初级线圈和谐振次级线圈之间产生强烈的磁耦合谐振时，能在较远的距离下有效地传递能量。