电子学报 ›› 2014, Vol. 42 ›› Issue (6): 1090-1094.DOI: 10.3969/j.issn.0372-2112.2014.06.009

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适用于植入式医疗的三线圈经皮能量传输

吴朝晖, 陈晓武, 黄穗彪, 李斌   

  1. 华南理工大学电子与信息学院, 广东广州 510640
  • 收稿日期:2012-11-01 修回日期:2013-06-06 出版日期:2014-06-25
    • 作者简介:
    • 吴朝晖 男,1971年9月生于江西东乡,华南理工大学电子与信息学院副教授,主要研究方向包括模拟/射频集成电路、植入式无线数据与能量传输.E-mail:phzhwu@scut.edu.cn;陈晓武 男,1990年生于广东汕头,现为华南理工大学电子与信息学院硕士研究生,主要研究方向为集成电路设计与无线能量传输技术.E-mail:xwu1990.chen@gmail.com;黄穗彪 男,1986年生于广东广州,在2009年和2012年分别取得华南理工大学电子与信息学院学士,硕士学位.主要研究方向为集成电路设计、无线能量传输技术和电源管理方面.E-mail:huangsuibiao@163.com;李斌 女,1967年生于北京,华南理工大学电子与信息学院教授,博士生导师,主要研究方向包括模拟/射频集成电路、植入式无线数据与能量传输的研究.E-mail:phlibin@scut.edu.cn
    • 基金资助:
    • 国家自然科学基金 (No.60976026)

Three-Coil Transcutaneous Power Transmission for Implantable Medical Applications

WU Zhao-hui, CHEN Xiao-wu, HUANG Sui-biao, LI Bin   

  1. School of Electronic and Information Engineering, South China University of Technology, Guangzhou, Guangdong 510640, China
  • Received:2012-11-01 Revised:2013-06-06 Online:2014-06-25 Published:2014-06-25

摘要:

经皮能量传输方式是目前植入式医疗设备系统供电方式的研究热点,研究如何提高其传输效率和传输有效距离具有重大的应用价值.本文在分析互感耦合理论的基础上,结合互感耦合和强磁耦合的特点,提出了一种适用于经皮能量传输的三线圈耦合结构,并对其进行了相关的理论推导.结果表明:当耦合系数小于0.25时,三线圈耦合结构对耦合效率具有增强作用;在耦合系数为0.04时可提高将近一倍的效率.实验结果也很好地验证了理论分析结果.

关键词: 三线圈耦合, 经皮能量传输, 植入式医疗设备

Abstract:

Transcutaneous energy transmission has been widely used for the power supply of the implantable medical devices.The most important study on the transcutaneous energy transmission is about how to improve its transfer efficiency and distance.Based on the analysis of the mutual inductance coupling theory,and combining with the characteristics of the strongly coupled magnetic resonances,this paper proposed a three-coil coupling structure which is more suitable for transcutaneous energy transmission.The theoretical analysis indicates that the proposed three-coil coupling structure strengthens the coupling efficiency when the coupling coefficient is less than 0.25 and nearly doubles the efficiency when the coefficient is 0.04.The experimental results verified the theoretical analysis.

Key words: three-coil coupling, transcutaneous energy transmission, implantable medical device

中图分类号: