磁耦合諧振式無線電能傳輸技術(shù)研究.pdf

1、在二十世紀(jì)以后，隨著科技的快速發(fā)展，醫(yī)療領(lǐng)域也處于快速發(fā)展中。近年來，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展的穩(wěn)定增長(zhǎng)，人們?cè)卺t(yī)療領(lǐng)域的需求也增加了，尤其是在一些昂貴的醫(yī)療設(shè)備，例如可植入式設(shè)備。但是可植入式設(shè)備有一個(gè)缺陷，就是電池的使用壽命不能滿足病人的需要。如果設(shè)備在使用過程中電池耗盡，就不得不采取手術(shù)進(jìn)行更換設(shè)備，而手術(shù)給病人帶來了更多的疼痛和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。為了解決這一問題，本課題采取磁諧振式無線能量傳輸技術(shù)給心臟起搏器、腦起搏器等植入式設(shè)備進(jìn)行能量的補(bǔ)充。<

2、br>　　磁諧振式無線能量傳輸技術(shù)有傳輸距離較遠(yuǎn)，工作效率比較高，而且都線圈的位置關(guān)系不是很敏感等特點(diǎn)，所以更適合像上述應(yīng)用背景的中遠(yuǎn)距離無線能量傳輸。磁諧振式無線能量傳輸系統(tǒng)主要由波形產(chǎn)生器、功率放大器、諧振線圈系統(tǒng)和整流電路構(gòu)成，而諧振線圈系統(tǒng)和功率放大器的設(shè)計(jì)是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文首先研究了PCB板上線圈的物理尺寸與其電特性之間的關(guān)系；然后通過數(shù)學(xué)分析方法計(jì)算出了在不同的ISM頻段下線圈系統(tǒng)性能較優(yōu)的線圈的物理尺寸，并通過仿真

3、驗(yàn)證了理論計(jì)算的可靠性；第三，通過對(duì)比仿真結(jié)果，選擇了一個(gè)性能更優(yōu)的頻段作為本課題的工作頻率；第四，通過理論分析、仿真和優(yōu)化，設(shè)計(jì)了一個(gè)高效率的逆 E類功率放大器；最后，設(shè)計(jì)了在功率放大器和諧振線圈系統(tǒng)之間的中間匹配網(wǎng)絡(luò)，在諧振線圈系統(tǒng)和輸出端之間的輸出匹配網(wǎng)絡(luò)和在輸入端和功率放大器之間的輸入匹配網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了能量在本系統(tǒng)中的高效傳輸。
　　通過使用實(shí)際器件模型在仿真原理圖中，功率放大器的仿真結(jié)果為：輸出功率為37.70dBm，工作