磁諧振無線能量傳輸系統(tǒng)及其信號處理電路研究.pdf

1、磁諧振能量傳輸系統(tǒng)及其信號處理電路主要應(yīng)用于微型植入式醫(yī)療儀器的供電，它具有無需導(dǎo)線連接、不受使用壽命的限制、生物兼容性好等優(yōu)點。該系統(tǒng)主要包括體外發(fā)射電路E類功率放大器、磁諧振四線圈、全CMOS整流電路、高電源抑制比帶隙基準(zhǔn)源和無片外電容低壓差(Low Drop-Out，LDO)線性穩(wěn)壓器。磁諧振四線圈能量耦合相比于常用的兩線圈傳輸效率高，受距離影響小，全CMOS整流電路和無片外電容低壓差線性穩(wěn)壓器便于集成，符合植入式醫(yī)療儀器高效率高

2、集成度的要求。
　　論文首先分析了磁諧振能量傳輸系統(tǒng)的各模塊的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，然后詳細(xì)介紹了芯片處理電路各模塊的設(shè)計過程，包括電路的具體實現(xiàn)、仿真驗證和版圖設(shè)計，最后對整個系統(tǒng)進(jìn)行了測試，并對測試結(jié)果進(jìn)行了分析。
　　本文中E類功率放大管采用的是IRF540，由于控制頻率在1MHz左右，采用74HC04反相器芯片驅(qū)動放大管;磁諧振四線圈采用Litz線繞制，相對于漆包線線圈的Q值更高，可得到更高的傳輸效率。整流電路采用全C

3、MOS結(jié)構(gòu)，基于CSMC0.5μm的標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝，工藝兼容性好，低壓差線性穩(wěn)壓器基于SMIC0.18μm1P6M工藝，采用了無片外電容結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)的集成度。接收端線圈的直徑僅為1.9cm，便于體內(nèi)集成，當(dāng)諧振線圈距離為1.5cm，控制頻率為742kHz時，無線傳輸耦合效率可達(dá)到85％，帶隙基準(zhǔn)源通過添加預(yù)調(diào)節(jié)穩(wěn)壓結(jié)構(gòu)使其在低頻時的電源抑制比達(dá)到了125dB，相比于沒有預(yù)調(diào)節(jié)穩(wěn)壓結(jié)構(gòu)的基準(zhǔn)源提高了約60dB;無片外電容低壓差線性穩(wěn)壓