一种充电线圈定位设备制造技术

本发明专利技术涉及一种充电线圈定位设备，包括用于发出一组极性相反、固定相位差的方波信号的信号产生装置；用于将方波信号进行放大的信号放大装置；发出电磁波的天线组件；用于检测信号放大装置的发送电流或功率的状态检测装置；根据出功率值换算得到充电线圈与接收线圈之间距离的控制装置；向使用者展示距离值的反馈装置和/或者通讯装置。本发明专利技术的充电线圈定位设备，通过发射不同于基准频率值f0的方波信号，使得根据信号放大装置的功率值换算得到距离从而进行定位得以实现。而且，在定位过程中仅需测量充电端的功率，不需要与体内植入设备进行通讯，因此响应速度更快。

【技术实现步骤摘要】
一种充电线圈定位设备
本专利技术涉及一种充电线圈定位设备，属于医疗器械

技术介绍
植入式医疗器械种类多样、应用范围广泛，目前市场上已有的植入式医疗产品多采用高能量密度的锂原电池进行供电，寿命大多较短。近年来，随着医疗技术的发展，植入式医疗产品的功能变的更加复杂，耗电量也随着增加，常规的锂原电池的寿命已经无法满足现在的应用需求，因此，开发寿命更长的可充电的植入式医疗器械产品已经成为未来发展的主流趋势。由于植入式医疗产品需要长期植入患者体内，需要使用生物相容性较好的金属钛壳密封，并且和体外的充电装置间有皮肤等组织隔离，因此需要通过无线方式对体内植入式医疗设备进行能量传输。目前主流的近距离无线充电技术一般采用电磁感应原理，这种充电方法需要发送和接收线圈之间存在很好的磁耦合才能有效的提高充电效率。然而当医疗设备植入体内后，患者很难对植入体内的医疗设备准确定位，存在由于体内外装置对不准确或者长时间对位引起体内植入式医疗器械发热增加的问题。针对对位问题，目前已有的比较常规的对位方案有：在充电间隙，周期性的进行体内外设备的信息交互，通过分析体内外设备的能量传输效率来判断对位是否准确，这种方案可以找到最佳的充电位置，但是对位调节速度受体内、外装置无线通信周期限制，存在调节响应速度慢的问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：为解决现有技术的定位时相应速度慢的问题的技术问题，从而提供一种定位时响应速度快的充电线圈定位设备。本专利技术为解决其技术问题所采用的技术方案是：本专利技术提供一种充电线圈定位设备，包括控制装置、信号产生装置、信号放大装置、状态监测装置、天线组件以及反馈装置和/或通讯装置；信号产生装置，用于发出一组极性相反、固定相位差的方波信号，方波信号的频率为f0或者(101％-130％)f0，其中L为充电端天线组件中充电线圈的电感，单位为H，C为充电端天线组件中匹配电容的电容值，单位为F，fo为谐振频率值，单位为Hz；信号放大装置，用于将方波信号进行放大；天线组件，包括充电线圈、匹配电容和铁芯，用于接收信号产生装置产生的或者放大后的方波信号，并发出电磁波，充电线圈与匹配电容形成LC震荡；状态检测装置，用于检测信号放大装置的发送电流或功率；控制装置，接收状态检测装置检测到的信号放大装置的功率值或者根据接收到发送电流值计算出功率值，并根据该功率值与距离—功率值曲线换算得到充电线圈与接收线圈之间的距离；反馈装置，用于向使用者反应充电线圈与接收线圈之间的距离值；通讯装置，用于将充电线圈与接收线圈之间的距离值发送到智能设备上，通过智能设备向使用者反应充电线圈与接收线圈之间的距离值。优选地，本专利技术的充电线圈定位设备，信号产生装置发出的方波信号的频率为(105％-110％)f0。优选地，本专利技术的充电线圈定位设备，状态检测装置为电量检测芯片，用于检测信号放大装置的电流值。优选地，本专利技术的充电线圈定位设备，所述反馈装置为显示屏，显示屏显示控制装置11换算得到的距离或者以图形方式表示出距离的大小。优选地，本专利技术的充电线圈定位设备，所述铁芯包括中间的中间凸出部和位于边缘的边缘凸出部，中间凸出部与边缘凸出部之间为容纳充电线圈容纳槽。优选地，本专利技术的充电线圈定位设备，所述铁芯为铁氧体铁芯。优选地，本专利技术的充电线圈定位设备，所述中间凸出部与边缘凸出部在厚度方向上平齐。优选地，本专利技术的充电线圈定位设备，所述方波信号由至少两对极性相反单一谐波组成，每对单一谐波之间具有固定相位差。本专利技术的有益效果是：1.本专利技术的充电线圈定位设备，通过发射不同于基准频率值f0的方波信号，可以测得斜率不为0的距离—功率值曲线，从而使可以通过信号放大装置的功率值换算得到距离从而进行定位得以实现。而且，在定位过程中仅需测量充电端的功率，不需要与体内植入设备仅需通讯，因此相应速度快。2.本专利技术的充电线圈定位设备，最优选择为频率上偏5％-10％((105％-110％)f0)，在此范围内不仅可以在定位过程中节约用电，还能得到更加灵敏的定位结果。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是植入式医疗设备无线充电系统的框图；图2是充电线圈与匹配电容的一种设置方式；图3是充电线圈与匹配电容另一种设置方式；图4是信号放大装置的一种设置方式；图5是信号放大装置的另一种设置方式；图6a是电芯的第一种具体结构的实施方式；图6b是图6a沿A-A方向的剖视图；图7a是电芯的第二种具体结构的实施方式；图7b是图7a沿A-A方向的剖视图；图8a是电芯的第三种具体结构的实施方式；图8b是图8a沿A-A方向的剖视图；图9是方波信号的波形图。附图标记为：11-控制装置；12-信号产生装置；14-信号放大装置；15-天线组件；16-状态监测装置；21-接收线圈；31-充电线圈；32-电芯。具体实施方式实施例1本实施例提供一种充电线圈定位设备，包括，控制装置11、信号产生装置12、信号放大装置14、状态监测装置16、天线组件15以及反馈装置和/或通讯装置，信号产生装置12，用于发出一组极性相反、固定相位差的方波信号，由至少两对极性相反单一谐波组成，每对单一谐波之间具有固定相位差，如图9所示为两对共4个单一谐波，方波信号的频率为(70％-99％)f0或者(101％-130％)f0，其中L为充电线圈31的电感，单位为H，C为匹配电容的电容值，单位为F，fo为谐振频率值，单位为Hz；信号放大装置14，用于将方波信号进行放大，如图4或5所示，为全桥驱动方式或者半桥驱动方式；天线组件15，包括充电线圈31、匹配电容和铁芯，用于接收放大后的方波信号，并发出电磁波，充电线圈31与匹配电容形成LC震荡，充电线圈31与匹配电容可串联(图2)或者并联(图3)设置，铁芯优选为铁氧体铁芯，铁芯结构为具有中间的中间凸出部321和位于边缘的边缘凸出部322，中间凸出部321与边缘凸出部322之间为容纳充电线圈31容纳槽，如图6a和6b(中间凸出部321与边缘凸出部322平齐)、图7a和7b(中间凸出部321高于边缘凸出部322)、图8a和8b(无边缘凸出部322)，分别为三种具体的实施方式，铁芯的正面投影可以为圆形或是多边形，中间凸出部321优选与充电线圈31平齐；状态检测装置，用于检测信号放大装置14的发送电流或功率，可采用电量采集芯片信号放大装置14的发送电流以得到功率值；控制装置11，接收状态检测装置检测到的信号放大装置14的功率值或者根据接收到发送电流值计算出功率值，并根据该功率值与距离—功率值曲线换算得到充电线圈31与接收线圈21之间的距离；反馈装置，用于向使用者反应充电线圈31与接收线圈21之间的距离值，反馈装置可以是显示屏，显示控制装置11换算得到的距离或者以图形方式表示出距离的大小，可以是发声器，发出“嘀嘀嘀”，距离越近时发声频率越快(越急促)，距离越远时发声频率越小，还可以是指示灯，通过指示灯点亮的数量或者闪烁频率来表示距离大小，也可以是震动电机，通过震动强度来表示距离；通讯装置，用于将充电线圈31与接收线圈21之间的距离值发送到智能设备上，通过智能设备向使用者反应充电线圈31与接收线圈21之间的距离值，智能设备，如手机、平板电脑等，通过智能设备上的显示屏或者其它反馈方式反应出距本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种充电线圈定位设备，其特征在于，包括控制装置(11)、信号产生装置(12)、信号放大装置(14)、状态监测装置(16)、天线组件(15)以及反馈装置和/或通讯装置；信号产生装置(12)，用于发出一组极性相反、固定相位差的方波信号，方波信号的频率为(70％‑99％)f0或者(101％‑130％)f0，其中

【技术特征摘要】
1.一种充电线圈定位设备，其特征在于，包括控制装置(11)、信号产生装置(12)、信号放大装置(14)、状态监测装置(16)、天线组件(15)以及反馈装置和/或通讯装置；信号产生装置(12)，用于发出一组极性相反、固定相位差的方波信号，方波信号的频率为(70％-99％)f0或者(101％-130％)f0，其中L为充电端天线组件中充电线圈的电感，单位为H，C为充电端天线组件中匹配电容的电容值，单位为F，fo为谐振频率值，单位为Hz；信号放大装置(14)，用于将方波信号进行放大；天线组件(15)，包括充电线圈(31)、匹配电容和铁芯，用于接收信号产生装置(12)产生的或者放大后的方波信号，并发出电磁波，充电线圈(31)与匹配电容形成LC震荡；状态检测装置，用于检测信号放大装置(14)的发送电流或功率；控制装置(11)，接收状态检测装置检测到的信号放大装置(14)的功率值或者根据接收到发送电流值计算出功率值，并根据该功率值与距离—功率值曲线换算得到充电线圈(31)与接收线圈(21)之间的距离；反馈装置，用于向使用者反应充电线圈(31)与接收线圈(21)之间的距离值；通讯装置，用于将充电线圈(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐文文，张新国，庄国志，
申请(专利权)人：常州瑞神安医疗器械有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32