基于电流变液超材料的体内植入器件无线电能传输系统技术方案

一种基于电流变液超材料的体内植入器件无线电能传输系统，包括发射模块、接收模块、电流变液超材料模块和直流电源，采用磁谐振耦合方式进行无线电能传输。电流变液超材料模块由电流变液超材料单元组成，可汇聚发射模块产生的磁场，提高无线电能传输效率。通过调节电流变液外加电场强度，改变电流变液介电常数，从而改变电流变液电磁超材料的共振频率和系统工作频率处的等效磁导率值，具有参数灵活可调的优点。

【技术实现步骤摘要】
基于电流变液超材料的体内植入器件无线电能传输系统
本专利技术涉及一种体内植入器件的无线电能传输系统。
技术介绍
体内植入器件在医学监测、药物输送、局部器官刺激等方面发挥着重要作用。电池寿命依赖于器件的使用频次和强度，电量达到使用阈值时必须更换。电池更换手术除了额外增加成本之外，更重要的是增加了病人手术感染的风险。无线电能传输可以避免体内植入器件电池更换带来的经济和健康问题。提高无线电能传输效率是体内植入器件无线电能传输亟待解决的问题。专利“201210366827.5小尺寸谐振器以及磁耦合谐振无线能量传输”公开了一种用于无线电能传输的可植入体内的小尺寸谐振器。当能量传输距离大于接收设备和发射设备的尺寸时，系统能量传输效率严重下降。为了提高传输效率，采取了多种可行的措施。专利201280038109.3“可植入设备的无线能量传输”公开了一种针对植入设备的无线能量传输系统。源谐振器置于体外，产生振荡磁场。植入设备谐振器置于体内，捕获源谐振器产生的磁场。在源谐振器和植入设备谐振器之间加入中继谐振器，改善能量传输，提高效率。专利CN201610本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于电流变液超材料的体内植入器件无线电能传输系统，其特征在于：所述的无线电能传输系统包括发射模块(1)、接收模块(2)、电流变液超材料模块(3)和直流电源(4)；电流变液超材料模块(3)位于发射模块(1)和接收模块(2)之间；电流变液超材料模块(3)将发射模块(1)产生的磁场放大聚焦之后耦合到接收模块(2)；直流电源(4)和电流变液超材料模块(3)连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于电流变液超材料的体内植入器件无线电能传输系统，其特征在于：所述的无线电能传输系统包括发射模块(1)、接收模块(2)、电流变液超材料模块(3)和直流电源(4)；电流变液超材料模块(3)位于发射模块(1)和接收模块(2)之间；电流变液超材料模块(3)将发射模块(1)产生的磁场放大聚焦之后耦合到接收模块(2)；直流电源(4)和电流变液超材料模块(3)连接。


2.如权利要求1所述的无线电能传输系统，其特征在于：所述的发射模块(1)包括高频电源(1-1)、发射谐振匹配电路(1-2)和发射谐振线圈(1-3)，用于高频电磁能量的发射；发射谐振线圈(1-3)的共振频率等于系统工作频率；高频电源(1-1)输出MHz高频信号；高频电源(1-1)的输出端与发射谐振匹配电路(1-2)的输入端连接；发射匹配电路(1-2)用于调节发射谐振线圈(1-3)的谐振频率；发射匹配电路(1-2)的输出端和发射谐振线圈(1-3)的输入端相连；发射谐振线圈(1-3)的正弦交变电流在周围空间激发电磁场。


3.如权利要求1所述的无线电能传输系统，其特征在于：所述的接收模块(2)用于高频电磁能量的接收，包括接收谐振线圈(2-1)、接收谐振匹配电路(2-2)、整流滤波电路(2-3)和电池能量管理电路(2-4)；接收谐振线圈(2-1)的共振频率等于系统工作频率；接收谐振线圈(2-1)接收空间电磁场；接收谐振线圈(2-1)的输出端和接收谐振匹配电路(2-2)的输入端相连接；接收谐振匹配电路(2-2)用于调节接收谐振线圈(2-1)的谐振频率；接收谐振匹配电路(2-2)的输出端和整流滤波电路(2-3)的输入端相连接；整流滤波电路(2-3)用于将高频交变能量转化成直流；整流滤波电路(2-3)的输出端和电池管理电路(2-4)的输入端相连接；电池管理电路(2-4)用于直流电能调理和电池充电管理。


4.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：张超，刘国强，李艳红，宋佳祥，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11