一种基于互感扰动的无线充电系统接收线圈定位方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于互感扰动的无线充电系统接收线圈定位方法，首先搭建含有中继线圈的三线圈无线充电系统等效电路模型，计算出各回路电流的表达式；之后建立在任意空间位置下平面螺旋线圈之间的互感关系式；然后改变中继线圈的位置并测量对应位置下发射和中继线圈的电流值，重复三次；最后根据发射和中继线圈的电流值，计算出接收线圈和中继线圈之间的距离，根据三点定位的原理确定接收线圈的位置。本发明专利技术无需对接收线圈的电参数进行测量(减小了接收线圈的体积)，仅需要测量发射和中继线圈的电流，就可以实现接收线圈的二维定位，同时可以进行电能的无线传输。

【技术实现步骤摘要】
一种基于互感扰动的无线充电系统接收线圈定位方法
本专利技术涉及无线电能传输技术，特别涉及一种基于互感扰动的无线充电系统接收线圈定位方法。
技术介绍
近年来，随着微机电系统技术、微电子技术和新材料技术的发展，出现了各类胶囊式无创诊查系统,如胶囊内窥镜、胃肠压力、pH值检测胶囊、胃肠温度记录胶囊等。为植入式电子设备提供安全便捷、高效可靠的电能供给以及植入设备的定位与追踪是目前植入式医疗系统急需解决的关键问题。受人体组织的影响，传统的定位技术如射频定位技术定位精度比较低，而诸如X射线之类的基于图像的定位技术不能够进行实时的定位且价格昂贵，长期使用会对人体造成伤害。由于人体是非导磁体，人体组织的磁导率和真空磁导率非常接近，因此基于磁偶极子模型的磁定位技术比较适合植入设备的定位。但是磁偶极子模型要求线圈之间的距离远大于线圈半径，因此在定位的同时无法进行电能的传输，而且需要在植入设备中加入额外的电压检测装置，这无疑增大了其体积。在这种情况下，本专利技术公开了一种基于互感扰动的无线充电系统接收线圈定位方法，其无需测量体内接收线圈的电参数，仅需要测量体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于互感扰动的无线充电系统接收线圈定位方法，其特征在于，在发射线圈和接收线圈之间加入中继线圈，构成三线圈系统，通过改变中继线圈的位置，测量对应中继线圈位置下发射和中继线圈的电流值，实现接收线圈的二维定位。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于互感扰动的无线充电系统接收线圈定位方法，其特征在于，在发射线圈和接收线圈之间加入中继线圈，构成三线圈系统，通过改变中继线圈的位置，测量对应中继线圈位置下发射和中继线圈的电流值，实现接收线圈的二维定位。


2.根据权利要求1所述的无线充电系统接收线圈定位的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、搭建三线圈无线充电系统等效电路模型，计算出各回路电流的表达式；
步骤2、建立任意空间位置下平面螺旋线圈之间的互感关系式；
步骤3、改变中继线圈的位置并测量对应位置下发射和中继线圈的电流值，重复三次；
步骤4、根据发射和中继线圈的电流值，计算出接收线圈与中继线圈之间的水平距离，根据三点定位的原理确定接收线圈的位置。


3.根据权利要求2所述的无线充电系统接收线圈定位的方法，其特征在于，步骤1中，搭建三线圈无线充电系统等效电路模型，计算出各回路电流表达式，具体为：
根据三线圈无线充电系统等效电路模型，对发射、中继和接收回路分别列写KVL方程：



当系统处于谐振状态时，根据式(1)可以解得发射、中继和接收回路的电流，如式(2)所示：



式中，表示发射线圈的输入电压，ω表示系统工作角频率，M12、M23和M13分别表示发射线圈和中继线圈、中继线圈和接收线圈、发射线圈和接收线圈之间的互感，和分别表示发射、中继和接收回路的电流，Z1、Z2和Z3分别表示发射回路、中继回路和接收回路的等效阻抗，R1、R2和R3分别表示发射线圈、中继线圈和接收线圈的等效内阻，RL表示负载；
平面螺旋线圈的等效欧姆电阻Ro由式(3)计算得到：


<...

【专利技术属性】
技术研发人员：闻枫，楚晓虎，李强，李睿，刘力，荆凡胜，成星辰，韩晨，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32