基于MEMS柔性立体谐振子的无线能量传输系统

发布时间：2017-11-25 21:26

  本文关键词：基于MEMS柔性立体谐振子的无线能量传输系统

  更多相关文章： 无线能量传输系统 传输效率 磁谐振 理论模型 立体双电感 MEMS

【摘要】：在过去十年中,可植入电子器件广泛应用于健康,医疗和消费电子产品中,对人们的生活产生了很大的影响。一些植入设备采用可再充电电池供电,尽管有大量的电池充电技术被开发出来,但是由于电池电荷存储能力和电池的再充电循环次数的限制使得这些设备难以广泛应用。此外,由于需要大的切口植入,使得它们难以通过微创手术或内窥镜手术来植入。磁谐振式无线能量传输系统在能量传输效率与相对位置参数方面显示出比电感耦合式系统更大的优势。磁谐振式系统可实现近全方位的高效能量传输,具有干扰性强、低损耗且不受周围环境因素影响的特点。磁谐振式无线能量传输系统被认为是为植入式电子器件供给能量最好的方式。本文提出了立体柔性双电感交叠结构的MEMS线圈,并建立了立体线圈的有效电感、有效交流电阻和品质因数的理论模型。基于理论模型,通过MATLAB仿真,分析了线圈的股数和匝数对线圈性能的影响。同时,通过是德科技公司的阻抗分析仪E4990A测试所设计的立体柔性线圈的有效电感、有效交流电阻和品质因数。通过理论仿真结果和测量结果的对比,证明了理论模型的正确性。最后,运用两个内径为6mm的相同设计参数的柔性立体双电感线圈搭建了无线能量传输系统。运用功率管来设计发射端的E类功率放大电路,输入端加入反相器驱动电路。采用分立元件搭建接收端的整流稳压电路,提供稳压输出。当负载为100Ω,谐振线圈距离为5mm,系统的工作频率为13.56MHz时,整个系统的最大传输效率为21.24%。此时,输出端的电压为1.477V,等效为输出端的功率为21.82mW。
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM724

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本文编号：1227479