阳天亮 赵春宇 陈大跃

（上海交通大学电子信息与电气工程学院，上海 200240）

引言

植入式人工器官能模拟被替代人体自然器官的一种或几种维持生命所必需的功能，虽尚不具备原生器官的一切天赋功用和生命现象，但它拓宽医治疾病的途径，挽救了不少垂危的生命［1］。这些人工器官往往需要通过持续供电来维持正常运作。经皮能量传输系统（transcutaneousenergy transmission system，TETS）能为植入式人工器官持续供电［2］，可以避免植入电池，而使患者不必承受因电池电能耗尽而更换新电池时的外科手术的痛苦；即使植入可充电电池也可采用TETS实现无线充电。由于应用于人体，TETS要求具有很高的传输效率，以减小因元件传导发热对人体组织造成损害的可能性；同时，高效率也能提高体外电池的使用时间，增加系统的便携性。

经皮能量传输系统一般采用理论效率为100％的D类放大器或E类放大器来驱动初级的发射线圈［5-6］。D类放大器采用两个交替导通与截止的晶体管开关，在高频时，两个晶体管开关可能存在同时导通或同时截止的现象，以致损耗增加，效率的提高受到一定的限制。E类放大器只采用了一个晶体管开关，避免了D类放大器的缺陷，可以达到更高的效率［7-8］。

基于E类放大器的TETS的损耗，主要表现在线圈间的磁场损耗和元件时的传导损耗。线圈间的磁场损耗通过加铁芯的方式，可以在一定的程度上减少磁场损耗，提高感应线圈的传输效率［10-12］。TETS的各个元件均存在寄生电阻，电流流过寄生电阻时产生传导损耗。……