汤 伟，杨瑞霞，郭志涛，顾军华

(河北工业大学，天津 300401）

一种高Q值的谐振式无线能量传输技术的应用

汤 伟，杨瑞霞，郭志涛，顾军华

(河北工业大学，天津 300401）

针对经皮无线供电系统中松耦合的电磁感应供电方式存在的能量传输距离近，传输效率低的问题，分析了一种基于高Q值的谐振式能量传输方式。首先分析了谐振式能量传输的理论模型以及Q值在能量传输效率中的作用;其次对基本经皮感应电路进行改进，通过在驱动和负载之间增加一对谐振线圈，减小信号源内阻以及负载对Q值的影响;最后搭建实验测试装置进行对比实验，采用增加谐振线圈的方式提高了系统Q值，相同传输距离时能量传输效率提高了4倍，传输距离也有了明显改善，证明了该方法的有效性。

高Q值;经皮无线供电;磁耦合;谐振

1 引言

植入式电子装置是一种埋置在生物体或人体内的电子设备，实现在生命体自然状态下体内的直接测量和控制功能，也可用来代替、补充人体器官的功能等。目前经皮能量传输都采用无接触点方式，基本都是基于电磁感应方式进行能量传输［1-2］。

但是采用电磁感应式的无线传输存在效率低，距离近的问题。原因主要有以下两个方面:①基于电磁感应的能量传输效率对距离要求较高，目前电磁感应方式应用中，只有当距离接近零时效率才能达到80%，发送线圈和接收线圈远离时，能量传输效率急剧下降;②能量传输系统的传输线圈和负载线圈的Q值比较低，系统能量效率损耗大，导致系统的能量传递效率不高［3-4］。……