[發明專利]具有充電電流自適應調節功能的經皮無線充電系統和方法

有效

• 申請號: 201710777040.0
• 申請日: 2017-09-01
• 公開（公告）號: CN107332320B
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: 李青峰;王偉明;馬伯志;薛林;李路明
• 申請（專利權）人: 清華大學;北京品馳醫療設備有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J50/10;H02J50/12;A61N1/39;A61N1/378
• 代理公司: 北京市振邦律師事務所 11389
• 代理人: 李朝輝

1.一種具有充電電流自適應調節功能的經皮無線充電系統，包括置于人體之外的體外充電器和置于人體之內的體內植入裝置，其特征在于，體外充電器包括充電發射線圈，體內植入裝置包括無線充電接收線圈，整流濾波電路、檢測控制單元、充電電流控制電阻和充電控制開關管；其中檢測控制單元檢測經過整流濾波電路的電壓，通過采樣濾波電壓與參考電壓的偏差值以控制充電電流控制電阻的阻值，根據該阻值控制充電控制開關管開關程度來控制充電電流的大小，進而控制濾波電壓在固定值。

2.根據權利要求1所述的無線充電系統，其特征在于，所述充電電流控制電阻是電阻網絡，所述檢測控制單元包括微控制器、電阻網絡控制單元，微控制器的檢測端用于檢測整流后電壓的幅值，并經過運算后向電阻網絡控制單元發送命令，電阻網絡控制單元根據所述命令在電阻網絡中選擇需要的電阻值。

3.根據權利要求2所述的無線充電系統，其特征在于，所述檢測控制單元還包括充電管理芯片，充電管理芯片根據該電阻網絡的電阻值控制充電控制開關管的開關程度，來控制充電電流的大小。

4.根據權利要求1所述的無線充電系統，其特征在于，所述整流濾波電路后方連接有濾波電容和穩壓電路。

5.根據權利要求1所述的無線充電系統，其特征在于，充電發射線圈發射固定頻率和功率的電磁場，體內根據充電接收線圈接收的能量大小，控制不同的充電電流。

6.根據權利要求1所述的無線充電系統，其特征在于，所述充電接收線圈為空心線圈或內含高磁導率磁芯的線圈或其表面涂覆有高磁導率磁性薄膜的線圈。

7.根據權利要求1所述的無線充電系統，其特征在于，所述充電接收線圈與諧振電容并聯或者串聯組成并聯或串聯諧振電路。

8.一種具有充電電流自適應調節功能的經皮無線充電方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：體外充電器與體內植入裝置建立通信，轉到S2；

S2：體外充電器充電發射線圈發射固定頻率和功率的電磁場，體內植入裝置通過充電接收線圈接收能量，經過整流濾波電路得到濾波電壓，通過采樣濾波電壓與參考電壓的偏差值以控制充電電流控制電阻的阻值，根據該阻值控制充電控制開關管開關程度來控制充電電流的大小，進而控制濾波電壓在固定值；

S3：向體外充電器發送充滿電信號，關閉體內植入裝置并轉到步驟S4；

S4：體外充電器關閉。

9.根據權利要求8所述的經皮無線充電方法，其特征在于，在步驟S1之前，有S0步驟：體外充電器和體內植入裝置均初始化。

10.根據權利要求8所述的經皮無線充電方法，其特征在于，步驟S2進一步包括以下步驟：

S21：判斷是否檢測到支持型號的植入裝置，若檢測到支持的型號，則轉到步驟S22，否則失敗次數加1；若失敗次數未大于一定值則轉到步驟S1，否則轉到步驟S4；

S22：充電發射線圈發射能量，功率固定為P，轉到步驟S23；

S23：采樣濾波電壓，轉到步驟S24；

S24：根據采樣濾波電壓調整充電電流控制電阻的電阻值，來控制充電電流，轉到步驟S25；

S25:判斷體內植入裝置是否充滿電，若充滿電則轉到步驟S3，否則轉到步驟S22。