[實用新型]基于膠囊內窺鏡無線充電用的平面增強型磁諧振發射線圈

有效

• 申請號: 201720781644.8
• 申請日: 2017-06-30
• 公開（公告）號: CN207265741U
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 張浩;姚鴻
• 申請（專利權）人: 揚州芯智瑞電子科技有限公司
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司32102
• 代理人: 陳棟智

技術領域

本實用新型涉及一種膠囊內窺鏡，特別涉及一種膠囊內窺鏡充電線圈。

背景技術

無線充電技術在生物醫療領域應用廣泛。在無痛腸胃檢測的膠囊內窺鏡，無線充電技術能夠解決傳統紐扣電池功率容量的局限性，能夠提供持續穩定的直流電壓，在保證膠囊內窺鏡在腸道內復雜的環境中正常穩定的工作具有重要作用，同時為有效的診斷提供保障。

在膠囊內窺鏡無線充電應用中，發射線圈作為系統關鍵部分有效地將驅動電路產生的交變電場轉化成交變磁場，進而耦合到膠囊內窺鏡三維接收線圈上，并且通過整流器和穩壓器產生持續穩定的直流功率輸出，提供膠囊內窺鏡穩定工作保障。通常基于膠囊內窺鏡無線充電應用的發射線圈主要包括兩種形式：(1)螺線管線圈；(2)亥姆霍茲線圈。螺線管線圈如圖1所示，電路結構簡單，易于設計和加工實現。但其主要缺點是驅動電路產生的電場通過螺線管線圈后的磁場在膠囊內窺鏡工作區域空間分布不均勻，因此接收電路產生的直流功率隨著空間位置不同而產生輸出功率不穩定特點，不能夠保證膠囊內窺鏡的持續有效工作；不僅如此，這種輸出功率不穩定性特點增加了在發射線圈下人體組織或者皮膚的受損害風險，尤其是隨著線圈中激勵電流的持續增加，人體組織或者皮膚的損害風險也在持續增加。基于螺線管產生的磁場強度空間分布不均勻的缺點，亥姆霍茲線圈通過導線將單一螺線管線圈分開如圖2所示，實現兩個線圈同時產生磁場并且在同一方向進行疊加，從而解決了螺線管線圈存在的問題，實現了膠囊內窺鏡工作區域內均勻的磁場強度，降低了人體組織或者皮膚受到傷害的風險。但是亥姆霍茲等效的兩個發射線圈產生的磁場存在一定的相位差，在磁場強度疊加的過程中，部分磁場能量損耗，對膠囊內窺鏡無線充電系統的效率最大化有著很大的影響。亥姆霍茲線圈應用中，為了提高磁感應強度，一般通過增加線圈匝數，但是增加匝數意味著線圈的電感增大，對于相同的驅動電流而言，需要更大的驅動電壓，加大驅動電路設計難度。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種基于膠囊內窺鏡無線充電用的平面增強型磁諧振發射線圈，一方面提高膠囊內窺鏡工作的諧振腔內部磁場強度和磁場均勻性，降低了人體組織或者皮膚受到傷害的風險并且有效保證膠囊內窺鏡長時間正常穩定工作的可能性；另一方面，通過磁諧振的能量傳輸方式有效降低發射線圈的驅動電壓，進而降低驅動電路的設計難度。

本實用新型的目的是這樣實現的：一種基于膠囊內窺鏡無線充電用的平面增強型磁諧振發射線圈，包括連接在驅動電路輸入端的電源，所述驅動電路的輸出端連接有驅動線圈Lt₀，驅動電路與驅動線圈之間連接有驅動諧振電容Ct₀，驅動線圈Lt₀繞設成平面螺旋狀固定在第一磁片上，驅動線圈Lt₀一旁對應設置有諧振裝置，所述諧振裝置包將諧振線圈Lt₁兩端串聯成回路的第一諧振電容Ct₁，所述諧振線圈Lt₁繞設成平面螺旋狀固定在第二磁片上，所述驅動線圈Lt₀與諧振線圈Lt₁相向布置。

作為本實用新型的進一步限定，所述諧振線圈Lt₁與驅動線圈Lt₀規格以及繞線方向相同且采用緊湊螺旋線結構；所述諧振電容Ct₁與驅動諧振電容 Ct₀規格相同，第一磁片與第二磁片規格相同。

作為本實用新型的進一步限定，所述諧振線圈Lt₁與驅動線圈Lt₀之間平行布置。

作為本實用新型的進一步限定，所述諧振線圈Lt₁與驅動線圈Lt₀的距離 D滿足：D＝R，其中，R是驅動線圈Lt₀半徑。

作為本實用新型的進一步限定，所述第一磁片和第二磁片均選用具有高磁導率的鐵氧體軟磁片。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果在于，本實用新型通過在發射電路的驅動線圈相對人體引入同驅動線圈相同規格的諧振線圈，通過磁諧振原理和具有高磁導率的鐵氧體軟磁片束縛發射線圈產生的磁感線，一方面有效提高膠囊內窺鏡工作的諧振腔內部磁場強度和磁場均勻性，降低了人體組織或者皮膚受到傷害的風險并且有效保證膠囊內窺鏡長時間正常穩定工作的可能性；另一方面，通過磁諧振的能量傳輸方式有效降低發射線圈的驅動電壓，進而降低驅動電路的設計難度；同時，本實用新型結構簡單，電路易于設計和加工實現。本實用新型可用于膠囊內窺鏡中。

附圖說明