[實用新型]小型化射頻能量收集電路及植入式醫療設備供電電路

有效

• 申請號: 201922108145.4
• 申請日: 2019-11-29
• 公開（公告）號: CN211132712U
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 杜衛;張新國;杜玉惠
• 申請（專利權）人: 常州瑞神安醫療器械有限公司
• 主分類號: A61N1/08
• 分類號: A61N1/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本申請涉及一種小型化射頻能量收集電路及植入式醫療設備供電電路，其中小型化射頻能量收集電路包括：射頻能量輸入模塊、匹配網絡模塊、整流電路模塊和負載輸出模塊。其中射頻能量輸入部分將環境中的射頻能量傳輸到后面電路；匹配網絡模塊將整體射頻能量收集電路的輸入阻抗匹配到某一特定值通常情況下，從而將射頻能量無反射的傳輸到后面電路；整流電路將高頻率的射頻能量轉化為直流能量，最終將直流能量傳輸給負載。本實施例的射頻能量收集電路，不僅具有小型化特點，還具有能量收集效率高的特點，擁有很好的工程應用價值。

技術領域

本申請屬于電路設計技術領域，尤其是涉及一種小型化射頻能量收集電路及植入式醫療設備供電電路。

背景技術

隨著無線通信技術，各式各樣的傳感器等電子設備不斷增加。在一些特殊地方，例如存在危險因素的特殊工作地點，如高空塔頂、地下礦井等，需要使用各種設備監測溫度、濕度、風力等指標，傳統的電力布線方施工難度較大，而使用電池供電的話，由于電池電量有限，需要不斷的更換維護電池，使用成本大大增加。環境中存在著諸多形式的能量，如太陽能、風能、振動能，這些能量因素受天氣環境影響較大，收集利用具有很大的局限性。而4G、5G時代大量分布的通信基站，使得環境中廣泛分布著射頻信號(頻率高于100MHz的無線信號)，射頻信號都具有一定的能量。這些能量不僅分布廣泛，而且受天氣變化的影響很小，因此，收集利用射頻能量給低功耗設備成為一種可行的供電方式。

射頻能量收集電路的設計需要考慮諸多因素，例如電路的尺寸大小、能量收集效率、輸出電壓、輸出功率等問題。針對射頻能量收集電路的研究設計，近年來許多專家學者提出了多種設計方案。文獻“Design and Safety Considerations of an ImplantableRectenna for Far-Field Wireless Power Transfer”公開了一種射頻能量收集電路，該電路的能量收集效率最高為44％，輸出電壓為0.7V，輸出能量功率僅為0.15mW，遠低于常見電子設備所需的供電功率，僅在理論上實現了射頻能量收集，實際應用價值有限。文獻“AnEnhanced Rectenna Using Differentially-Fed Rectififier for Wireless PowerTransmission”提出了一種改進型的射頻能量收集電路，最高能量收集效率達到73％，輸出功率73mW，但是該方案采用差分雙端口饋電，不僅使得電路尺寸增大到30mm*50mm**3mm，還對射頻能量接收天線提出額外的要求，天線也得是差分饋電形式，應用局限性較大。

綜上所述，現有的射頻能量收集都存在一定的局限性，與實際應用有一定差距。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是：為解決現有技術中的不足，本實用新型提出一種新型射頻能量收集電路，不僅具有小型化特點，還具有能量收集效率高的特點，擁有很好的工程應用價值。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種小型化射頻能量收集電路，包括：成型在電路板上依次電性連接的射頻能量輸入模塊、匹配網絡模塊、整流電路模塊和負載輸出模塊；

所述射頻能量輸入模塊為長方形微帶線；

所述匹配網絡模塊包括加載串聯微帶線支節和短路微帶線支節和并聯微帶線支節和耦合微帶線支節；

所述加載串聯微帶線支節為直接與射頻能量輸入模塊電性連接的長方形微帶線；

所述短路微帶線支節為與加載串聯微帶線支節和接地端連接的微帶線；

所述并聯微帶線支節為與加載串聯微帶線支節并聯連接的微帶線；

所述耦合微帶線支節為設置在所述加載串聯微帶線支節一旁的兩條平行放置、彼此靠近的微帶線，所述耦合微帶線支節與加載串聯微帶線支節、短路微帶線支節、并聯微帶線支節均不電性連接；