楼氏洞察｜植入式医疗设备中的共振无线电力传输

时间： 2024-03-13 来源：Knowles楼氏电容公众号

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随着心血管疾病、骨科疾病和其他慢性疾病发病率的上升，以及需要护理的患者人数的增加，对植入式医疗设备的需求不断增加。

如今，许多植入式医疗设备都受到主电池寿命的限制。电池的电量是有限的，更换电池会给患者带来不便、昂贵和痛苦。出于安全考虑，包括增加感染和疾病风险，有线电源并不是合适的替代品。心脏起搏器、神经刺激器、耳蜗植入、视网膜植入和给药系统等设备都能从安全、有效的无线充电方式中获益。

共振式无线功率传输的兴起

谐振式无线电力传输（RWPT）的日益普及是医疗植入设备领域三大趋势的综合体现：

小型化：植入式医疗设备不断缩小，高效的无线充电对于在不增加设备体积的情况下保持功能至关重要。

更严格的能效规范：随着越来越多的设备需要稳定的电源，人们越来越希望优化充电系统，以减少能量损耗，提高整体系统效率。

高标准的安全性和可靠性：要使植入式设备更安全，就必须在电力输送方面实现技术进步。

RWPT以效率高、传输距离远、损耗小而著称。在植入式设备中，RWPT可省去电线，延长设备寿命，降低感染风险。

谐振式无线电力传输系统

RWPT系统旨在利用发射线圈和接收线圈之间的振荡磁场来无线传输电力。就组件而言，发射器由电池、逆变器、直流-直流转换器和发射线圈组成，位于人体外部。接收器包括RX线圈、整流器、直流-直流转换器和负载，位于人体内部。

当接收到射频信号时，它们会被转换成可用的直流电（DC），这些直流电可被储存或用于为植入式设备供电。发射器和接收器调谐到相同的频率，以最大限度地实现能量转移。这种技术本质上是一种共振技术，可以最大限度地减少能量传输过程中的损耗，确保植入式设备获得足够的能量。

从本质上讲，RWPT适合紧凑型设计和高效的接收线圈，因为接收线圈和相关电子元件都集成在设备本身中。即使发射线圈和接收线圈不完全对齐或距离较远，也能确保能量传输。

电容器：RWPT系统的核心

电容器在保持系统谐振和效率方面发挥着至关重要的作用。谐振电容器与RX线圈一起用于谐振槽电路，以微调谐振频率。此外，旁路电容器和去耦电容器可滤除噪音，平滑电压波动，从而稳定电压供应。其他各种电容器也具有滤波功能，以保持信号平稳。

陶瓷电容器具有以下优点，因此能够很好地发挥这些作用：

体积小

高电容值

低等效串联电阻（ESR）

宽额定电压

快速充放电

温度稳定性

高介电强度

楼氏电容（KPD）在为国防和军事应用测试和筛选军用级可靠性规范（MIL-SPECS）方面有着悠久的历史，公司对医疗应用（包括植入式医疗设备）也同样严格。围绕植入式医疗设备的持续创新要求楼氏电容（KPD）致力于无线充电领域的创新，而公司致力于提供高质量的元件，作为您设计的基础。

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多层片式陶瓷电容单层片式陶瓷电容 MLCC 高温MLCC 高Q MLCC 高压MLCC 安规电容车规电容 EMI 滤波器微调器微调电容 SLC电容功率电阻无磁器件

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型号- E40BU151Z1PX4,UL SERIES,L128XH4S,J30XXBA012LX4,F15NR0R1M1PX3,P_2CF0R3B5ST,P21BN300MA3976,S20CG250DZNX,C06BL851X-1UN-X0T,G10BU100K5PX10,P21BN300MA04678,NA SERIES,F25NR0R4M1PX3,P_2NR3R0K5ST,P21BN300MA04282,P_2CF0R5B5ST,B056RC4S,C17CF620J-7UN-X0T,D10XXKITA1EX,P62BN820MA02636,D10XXKITA5PX,D10CF0R1B5PX,F20CG0R1M1PX3,B096QC2S,D10BN100K1EX,G20XXKITAPX10,F35CF0R1M1PX3,P21300MA4678,B033ND5S,D15XXKITA5PX,L065XG9S,F25CG0R2M1PX3,P_2BN820Z5ST,P_2CD0R7B5ST,L254XF3S,L095XG9S,C08BL242X-5UN-X0T,D20XXKITA5PX,P21300MA4282,F15CGR08M5PX3,P42BN820MA03152,B28BLSBN01,P21BN300MA04572,L204XF4S,C04BL121X-5UN-X0T,C18BL103X-4GN-XOT,D15XXKITA1EX,F25CFR08M5PX3,PDW05758,D30XXKITA1EX,F20NR0R2M1PX3,P21BN300MA04733,B028RF2S,J30BLBA032LX1,G10XXKITAPX05,AH SERIES,J30XXBA002LX3,P42BN820MA04679,CF SERIES,P_2CG1R5C5ST,T30BV30X45PX,P21300MA4572,P_2CG1R0C5ST,L117XH4S,G15XXKITAPX08,D30XXKITA5PX,D20XXKITA1EX,F40NR0R5M1PX4,G25XXKITAPX10,D25XXKITA5PX,C17AH620J-7UA-X0T,D25XXKITA1EX,F35CG0R4M1PX3,P21BN300MA03976,P21300MA4733,C08BL102X-1UN-X0T,B28BTBFN01,L157XG3S,B148QF0S,C17UL620J-7UN-X0T

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X2Y技术是一项创新的、具有前瞻性的陶瓷电容器技术。楼氏电容（KPD）不仅是为数不多使用该技术开发元件的制造商之一，并且也有专业的工程师团队来提供专业的X2Y应用支持，帮助您进一步缩小设计的尺寸、重量和成本。

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【经验】解析多层陶瓷电容器的容值与电压的变化关系

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1808Y6K04P70DCT多层片式陶瓷电容器

描述- 本资料介绍了Knowles公司生产的1808Y6K04P70DCT型号的C0G/NP0多层陶瓷片式电容器。该电容器具有6000Vdc的额定电压、4.7pF的电容值和±0.50pF的公差，适用于多种应用场景。电容器采用FlexiCap™柔性端接，并可选珍贵金属电极材料，但可能增加成本。资料还提供了电容器的大小、电气规格、环境合规性、板布局、封装和焊接信息。

型号- 1808Y6K04P70DCT

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【经验】解析SLC和MLCC这两种电容器的应用

在电路设计初期，工程师们就需要决定是选用单层电容器(SLC）还是多层陶瓷电容器（MLCC）来满足应用需求。今天Knowles（楼氏）和你分享如下:总的来说，两者似乎有类似的功用，因为无论是SLC还是MLCC，它们都可作电路中的充储电、滤波或旁路之用。

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解析电子工业联盟（EIA）标准下的MLCC（多层陶瓷电容器）的尺寸沿革及发展趋势

EIA行业标准可视为技术领域的基础设施，其影响遍及整个电子行业。本文楼氏电容Knowles为您解析电子工业联盟（EIA）标准下的MLCC尺寸沿革及未来发展趋势。

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Knowles（楼氏电子）多层陶瓷电容器选型指南

描述- At Knowles Capacitors, they make Single Layer, Multilayer, High Reliability and Precision Variable Capacitors; EMI Filters; and Thin Film Devices.

型号- XX1206N472J101NX050HTM-HB,UL SERIES,085J2500101JHT,404027K00470GQB-AF9,E01,0603 H,E03,E07,1206Y0500224KXT---,0805B123K501LEAR,SV2220,1210Y1000103KXT---,C17CF620J-7UN-X0T,1206J1000103MXTH20,1210Y2000103KCT---,2220YA300563KSTS3X,CR1206N562K101NHT-4,1812Y1000334MXTE03,RG3640R124K102PX---T,2225B3K06P80GQBRW221,8111M1000102JC□□□□□,1812YA250103KJT,1206G224K250NX050HTM,2220B1K00104JETJ,8131T,1206Y1000103MXTE07,8151M,8171M,1808JA250102KJTSYX,8111M,120625000223JQT--,8111N,C17UL620J7UNX-0T,8131M,0603J0500471JBB_ _ _,1206W476K6R3NX080T,1808JA250102GJTS2X,0805 H SERIES,0805J2504P70BUT,1812Y5000474KJT,C17CF470J7WAX0B,C17CF620J7UN-X0T,0603 H SERIES,1812Y5000474KJTWS2,1206Y1000473KNT,1206HD272F101NGHT,MD0603N102J500NHT-BA,MD0603BW102K500NHT-BA,AH SERIES,MD SERIES,CF SERIES,0805 H,1808JA250102GJTSYS,2520E563K501LGWR,1206YA120103JXT,C17AH620J-7UA-X0T,8121T,RC3640R124K102PX---T,1206G500391JGTH25,8161M,1206RE331J501NHT,0805Y1000103KST---,1206Y1K00152KXTVC1,8121M,8165M,8121N,8141M,ST3640B474M101LJXW-5R,8111M1000102JC□□□□□□,1210Y1000103JDT_ _ _,SV2220BB476M101LJW-10R

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楼氏电容（KPD）的专业领域之一是研发用于医疗设备和植入式医疗器械的高可靠性电容器。在整个开发、制造过程中，医疗设备的质量和安全性具有严格的审查流程，以确保能在人体中长期置留。这种对细节的极致追求，体现在我们所生产的每一个相关元器件都满足MIL-PRF-55681和MIL-PRF-123等的规范要求。

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