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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楼氏电子（苏州）有限公司获得BSI颁发的IATF 16949:2016质量管理体系认证，认证范围涵盖多层陶瓷电容器的设计和制造。证书有效期为2024年9月18日至2027年9月17日。此外，Knowles (UK) Ltd.和Knowles Distribution Sdn. Bhd.也获得相同认证，分别涉及产品设计、销售、供应商管理以及顾客服务、仓储、分配、物流、包装等领域。

KNOWLES - MULTILAYER CERAMIC CAPACITORS,多层陶瓷电容器

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