介绍无线能量传输系统的工作原理并详细介绍该系统的子系统,设计应用于体内微机电系统的无线能量传输系统的初级能量产生系统和次级能量接收系统,最后利用体内温度采集胶囊和体外的无线温度接收器,对系统进行测试与试验研究,试验结果表明该系统能够很好地为体内的微机电系统进行无线供能。

以改进体内微机电系统传输功率的稳定性为目的,设计了多维无线能量传输系统,包括耦合结构和外围的微型化印制电路板（PCB）。二维外围PCB将两块一维的PCB连接使用。通过对二维无线能量传输系统的测试,表明该系统能够较好地驱动胶囊内窥镜系统工作。对三维无线能量传输系统的外围PCB进行设计。分析无线能量微机电系统的布局优化和外壳结构设计方案。

首先介绍了胶囊微机电无线电能传输系统的原理和系统的基本构成,然后设计了以松耦合变压器为基础的无线电能供给系统,采用互相正交的二维线圈来接收能量并进行试验研究.结果表明：不管体内微机电系统处在何种位置和姿态,都可以有效接收能量,特别在初级绕组窗口宽度内,次级绕组接收能量可以高达110~240 mW.最后研制了胶囊微机电无线能量传输系统样机,可以成功驱动胶囊微机电系统工作,表明了该胶囊无线电能传输系统设计是可行的.

针对人体消化道内微小系统,提出了利用电磁耦合进行无线能量传输的方法.体外发射线圈围绕在腰间,产生交变磁场,体内微小接收线圈产生感应电压,两线圈耦合从而实现能量传输.基于线圈耦合电路模型,推导了弱耦合条件下能量传输效率公式和效率最大化条件.对比分析了两种电路结构,给出了提高能量传输效率的根本途径.实验验证了方案的可行性和能量传输效率公式的正确性.结果表明,200 mW功率能够可靠传输,效率达1.31%.

为了解决无线胶囊内窥镜电池供电不足的问题,研制了一种供能模块,在体外通过电磁感应方式为体内的胶囊内窥镜进行无线供能.针对胶囊内窥镜在人体内姿态的不确定以及微型化的特点和要求,设计、制作了合适的能量发射和接收装置,并通过实验对能量传输效果进行了验证.结果表明：当发射功率为18 W、在胶囊内窥镜姿态任意变化的情况下,无线供能模块能提供至少150mW的能量,且接收装置的空间尺寸仅φ10 mm×11 mm.在此基础上,研制出的胶囊内窥镜样机在离体实验中得到了清晰的猪小肠图像.

设计了基于电磁感应原理的体内无线能量传输系统，为体内内窥镜胶囊提供能量。首先，通过建立数学模型对三维无线能量接收线圈正交绕组的接收性能进行仿真，获得不同姿态下系统的耦合系数。结果表明：三维正交线圈在不同姿态下能有效地进行互补。然后，根据体内内窥镜胶囊尺寸要求，设计制造了微型接收绕组和整流稳压电路，并用此系统给自制的图像采集系统供能，且对实际传输的电压和电流进行测量。实验结果表明：该三维接收系统的能量传输效率和稳定性能够满足实际需要。

首先介绍了基于谐振磁耦合的心脏起搏器无线能量传输系统工作原理和电路补偿结构，然后建立了系统数学模型，推导了输出功率和耦合效率的数学公式，研制了心脏起搏器的谐振无线能量传输系统，包括选用集成电路芯片XKT-412与XKT-3168设计系统初级发射电路、次级接收电路，绕制初次级线圈，对补偿电容进行选型并进行负载匹配等。最后通过试验找出了系统最佳工作条件，实验结果显示当输入电压5V，传输距离10mm时，负载端电压为5．05V，输出功率0．543W，系统耦合效率可达43．41％，表明该设计是可行和有效的。