无线电力传输--植入式医疗设备供电系统

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近场无线充电（Near-Field）

原理：基于电磁感应（Inductive Coupling, IC）或电容耦合（Capacitive Coupling, CC）。

特点：

电磁感应（IC）：通过发射（TX）和接收（RX）线圈的磁场耦合传输能量，效率高（典型0.1%-10%），但随距离指数衰减（适合<5 cm）。

电容耦合（CC）：利用电场耦合，需导体板对齐，效率可达35%（如柔性贴片在130 MHz下传输90 mW），但接收面积大（>400 mm2），适合皮下植入。

中场无线充电（Midfield）

原理：结合近场感应和远场辐射，通过干涉板聚焦能量（1-2 GHz频段）。

特点：

适合深部植入（如心脏或脑部，深度4-5 cm），效率较低（0.04%-0.056%）。

远场无线充电（Far-Field）

原理：利用射频波（如2.4 GHz）的平面波传播，通过Friis公式计算接收功率：

传输距离长（>20 cm），但效率极低（0.005%）。

超声波无线充电（Ultrasound）

原理：压电换能器（PZT）将声波转换为电能。

特点：

穿透深度大（10 cm），效率较高（0.02%-0.04%），且FDA允许更高功率。

光波无线充电（Optical Waves）

原理：近红外光通过光伏电池转换为电能。

特点：

高效率（16.3%），但仅适合浅层植入（<3 mm）。

磁电效应充电（Magnetoelectric, ME）

原理：磁致伸缩材料与压电材料结合，将磁场转为电能。

特点：

低组织吸收，适合深部植入，但效率低（0.008%）。