CN102832722A - 植入式自适应无线电源传输方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开植入式自适应无线电源传输方法及系统，所述系统包括体外无线电源发射单元及体内无线电源接收与恢复单元。所述传输方法中，体外无线电源发射单元发射的能量通过无线电磁耦合方式传递到体内；体内的无线电源接收与恢复单元将无线电能恢复为直流电源；直流电源的波动变化量通过PWM误差采样与LSK调制技术无线反馈到体外无线电源发射单元，并通过体外LSK解调与嵌入的MCU数字控制技术实现根据植入体内设备对所需电量的变化进行体外无线电源发射功率的自适应调节。本发明避免由于无线电源传输距离的变化导致的体外对植入体内设备供电的不足与过量问题，提高了供电的可靠性及安全性，更加适合于生物医用植入式设备的无线供电。

Description

植入式自适应无线电源传输方法及系统

技术领域

本发明涉及涉及无线通信、射频电子电路、无线能量传感、自动控制以及植入式生物医用电子学等交叉领域，具体涉及一种基于PWM（脉宽调制）误差采样与LSK（负载键控）调制无线反馈机制的植入式自适应无线电源传输方法及系统。

背景技术

近年来随着科技发展，电子信息技术、自动控化技术与生物、医学等领域的融合日渐深入，以生物医用为目的的植入式生物医用电子学已成为一个新兴的热点领域，植入式生物医用电子设备在生物电子和医学诊断等方面的研究扮演着越来越来重要的角色。植入式生物医学电子技术可以使医生对人体的脑电波、神经信号等生物体的电生理活动进行实时准确的监测，在保证医生可以对病人进行准确、可靠治疗的同时，促进如人脑控制假肢、修复脊椎恢复肢体运动、癌变肿瘤监测治疗、人工视网膜修复、人工耳蜗等生物医学前沿技术领域的发展，为提高人类对生物体及自身的认识，提高人类健康水平及促进全球生态和谐发展与共存起到了重要作用。

植入式电子设备都面临如何高效、稳定地供电这个关键问题。传统的办法是在植入式设备中内置电池或者采用有线供电的技术手段。采用内置电池方式会使植入式设备无法获得长时间的使用寿命，而且在植入式设备体积、电池的化学污染、生物排异等方面也存在问题；采用有线供电方式会导致生物体的检测创口因长期保持开放而易受细菌感染，而且无法对生物体在无束缚、无麻醉的日常条件下的生物电信号进行监测与研究。如果采用无线供电方式，则可以解决上述技术手段存在的不足，它能够透过皮肤将能量源源不断地供应给体内的植入式电子设备。因此，业界迫切需要一种安全、可靠的无线供电技术，保证与促进神经科学、智能假肢、脊椎修复等生物医学方面的前沿领域向更广泛、深入的方向发展。

目前，关于无线电源的传输问题国内外均处于起步研究阶段，其传输可分为三种基本方式，一种是基于传统电磁波理论，直接将射频电波通过天线及匹配网络整流转化为电能，该方式在无线供电功率方面存在不足，难以用于需要mW级电能供给的植入式系统中；另一种是利用电磁场共振的方式，虽然此方式在无线传输距离上具有优势，但至少需要4个大体积的电磁谐振线圈，因此由于体积上的限制，该方法目前还难以用于植入式生物医用领域；最后一种是采用得较多的感应耦合方案（ICPT），利用电磁感应原理在近距离的耦合线圈之间进行能量传输，这种方案可以传输数毫瓦至几十毫瓦的能量，但是发送距离需要进一步提高。

纵观上述三种无线电源传输方式，均存在植入体内设备接收的能量会随着无线传输距离的变化而变化问题。若接收的能量不足，会使体内植入式电子设备无法工作。对此目前的解决办法是，在体外无线电源发射端辐射出足够冗余的无线电能以保证体内设备工作所需，但这样作极可能导致体内设备接收的电能过剩，使体内设备以过度热耗散的形式让生物体组织感到不适，甚至造成生物体组织损坏。

本专利申请主要针对如脑电、神经及生物电行为信号的无线采集与监控、智能假肢、脊椎修复、膀胱刺激等生物医用植入式电子设备的无线供电需求，采用一种新的技术手段，实现无线供电功率的自适应调节功能，保证生物医用植入式设备安全、可靠地工作，并与生物体和谐共存，推动我国尖端生物医疗电子方面自主知识产权的发展。

发明内容

本发明的目的克服现有技术存在的上述不足，提供一种基于PWM（脉宽调制）误差采样与LSK（负载键控）调制无线反馈机制的植入式自适应无线电源传输方法及系统，以便安全、可靠地满足生物医用植入式电子设备及系统所需的无线供电需求，具体技术方案如下。

植入式自适应无线电源传输方法，该方法基于PWM误差采样与LSK调制，通过一个体外无线电源发射单元及一个体内的无线电源接收与恢复单元实现，体外无线电源发射单元发射的能量通过无线电磁耦合方式传递到体内；体内的无线电源接收与恢复单元将无线电能恢复为直流电源，为体内其他植入设备供电；由传输距离变化及负载变化引起的直流电源的波动变化量通过PWM误差采样与LSK调制技术无线反馈到体外无线电源发射单元，并通过体外LSK解调与嵌入的MCU数字控制技术实现根据植入体内设备对所需电量的变化进行体外无线电源发射功率的自适应调节。

实现所述传输方法的植入式自适应无线电源传输系统，包括体外无线电源发射单元及体内无线电源接收与恢复单元；所述体外无线电源发射单元包括本振源、数控增益功率放大器、体外无线感应双向匹配线圈、LSK解调电路和嵌入式MCU单元；所述本振源的输出连接至所述数控功率放大器的一个输入端，所述数控功率放大器的输出端连接至所述体外无线感应双向匹配线圈的输入端，所述体外无线感应双向匹配线圈根据所述数控功率放大器的功率向自由空间发射无线电能；所述体外无线感应双向匹配线圈的采样端口感应到体内通过PWM误差采样与LSK调制并无线反馈至体外的反馈信号，然后输入至所述LSK解调电路，所述LSK解调电路的输出端连接到所述嵌入式MCU单元，所述嵌入式MCU单元完成PWM解调与编码，嵌入式MCU单元的输出接所述数控增益功率放大器的另一个输入端，对所述数控增益功率放大器的输出功率进行数字控制。

进一步的，所述体内无线电源接收与恢复单元包括体内无线感应双向匹配线圈、全波整流电路、线性稳压电路、PWM误差采样电路和LSK调制电路；所述体外无线电源发射单元发射的无线电能通过所述体内双向匹配线圈接收后，输入至所述全波整流电路，所述全波整流电路的输出端连接至所述线性稳压电路，所述线性稳压电路输出植入体内设备所需的直流电源信号，所述全波整流电路的输出端同时连接至所述PWM误差采样电路的输入端，所述PWM误差采样电路的输出端连接至所述LSK调制电路的输入端，最终所述LSK调制电路输出的反应所述全波整流电路输出变化量的信号通过所述体内双向匹配线圈无线反馈到所述体外无线电源发射单元。

进一步的，所述体外无线感应双向匹配线圈与体内无线感应双向匹配线圈中还包括相应的匹配谐振网络；所述体外无线感应双向匹配线圈向所述体内无线感应双向匹配线圈辐射无线电能，并同时接收所述体内无线感应匹配线圈无线反馈辐射的LSK调制信号。

进一步的，所述的数控增益功率放大器包括数控开关电源、功率放大电路和串联谐振回路，所述数控开关电源为所述功率放大电路提供可控的直流电源电压，通过调节所述数控开关电源输出的直流电压，实现对所述功率放大器输出无线电能信号功率的控制，所述功率放大器采用D类功放结构工作于开关状态，其输出端连接到具有阻抗变换与匹配功能的所述串联谐振回路。

进一步的，所述LSK解调电路的输入端连接到所述体外无线感应双向匹配线圈的采样端口，体内无线感应匹配线圈无线反馈辐射的LSK调制信号进行解调，并通过模拟信号放大、滤波、数字判决处理后产生与所述PWM误差采样电路的输出相对应的PWM误差采样数字信号。

进一步的，所述的嵌入式MCU单元对数字信号占空比计数测量，实现对所述PWM误差采样数字信号的解调，并对解调后的信号进行数字编码，从而调控所述数控增益功率放大器的输出功率，最终使所述的无线电源传输系统具有高效、高精度的无线电能辐射功率自适应调控功能。

进一步的，所述PWM误差采样电路，先将所述全波整流电路输出信号与预设基准电平进行比对与误差采样，随后通过与三角波的比较判决实现PWM调制；所述PWM误差采样电路输出的信号为数字信号，其占空比跟随所述全波整流电路输出信号误差量的变化而变化。

进一步的，所述的LSK调制电路受所述PWM误差采样电路输出的数字信号控制，其包括串联的一个电容和一个MOS开关，串联后两端连接至所述体内无线感应双向匹配线圈上，所述MOS开关受PWM误差采样电路输出的数字信号高、低电平控制，控制所述电容是否连接至所述体内无线感应双向匹配线圈上，从而改变所述体内无线感应双向匹配线圈的谐振频率，实现对所述PWM误差采样电路输出数字信号的LSK调制。

上述的植入式自适应无线电源传输系统中，当所述全波整流电路的输出电压高于预设基准电平时，通过所述的PWM误差采样电路、LSK调制电路、体内无线感应双向匹配线圈、体外无线感应双向匹配线圈、嵌入式MCU单元构成系统无线反馈机制，控制所述数控增益功率放大器减小输出无线电能信号的辐射功率，从而使所述全波整流电路输出的电压降低至预设基准电平值；若所述全波整流电路的输出电压低于预设基准电平时，通过上述系统无线反馈机制则会使所述数控增益功率放大器增大输出无线电能信号的辐射功率，从而使所述全波整流电路输出的电压升高至预设基准电平，最终解决由于无线电源传输距离的变化导致的体外对植入体内设备供电的不足与过量问题。

本发明提供的基于PWM误差采样与LSK调制的植入式自适应无线电源传输方法及系统由体外的无线电源发射部分及体内的无线电源接收与恢复单元组成。系统利用PWM误差采样获得植入体内设备对所需电源能量的变化情况，通过LSK调制及无线反馈的方式对体外发射部分的无线电源发射功率进行自适应调节。

体外本振源产生振荡信号，通过数控增益功率放大器进行功率放大，驱动体外无线感应双向匹配线圈向自由空间发射无线电能；体内双向匹配线圈接收体外发射的无线电能信号，通过全波整流电路及线性稳压电路变成稳定的直流电源，供植入生物体内的电子设备使用；体内全波整流电路的输出端同时连接至所述PWM误差采样电路的输入端，当体内负载或线圈传输距离发生变化时，全波整流电路的输出电平信号会发生变化，PWM误差采样电路将全波整流电路输出的电平信号与预设的基准电平进行比对并产生一个误差量信号，通过LSK调制电路调节体内无线感应双向匹配线圈的谐振频率，体外无线感应双向匹配线圈感应到此谐振频率的改变，通过LSK解调电路输出到嵌入式MCU单元，由嵌入式MCU单元完成PWM解调与编码，并对数控增益功率放大器的输出功率进行准确的数字控制，完成发射功率的自适应调节。

若因无线电源传输距离等因素发生变化时，PWM误差采样电路将输出反应全波整流电路输出的电平信号与预设的基准电平偏移量的PWM调制信号并连接到MOS开关的栅极。MOS开关根据PWM调制信号的高低电平变化情况进行通断操作，控制LSK调制电容是否接入体内匹配线圈，使体内匹配线圈的谐振频率发生变化，对无线电能的吸收效率也相应发生变化，导致体内匹配线圈两端电压的幅度随PWM调制信号高低电平变化而变化，完成LSK调制。随后，通过体内、体外无线感应双向匹配线圈之间的电磁耦合互感，实现将体内LSK调制后的PWM误差采样信号无线反馈到体外无线电源发射单元。

本发明提供的无线电源传输系统，如选用的载波为ISM频段的13.56MHz正弦波，PWM误差采样频率为100KHz，在直线距离8cm情况下，可提供100mW的无线电能供给。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：由于本发明采用PWM技术实现对植入体内无线电源接收与恢复单元输出电压的误差采样，从而降低了植入体内电路的复杂度；通过LSK调制技术与无线反馈机制，使体外无线供电功率能根据植入体内设备对电能的需求量而进行自适应调节，避免了由于无线电源传输距离等因素的变化导致的体外对植入体内设备供电的不足与过量，及严重时造成生物体组织损坏等问题。因此，本发明具有较高的可靠性及安全性，适合于生物医用植入式设备的无线供电。另外，除无线感应双向匹配线圈外，系统可以用集成电路CMOS工艺实现，适合于SOC芯片集成，具有良好的应用价值。

附图说明

图1为基于PWM误差采样与LSK调制的植入式自适应无线电源传输方法及系统框图。

图2为图1中PWM误差采样电路的原理框图。

图3为图1中LSK调制电路简化示意图。

图4为图1中LSK调制及无线反馈环路波形示意图。

图5为图1无线电源传输系统的一个应用实例图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

参照图1，基于PWM（脉宽调制）误差采样与LSK（负载键控）调制的植入式自适应无线电源传输系统由生物体外无线电源发射单元及生物体内的无线电源接收与恢复单元组成。

生物体外的无线电源发射部分包括：本振源11、数控增益功率放大器12、体外无线感应双向匹配线圈13、LSK解调电路14、嵌入式MCU单元15。本振源11的输出连接至数控功率放大器12的一个输入端，数控功率放大器12的输出端连接至体外无线感应双向匹配线圈13的输入端，体外无线感应双向匹配线圈13的采样端口连接至LSK解调电路14的输入端，LSK解调电路14的输出端连接至嵌入式MCU单元15的输入端，嵌入式MCU单元15完成PWM解调与编码，并对数控增益功率放大器12的输出功率进行数字控制。

生物体内的无线电源接收与恢复单元包括：体内无线感应双向匹配线圈16、全波整流电路17、线性稳压电路18、PWM误差采样电路19、LSK调制电路110。体外无线电源发射单元发射的无线电能WP通过体内无线感应双向匹配线圈16接收后，输入到全波整流电路17，全波整流电路17的输出端连接至线性稳压电路18的输入端，线性稳压电路18输出植入体内设备所需的直流电源，全波整流电路17的输出端同时连接至PWM误差采样电路19的输入端，PWM误差采样电路19的输出端连接至LSK调制电路110的输入端，最终LSK调制电路110输出的反应全波整流电路17输出误差量的信号通过体内无线感应双向匹配线圈16无线反馈到体外无线电源发射单元。

 

图1中信号流程为：

1.      本振源11产生的振荡信号                                                

进入数控增益功率放大器12；

2.      数控增益功率放大器12对振荡信号

进行功率放大后得到信号

，并通过体外无线感应双向匹配线圈13向自由空间发射无线电能WP（对植入生物体内电子设备进行电能供给）；

3.      通过体内无线感应双向匹配线圈16，将无线空间存在的无线电能信号WP转换为有线交变电信号，并输入到全波整流电路17，交变信号

被初步转换为直流电平信号

（该直流电平存在电压波动，随无线电源传输距离等因素变化）；

4.      全波整流电路17输出的电平信号

送入线性稳压电路18，进行稳压、电压纹波抑制与降噪处理，产生稳定的直流电压源输出，供植入生物体内的电子设备使用；

5.      PWM误差采样电路19将全波整流电路17输出的信号

与预设的基准电平进行比对，比对后的误差量信号经过PWM调制后输出PWM误差采样信号

；

6.      LSK调制电路110以调节体内无线感应双向匹配线圈16谐振频率的方式，将PWM误差采样信号

加载到体内无线感应双向匹配线圈16上，完成LSK调制；

7.      体内无线感应双向匹配线圈16，以互感的形式将经过LSK调制后的PWM误差采样信号

传递到体外无线感应双向匹配线圈13上；

8.      LSK解调电路14从体外无线感应双向匹配线圈13的采样端口里获得信号

，对其解调后输出的信号

送入到嵌入式MCU单元15；

9.      嵌入式MCU单元15完成对信号

的PWM解调与数控编码，并对数控增益功率放大器12的输出功率进行精准的数字调节。

10.  通过体内PWM误差采样电路19、LSK调制电路110、体内无线感应双向匹配线圈16、体外无线感应双向匹配线圈13、LSK解调电路14、嵌入式MCU单元15、数控增益功率放大器12，构成了一条系统无线反馈机制

，实现了体内无线电源接收与恢复单元对体外无线电源发射单元无线供电功率的自适应调节。

所述本振源11所产生的本振信号

可以是正弦信号或占空比50%数字矩形波信号。

所述数控增益功率放大器12由数控开关电源、功率放大电路、串联谐振回路组成，其中功率放大电路采用D类开关功放结构，并由数控开关电源为其提供可控的直流源电压；根据嵌入式MCU单元15输出的数控编码vb，可以对数控开关电源的输出直流电压进行调节，从而改变功率放大电路的电源电压，达到对功率放大电路输出功率进行数控调节的目的；最终，通过具有阻抗变换与匹配功能的串联谐振回路将功率放大电路输出的功率放大信号

加载到体外无线感应双向匹配线圈13上，实现对自由空间辐射无线电能信号

。

    由于无线电能传输距离减小等因素，可能会造成全波整流电路17整流输出的电平信号

过高，即供给功率过量（功率超过线性稳压电路18及与其相连接的后续植入式电子设备所需）。过量的功率以热耗散的形式被生物体组织吸收，让被植入生物体组织感到不适，甚至造成损伤；若无线电能传输距离增大，则可能会造成全波整流电路17输出功率及电平

过低，使线性稳压电路18及与其相连的后续植入式电子设备停止工作。因此，需嵌入所述系统反馈机制FB，通过PWM误差采样及LSK调制解决上述问题。

参照图2，PWM误差采样电路19包括：电压基准电路21、三角波产生电路22、运算放大电路23、PWM比较器24。运算放大电路23对全波整流电路17输出电平

和电压基准电路21输出的预设基准电平之间的误差量进行误差采样与缓冲放大得到信号

；PWM比较器24对三角波产生电路22输出的三角波

与

进行比较与判决，输出脉冲宽度占空比与误差量信息（

）成正比的

信号；随后，此

信号通过LSK调制电路110加载到体内无线感应双效匹配线圈16上。

参照图3、图4，LSK调制电路110的核心单元由一个电容和一个MOS开关

串联组成，并连接在体内无线感应双向匹配线圈16上，R1、L1与C1分别是所述体内无线感应双向匹配线圈16的寄生电阻、等效电感与电容。PWM调制信号

连接到MOS开关的栅极，当

为低电平时MOS开关

关断，使体内匹配线圈16谐振频率为体外匹配线圈13发射的中心频率fc，当

为高电平时MOS开关

导通，电容

接入体内匹配线圈16，使体内匹配线圈16谐振频率发生偏移。如图4所示，若无LSK调制时，体外匹配线圈13发射中心频率为fc、幅值恒定的理想信号。当PWM调制信号

为低电平时（图4中w1段），电容

未接入，体内匹配线圈16谐振频率与体外匹配线圈13发射的中心频率fc相同，此时体内匹配线圈16对体外匹配线圈13发射的固定频率为fc的无线电能信号WP的吸收效率高，体内匹配线圈16两端产生的电压

的幅度较高；当PWM调制信号为高电平时（图4中w2段），电容

接入，体内匹配线圈16谐振频率发生偏移，体内匹配线圈16对体外匹配线圈13发射的固定频率为fc的无线电能信号WP的吸收效率降低，体内匹配线圈16两端产生的电压

的幅度降低；体内无线感应双向匹配线圈16两端电压

的幅度随信号

高低电平变化而变化，LSK调制完成。

随后，通过所述体内无线感应双向匹配线圈16、体外无线感应双向匹配线圈13之间的电磁耦合互感，实现将体内LSK调制后的PWM误差采样信号无线反馈到体外无线电源发射单元，使体外匹配线圈13的采样端口输出信号的幅值随PWM高低电平的变化而变化。

最后，体外的LSK解调电路14对体外匹配线圈13的采样端口输出的信号

进行LSK解调，然后将解调后信号

送入嵌入式MCU单元并完成误差信号量的数字提取，根据不同的脉冲宽度（如图4所示的w2、w3）调控所述数控增益功率放大器12的输出信号

的功率，最终使所述体内全波整流电路17输出电平

向

逼近，实现体外无线电源发射单元无线供电功率的自适应调节，解决由于无线电源传输距离等因素变化而导致的体外对植入体内设备供电的不足与过量问题。

图5为图1基于PWM误差采样与LSK调制的植入式自适应无线电源传输方法及系统的一个应用实例，图5中52、53分别为所述无线电源传输系统的体外无线电源发射单元及体内无线电源接收与恢复单元，与植入体内的膀胱刺激设备54及体外的膀胱刺激控制器51一起构成完整的植入式生物医用小便失禁修复系统，该植入式生物医用系统被具有良好生物相容性的生物硅胶设计的保护壳封装后，植入到被实验的狗膀胱控制神经位置。本实例中体外、体内无线感应双向匹配线圈均调谐到13.56MHz的谐振频率。参照图5，生物体外的膀胱刺激控制器51控制体外无线电源发射单元52是否向空间辐射无线电能信号WP；体内的无线电源接收与恢复单元53对空间辐射的无线电能进行接收，并恢复为体内膀胱刺激设备54所需的直流电源电压，从而启动膀胱刺激设备54进行对膀胱控制神经的刺激操作。当狗自身移动或者其他原因导致体外到体内无线电源传输距离变化时，通过所述的体内PWM误差采样电路、LSK调制电路、体内无线感应双向匹配线圈、体外无线感应双向匹配线圈、LSK解调电路、嵌入式MCU单元、数控增益功率放大器构成的一条系统无线反馈机制，实现体外无线电源发射单元52无线供电功率的自适应调节，使所述植入生物医用系统获得的电能趋于稳定，避免因过度发热对生物体组织造成的伤害，保证所述植入式膀胱刺激设备得以持续、可靠、安全的工作。

本领域技术人员应当理解，本发明所公开的一种基于PWM（脉宽调制）误差采样与LSK（负载键控）调制的植入式自适应无线电源传输方法及系统可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims (10)

1.植入式自适应无线电源传输方法，其特征在在于该方法基于PWM误差采样与LSK调制，通过一个体外无线电源发射单元及一个体内的无线电源接收与恢复单元实现，体外无线电源发射单元发射的能量通过无线电磁耦合方式传递到体内；体内的无线电源接收与恢复单元将无线电能恢复为直流电源，为体内其他植入设备供电；由传输距离变化及负载变化引起的直流电源的波动变化量通过PWM误差采样与LSK调制技术无线反馈到体外无线电源发射单元，并通过体外LSK解调与嵌入的MCU数字控制技术实现根据植入体内设备对所需电量的变化进行体外无线电源发射功率的自适应调节。

2.实现权利要求1所述传输方法的植入式自适应无线电源传输系统，其特征在于：包括体外无线电源发射单元及体内无线电源接收与恢复单元，所述体外无线电源发射单元包括本振源、数控增益功率放大器、体外无线感应双向匹配线圈、LSK解调电路和嵌入式MCU单元；所述本振源的输出连接至所述数控功率放大器的一个输入端，所述数控功率放大器的输出端连接至所述体外无线感应双向匹配线圈的输入端，所述体外无线感应双向匹配线圈根据所述数控功率放大器的功率向自由空间发射无线电能；所述体外无线感应双向匹配线圈的采样端口感应到体内通过PWM误差采样与LSK调制并无线反馈至体外的反馈信号，然后输入至所述LSK解调电路，所述LSK解调电路的输出端连接到所述嵌入式MCU单元，所述嵌入式MCU单元完成PWM解调与编码，嵌入式MCU单元的输出接所述数控增益功率放大器的另一个输入端，对所述数控增益功率放大器的输出功率进行数字控制。

3.如权利要求2所述的植入式自适应无线电源传输系统，其特征在于：所述体内无线电源接收与恢复单元包括体内无线感应双向匹配线圈、全波整流电路、线性稳压电路、PWM误差采样电路和LSK调制电路；所述体外无线电源发射单元发射的无线电能通过所述体内双向匹配线圈接收后，输入至所述全波整流电路，所述全波整流电路的输出端连接至所述线性稳压电路，所述线性稳压电路输出植入体内设备所需的直流电源信号，所述全波整流电路的输出端同时连接至所述PWM误差采样电路的输入端，所述PWM误差采样电路的输出端连接至所述LSK调制电路的输入端，最终所述LSK调制电路输出的反应所述全波整流电路输出变化量的信号通过所述体内双向匹配线圈无线反馈到所述体外无线电源发射单元。

4.如权利要求3所述的植入式自适应无线电源传输系统，其特征在于：所述体外无线感应双向匹配线圈与体内无线感应双向匹配线圈中还包括相应的匹配谐振网络；所述体外无线感应双向匹配线圈向所述体内无线感应双向匹配线圈辐射无线电能，并同时接收所述体内无线感应匹配线圈无线反馈辐射的LSK调制信号。

5.如权利要求3所述的植入式自适应无线电源传输系统，其特征在于：所述的数控增益功率放大器包括数控开关电源、功率放大电路和串联谐振回路，所述数控开关电源为所述功率放大电路提供可控的直流电源电压，通过调节所述数控开关电源输出的直流电压，实现对所述功率放大器输出无线电能信号功率的控制，所述功率放大器采用D类功放结构工作于开关状态，其输出端连接到具有阻抗变换与匹配功能的所述串联谐振回路。

6.如权利要求3所述的植入式自适应无线电源传输系统，其特征还在于：所述LSK解调电路的输入端连接到所述体外无线感应双向匹配线圈的采样端口，体内无线感应匹配线圈无线反馈辐射的LSK调制信号进行解调，并通过模拟信号放大、滤波、数字判决处理后产生与所述PWM误差采样电路的输出相对应的PWM误差采样数字信号。

7.如权利要求3所述的植入式自适应无线电源传输系统，其特征还在于：所述的嵌入式MCU单元对数字信号占空比计数测量，实现对所述PWM误差采样数字信号的解调，并对解调后的信号进行数字编码，从而调控所述数控增益功率放大器的输出功率。

8.如权利要求3所述的植入式自适应无线电源传输系统，其特征在于：所述PWM误差采样电路，先将所述全波整流电路输出信号与预设基准电平进行比对与误差采样，随后通过与三角波的比较判决实现PWM调制；所述PWM误差采样电路输出的信号为数字信号，其占空比跟随所述全波整流电路输出信号误差量的变化而变化。

9.如权利要求3所述的植入式自适应无线电源传输系统，其特征还在于：所述的LSK调制电路受所述PWM误差采样电路输出的数字信号控制，其包括串联的一个电容和一个MOS开关，串联后两端连接至所述体内无线感应双向匹配线圈上，所述MOS开关受PWM误差采样电路输出的数字信号高、低电平控制，控制所述电容是否连接至所述体内无线感应双向匹配线圈上，从而改变所述体内无线感应双向匹配线圈的谐振频率，实现对所述PWM误差采样电路输出数字信号的LSK调制。

10.如权利要求2所述的植入式自适应无线电源传输系统，其特征在于：当所述全波整流电路的输出电压高于预设基准电平时，通过所述的PWM误差采样电路、LSK调制电路、体内无线感应双向匹配线圈、体外无线感应双向匹配线圈、嵌入式MCU单元构成系统无线反馈机制，控制所述数控增益功率放大器减小输出无线电能信号的辐射功率，从而使所述全波整流电路输出的电压降低至预设基准电平值；若所述全波整流电路的输出电压低于预设基准电平时，通过上述系统无线反馈机制则会使所述数控增益功率放大器增大输出无线电能信号的辐射功率，从而使所述全波整流电路输出的电压升高至预设基准电平。

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