CN110289046A - 一种不影响无线耦合传输线圈传输效率的电场屏蔽装置 - Google Patents

一种不影响无线耦合传输线圈传输效率的电场屏蔽装置 Download PDF

Info

Publication number
CN110289046A
CN110289046A CN201910562397.6A CN201910562397A CN110289046A CN 110289046 A CN110289046 A CN 110289046A CN 201910562397 A CN201910562397 A CN 201910562397A CN 110289046 A CN110289046 A CN 110289046A
Authority
CN
China
Prior art keywords
transmission
transmission coil
electric field
wireless coupling
field shielding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910562397.6A
Other languages
English (en)
Inventor
黄穗
曾国兴
孙晓安
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang Nurotron Neural Electronic Technology Co Ltd
Original Assignee
Zhejiang Nurotron Neural Electronic Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang Nurotron Neural Electronic Technology Co Ltd filed Critical Zhejiang Nurotron Neural Electronic Technology Co Ltd
Priority to CN201910562397.6A priority Critical patent/CN110289046A/zh
Priority to PCT/CN2019/096645 priority patent/WO2020258411A1/zh
Priority to EP19935741.9A priority patent/EP3975188B1/en
Publication of CN110289046A publication Critical patent/CN110289046A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/34—Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
    • H01F27/36—Electric or magnetic shields or screens
    • H01F27/363—Electric or magnetic shields or screens made of electrically conductive material
    • G—PHYSICS
    • G12—INSTRUMENT DETAILS
    • G12B—CONSTRUCTIONAL DETAILS OF INSTRUMENTS, OR COMPARABLE DETAILS OF OTHER APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G12B17/00—Screening
    • G12B17/02—Screening from electric or magnetic fields, e.g. radio waves
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F5/00—Coils
    • H01F5/003—Printed circuit coils
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/70—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the reduction of electric, magnetic or electromagnetic leakage fields
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/14—Inductive couplings
    • H01F2038/143—Inductive couplings for signals
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/10—The network having a local or delimited stationary reach
    • H02J2310/20—The network being internal to a load
    • H02J2310/23—The load being a medical device, a medical implant, or a life supporting device

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)

Abstract

本发明公开了一种不影响无线耦合传输线圈传输效率的电场屏蔽装置，由两片半环形金属片构成，位于传输线圈上方，其中两片半环形金属片组成的圆环形顶部有大于最大线圈直径十分之一的缺口，底部相连并同时接地。本发明有效降低了无线耦合传输电路的电场辐射，屏蔽装置对无线传输效率和无线耦合谐振影响小，在屏蔽装置上方可以放置其他电路元器件，能够有效减少传输线圈电路面积，整个装置有设计简单，易于实现等优点。

Description

一种不影响无线耦合传输线圈传输效率的电场屏蔽装置
技术领域
本发明属于植入式医疗器械领域，特别涉及一种不影响无线耦合传输线圈传输效率的电场屏蔽装置。
背景技术
在植入式医疗器械中，通过无线耦合方式传输数据和能量的方式得到了广泛的应用，但是，在实际应用过程中，这种近场强耦合的方式容易产生多次谐波以及电场辐射，造成电磁辐射指标出现超出标准的现象。为了解决这一问题，我们通常选择屏蔽措施。通常的屏蔽的措施一般采用良好接地的金属网或罩实现电磁屏蔽，然而这种方法会导致传输线圈中时变的磁场在靠近的屏蔽的金属感应出电压，从而在金属平面上产生涡流。由楞次定律可知，涡流会产生抵抗激励的磁通量导致传输线圈的磁力匝数等效减少，从而导致发射磁场减弱，传输线圈电感值严重降低影响电路谐振，降低无线耦合传输效率，增加该类电路功耗。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供不影响无线耦合传输线圈传输效率的电场屏蔽装置，使用该屏蔽装置可以有效降低了无线耦合传输电路的电场辐射，屏蔽装置对无线传输效率和无线耦合谐振影响小，在屏蔽装置上方可以放置其他电路元器件，能够有效减少传输线圈电路面积，整个装置有设计简单，易于实现等优点。
为达到上述目的，本发明提供了一种不影响无线耦合传输线圈传输效率的电场屏蔽装置，由两片半环形金属片构成，均设置传输线圈上方。
优选地，所述半环形金属片的外环直径大于或等于传输线圈的最大直径，内环直径小于或等于传输线圈最小线圈直径。
优选地，两片所述半环形金属片组成的圆环顶部有大于最大线圈直径十分之一的缺口，底部相连并同时接地。
优选地，所述半环形金属片上方放置电子元器件与走线，与传输线圈互不干扰。
优选地，所述半环形金属片与传输线圈在同一块印刷电路板上。
优选地，所述半环形金属片的铜厚为35～100微米。
优选地，所述传输线圈的最大直径为10～100毫米。
优选地，所述传输线圈的无线耦合信号频率为50K～50M赫兹。
本发明的有益效果在于：该装置对传输线圈传输效率影响小，易于实现，可以有效降低无线耦合传输的电场辐射，同时在装置上方可以放置其它电路元器件，有效减小传输线圈电路面积。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为本发明实施例的不影响无线耦合传输线圈传输效率的电场屏蔽装置中一具体应用实例的印刷电路板布局示意图；
图2为本发明实施例的不影响无线耦合传输线圈传输效率的电场屏蔽装置中一具体应用实例的印刷电路板分层示意图；
图3为本发明实施例的不影响无线耦合传输线圈传输效率的电场屏蔽装置中一具体应用实例的无线耦合传输电路框图；
图4为本发明实施例的不影响无线耦合传输线圈传输效率的电场屏蔽装置中一具体应用实例的电磁辐射比较图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
参见图1-2，所示为本发明实施例的不影响无线耦合传输线圈传输效率的电场屏蔽装置的印刷电路板布局示意图和分层示意图，其中，
以四层印刷电路板为例，传输线圈10位于最下面的第一层，左半环形金属片21和右半环形金属片22位于传输线圈10上方的第三层，其它电子元器件30在左半环形金属片21和右半环形金属片22的第四层。
具体实施例中，左半环形金属片21和右半环形金属片22的外环直径大于或等于传输线圈10的最大直径，内环直径小于或等于传输线圈10最小线圈直径。
左半环形金属片21和右半环形金属片22组成的圆环顶部有大于最大线圈直径十分之一的缺口，底部相连并同时接地。
左半环形金属片21和右半环形金属片22上方放置其它电子元器件30与走线，且与传输线圈互不干扰。
左半环形金属片21、右半环形金属片22与传输线圈10在同一块印刷电路板上。
左半环形金属片21和右半环形金属片22的铜厚为35～100微米。
传输线圈10最大直径为10～100毫米，其无线耦合信号频率为50K～50M赫兹。
图3为本发明实施例的不影响无线耦合传输线圈传输效率的电场屏蔽装置中一具体应用实例的无线耦合传输电路框图。输入信号经过功率放大器1放大后，通过传输线圈10以无线耦合的方式将信号传送至接收线圈40，接收线圈40通过整流电路50将收到的信号和能量传送给植入体下级电路。通过在传输线圈10上方加入本发明的左半环形金属片21和右半环形金属片22，断开了涡旋电流的环路，避免了涡旋电流对无线耦合效率的影响。表1是未加入电场屏蔽装置、加入全封闭电场屏蔽装置和加入带缺口电场屏蔽装置试验结果比较表。由表1可见，采用传统全封闭电场屏蔽装置，传输线圈电感值下降44.2％，传输效率下降29.8％；采用本发明实施例中的电场屏蔽装置，电感值下降0.964％，传输效率下降3％，可见本发明实施例中的电场屏蔽装置对无线耦合传输线圈传输效率的影响远小于传统电场屏蔽装置。
表1未加入电场屏蔽装置、加入全封闭电场屏蔽装置和加入带缺口电场屏蔽装置试验结果比较表。
图4为本发明实施例的不影响无线耦合传输线圈传输效率的电场屏蔽装置中一具体应用实例的电磁辐射比较图。图(a)和(b)的横坐标为频率(单位为Hz)，纵坐标为电磁辐射强度(单位为dBuV/m)。图(a)传输线圈没有采取任何屏蔽装置，而图(b)中，传输线圈使用本发明实施例中的屏蔽装置。图(b)的电磁辐射强度远小于图(a)，证明本发明实施例中的屏蔽装置对电磁辐射屏蔽效果明显。
本发明电路可以有效降低无线耦合传输的电场辐射，对传输线圈传输效率影响小，易于实现，同时在装置上方可以放置其它电路元器件，有效减小传输线圈电路面积。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其做出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (8)

1.一种不影响无线耦合传输线圈传输效率的电场屏蔽装置，其特征在于，由两片半环形金属片构成，均设置传输线圈上方。
2.如权利要求1所述的不影响无线耦合传输线圈传输效率的电场屏蔽装置，其特征在于，所述半环形金属片的外环直径大于或等于传输线圈的最大直径，内环直径小于或等于传输线圈最小线圈直径。
3.如权利要求1所述的不影响无线耦合传输线圈传输效率的电场屏蔽装置，其特征在于，两片所述半环形金属片组成的圆环顶部有大于最大线圈直径十分之一的缺口，底部相连并同时接地。
4.如权利要求1所述的不影响无线耦合传输线圈传输效率的电场屏蔽装置，其特征在于，所述半环形金属片上方放置电子元器件与走线，与传输线圈互不干扰。
5.如权利要求1所述的不影响无线耦合传输线圈传输效率的电场屏蔽装置，其特征在于，所述半环形金属片与传输线圈在同一块印刷电路板上。
6.如权利要求1所述的不影响无线耦合传输线圈传输效率的电场屏蔽装置，其特征在于，所述半环形金属片的铜厚为35～100微米。
7.如权利要求1所述的不影响无线耦合传输线圈传输效率的电场屏蔽装置，其特征在于，所述传输线圈的最大直径为10～100毫米。
8.如权利要求1所述的不影响无线耦合传输线圈传输效率的电场屏蔽装置，其特征在于，所述传输线圈的无线耦合信号频率为50K～50M赫兹。
CN201910562397.6A 2019-06-26 2019-06-26 一种不影响无线耦合传输线圈传输效率的电场屏蔽装置 Pending CN110289046A (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910562397.6A CN110289046A (zh) 2019-06-26 2019-06-26 一种不影响无线耦合传输线圈传输效率的电场屏蔽装置
PCT/CN2019/096645 WO2020258411A1 (zh) 2019-06-26 2019-07-19 一种不影响无线耦合传输线圈传输效率的电场屏蔽装置
EP19935741.9A EP3975188B1 (en) 2019-06-26 2019-07-19 Electric field shielding apparatus that does not affect transmission efficiency of wirelessly coupled transmission coil

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910562397.6A CN110289046A (zh) 2019-06-26 2019-06-26 一种不影响无线耦合传输线圈传输效率的电场屏蔽装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110289046A true CN110289046A (zh) 2019-09-27

Family

ID=68006287

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910562397.6A Pending CN110289046A (zh) 2019-06-26 2019-06-26 一种不影响无线耦合传输线圈传输效率的电场屏蔽装置

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3975188B1 (zh)
CN (1) CN110289046A (zh)
WO (1) WO2020258411A1 (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101636800A (zh) * 2007-01-29 2010-01-27 模拟技术公司 屏蔽式电力耦合设备
CN105050372A (zh) * 2015-09-09 2015-11-11 宁波微鹅电子科技有限公司 一种电磁屏蔽层及具有电磁屏蔽层的无线电能传输装置
CN105101767A (zh) * 2015-07-02 2015-11-25 宁波微鹅电子科技有限公司 电磁屏蔽结构及具有电磁屏蔽结构的电能传输装置
CN105871074A (zh) * 2015-12-20 2016-08-17 华南理工大学 一种用磁电耦合抵消抑制频率分裂的无线输能线圈系统
CN207352061U (zh) * 2017-11-14 2018-05-11 海南电网有限责任公司电力科学研究院 一种用于测量弱电流行波的罗氏线圈
CN209928986U (zh) * 2019-06-26 2020-01-10 浙江诺尔康神经电子科技股份有限公司 一种不影响无线耦合传输线圈传输效率的电场屏蔽装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60140287A (ja) * 1983-12-28 1985-07-25 Mita Ind Co Ltd 除電ランプ装置
US20030139662A1 (en) * 2001-10-16 2003-07-24 Seidman Abraham Neil Method and apparatus for detecting, identifying and performing operations on microstructures including, anthrax spores, brain cells, cancer cells, living tissue cells, and macro-objects including stereotactic neurosurgery instruments, weapons and explosives
US8060218B2 (en) * 2007-08-02 2011-11-15 Synecor, Llc Inductive element for intravascular implantable devices
JP2015008547A (ja) * 2011-10-28 2015-01-15 パナソニック株式会社 非接触充電装置
JP6145388B2 (ja) * 2013-10-30 2017-06-14 日本電産サンキョー株式会社 非接触式通信モジュールおよびカードリーダ
US20170084991A1 (en) * 2015-09-17 2017-03-23 Qualcomm Incorporated Wireless power transfer antenna having a split shield
JP6822761B2 (ja) * 2015-10-30 2021-01-27 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 医用画像診断システム、磁気共鳴イメージング装置及び映像投影プログラム

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101636800A (zh) * 2007-01-29 2010-01-27 模拟技术公司 屏蔽式电力耦合设备
CN105101767A (zh) * 2015-07-02 2015-11-25 宁波微鹅电子科技有限公司 电磁屏蔽结构及具有电磁屏蔽结构的电能传输装置
CN105050372A (zh) * 2015-09-09 2015-11-11 宁波微鹅电子科技有限公司 一种电磁屏蔽层及具有电磁屏蔽层的无线电能传输装置
CN105871074A (zh) * 2015-12-20 2016-08-17 华南理工大学 一种用磁电耦合抵消抑制频率分裂的无线输能线圈系统
CN207352061U (zh) * 2017-11-14 2018-05-11 海南电网有限责任公司电力科学研究院 一种用于测量弱电流行波的罗氏线圈
CN209928986U (zh) * 2019-06-26 2020-01-10 浙江诺尔康神经电子科技股份有限公司 一种不影响无线耦合传输线圈传输效率的电场屏蔽装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP3975188B1 (en) 2024-02-14
WO2020258411A1 (zh) 2020-12-30
EP3975188A1 (en) 2022-03-30
EP3975188A4 (en) 2022-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100583554C (zh) 环形天线装置
US20190172634A1 (en) Electromagnetic shield device, wireless charging transmitting terminal, wireless charging receiving terminal and system
TWI313148B (en) Switching power supply , electronic maching and power supply device
CN109891258A (zh) 用于磁共振成像（mri）系统中的平衡转换器以及采用所述平衡转换器的mri系统
US20110193418A1 (en) Antenna arrangement and transponder reader
KR101394508B1 (ko) 연자성 시트, 무선 전력 수신 장치 및 그의 무선 충전 방법
US8411460B2 (en) Printed circuit board
CN110289046A (zh) 一种不影响无线耦合传输线圈传输效率的电场屏蔽装置
CN209928986U (zh) 一种不影响无线耦合传输线圈传输效率的电场屏蔽装置
CN205280918U (zh) 用于核磁共振成像系统的头颈部多通道射频线圈装置
CN210775866U (zh) 一种多发射线圈瞬变电磁组合装置
US5568112A (en) Method and apparatus for reducing the strength of pulsating magnetic fields
CN215601093U (zh) 无线充电附加装置、无线充电发射端、接收端及系统
CN107069240B (zh) 用于全金属边框手表的nfc天线电路
CN210724570U (zh) 反激开关电源及电能表
Zhang et al. In-board magnetics processes
CN206059634U (zh) 双圈结构的nfc天线以及使用该天线的手机
CN207489659U (zh) 基于电路耦合法的集成滤波电感变压器
CN206163269U (zh) 一种大功率pfc共模电感
CN217062522U (zh) 一种磁性天线调谐板
CN209675084U (zh) 一种带屏蔽引线的变压器
CN215183463U (zh) 一种易于维护的emi滤波电感
CN206789398U (zh) 一种高性能的非晶合金变压器线圈
CN207818355U (zh) 一种小型变压器自保装置
CN207663872U (zh) 一种3d打印机的磁芯结构

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination