中文摘要：

以心脏起搏器为代表的有源植入式医疗仪器对改善患者的生活质量做出了巨大贡献，但目前这类仪器的电池寿命尚不能满足患者的需求。无线充电技术是解决有源植入式医疗仪器电池寿命问题的一种可行途径。本项目通过理论建模和数值仿真确立了经皮无线能量传输系统的关键参数，在此基础上研制和开发了经皮变压器、阻抗匹配电路、充电控制电路、虚拟负载电路，构成了完整的经皮无线能量传输系统。项目组解决了阻抗匹配网络设计的关键技术问题，能够针对最大功率、最大效率或者两目标兼顾设计出合适的阻抗匹配网络，可使得传输的能量或效率对线圈间距或偏心距离的灵敏度降低。多次实验室试验结果表明，该系统能够透过小于10mm气隙，传输2W以上电功率，可用于心脏起搏器等小功耗有源植入式医疗仪器充电。多次盲充试验结果表明，在考虑8％电池自放电率的情况下，该系统一次充电后可供心脏起搏器使用2.85个月。以电池可充放电400次计算，该电池可使用95年，在患者寿命范围内足以维持设备的正常运转。动物试验结果表明，充电过程中和充电后，动物皮肤和身体主要生理体征未出现异常，初步证实了该经皮无线能量传输系统的安全性。