超声波无线能量传输系统建模

doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2018.03.011

华南理工大学学报（自然科学版） ›› 2018, Vol. 46 ›› Issue (3): 72-77.doi: 10.3969/j.issn.1000-565X.2018.03.011

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超声波无线能量传输系统建模

李志坚庄甘霖吴朝晖^† 李斌张秀来

华南理工大学电子与信息学院，广东广州 510640

收稿日期:2017-09-25 修回日期:2017-11-20 出版日期:2018-03-25 发布日期:2018-03-01
通信作者: 吴朝晖(1971-)，男，博士，副教授，主要从事集成电路研究． E-mail:phzhwu@scut.edu.cn
作者简介:李志坚(1981-)，男，博士，讲师，主要从事电路系统、无线能量收集技术研究
基金资助:
国家自然科学基金面上项目(61571196);广东省科技计划项目(2013B010402001， 2015B090912002);华南理工大学中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2009ZM0097)

Modeling of Ultrasonic Wireless Electrical Energy Transfer System

LI Zhijian ZHUANG Ganlin WU Zhaohui LI Bin ZHANG Xiulai

School of Electronic and Information Engineering，South China University of Technology，Guangzhou 510640，Guangdong，China

Received:2017-09-25 Revised:2017-11-20 Online:2018-03-25 Published:2018-03-01
Contact: 吴朝晖(1971-)，男，博士，副教授，主要从事集成电路研究． E-mail:phzhwu@scut.edu.cn
About author:李志坚(1981-)，男，博士，讲师，主要从事电路系统、无线能量收集技术研究
Supported by:
Supported by the General Program of National Natural Science Foundation of China(61571196) and the Science and Technology Planning Project of Guangdong Province(2013B010402001， 2015B090912002)

摘要/Abstract

摘要： 通过压电器件进行能量传输在植入式生物医学领域具有良好的应用前景．植入深度是超声波无线能量传输系统的关键参数．为了研究植入深度对传输效率的影响，设计了一套水下超声波无线能量传输系统，通过调整发射器和接收器之间的相离来模拟不同植入深度，采集了接收器的输出电压数据; 利用 SPSS 和 Matlab 软件，运用统计学方法对实验数据进行分析，建立了线性回归模型，并对模型进行了校验．实验结果表明: 超声波能量传输效率与发射器和接收器之间的距离有关，接收器输出电压随距离的增大而减小; 所建模型的拟合度达95%，预测误差小于 10%，具有较好的预测效果．

关键词: 无线能量传输, 超声波能量传输, 能量传输效率

Abstract: Ultrasonic power transfer using piezoelectric devices is a promising wireless power transfer technology for biomedical implants． The depth of implantation is the key parameter of ultrasonic power transmission system． To explore the effect of depth of implantation on the power transmission efficiency，an ultrasonic power transfer system is designed underwater． The depth of implantation is simulated by the distance between the transmitter and the receiver． The output voltage of the receiver is acquired at different distances firstly and then analyzed by SPSS and Matlab software with statistics method． The linear regression model is established on the basis of analysis． The model is verified by means of the ultrasonic power transfer system． The experimental results show that the ultrasonic power transmission efficiency is related to the distance between a transmitter and a receiver． The output voltage of receiver decreases with the increase of distance． The proposed model has good prediction effect with the fitting degree greater than 95 percent and the prediction error less than 10 percent．

Key words: wireless power transfer, ultrasonic power transmission, power transmission efficiency

中图分类号:

李志坚庄甘霖吴朝晖李斌张秀来. 超声波无线能量传输系统建模 [J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2018, 46(3): 72-77.

LI Zhijian ZHUANG Ganlin WU Zhaohui LI Bin ZHANG Xiulai .

Modeling of Ultrasonic Wireless Electrical Energy Transfer System

[J]. Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition), 2018, 46(3): 72-77.

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