一种不影响无线耦合传输线圈传输效率的电场屏蔽装置的制作方法

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。

技术实现要素：

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(a)为现有技术中无屏蔽装置的传输线圈电磁辐射图；

图4(b)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电磁辐射图。

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4(a)和图4(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4(a)传输线圈没有采取任何屏蔽装置，而图4(b)中，传输线圈使用本发明实施例中的屏蔽装置。图4(b)的电磁辐射强度远小于图4(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。