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磁耦合谐振式无线电能传输具有较高的传输效率、较远传输距离和对线圈位置变化不敏感等优点,特别适合植入式脊髓刺激器等医疗设备的无线供电,因此受到众多研究人员的关注。但是现有的植入式脊髓刺激器无线输电系统仍然存在一些问题,例如不同结构的谐振拓扑均有采用,谐振拓扑的选择对系统的电压增益和传输效率有直接影响;现有的高频功率源大多使用E类和D类逆变器,但E类逆变器的开关管有较高的电压应力,D类逆变器的驱动电路设计复杂,且上下桥臂易直通。针对以上问题,本文研究了一种适合植入式脊髓刺激器无线电能传输系统的谐振拓扑,并设计了一种低应力高频逆变器,从而使得系统具有较高的传输效率、较远的传输距离。本文的主要工作如下:首先研究了一种发射线圈串联电容、接收线圈先并联电容后串联电容(S-PS)的谐振拓扑,推导了S-PS谐振拓扑的性能参数,如发射线圈谐振电容、接收线圈谐振电容、传输效率以及电压增益等,开展了S-PS谐振拓扑和其他4种常用谐振拓扑的性能对比,相比其他4种常用谐振拓扑,S-PS谐振拓扑有较高的传输效率,且和SP有几乎相同的电压增益,证明了S-PS是植入式脊髓刺激器无线输电系统较合适的谐振拓扑。其次提出了一种低应力高频逆变器,该逆变器通过在开关管并联LC支路,使其具有较低的开关管应力的优点。此外,还对该逆变器进行了建模分析,给出了参数设计方法。由于本系统的等效负载是变化的,因而设计了相应的阻抗匹配网络,使得该低应力高频逆变器在一定负载范围内保持较高的效率。接着设计了整个植入式脊髓刺激器无线输电系统,具体包括发射线圈和接收线圈、输出整流电路、开关管驱动电路、输出电压调节电路,并基于MSP5438A微控制器设计了体内4通道刺激电路。最后搭建了植入式刺激刺激器无线输电系统样机,并测试了其相应的性能,实验结果表明,本文设计的脊髓刺激器无线输电系统有较高的传输效率和较远的传输距离,当传输距离为5cm时,系统的传输效率高达66.8%。本文还测试不同的参数的刺激脉冲,说明了所设计的植入式脊髓刺激器无线输电系统能实现其基本功能。