基于迷宫的可扩展无线电力传输实验场用于自由移动的小动物应用程序

科学领域:

• 神经科学是一个神经科学.
• 生物医学工程 生物医学工程
• 电气工程 电气工程

背景情况:

• 在T/Y迷宫中监测自由移动的老鼠需要可靠的能量来进行神经记录和刺激.
• 现有的系统在迷宫环境中提供连续,不间断的电力供应方面存在局限性.
• 无线电力传输 (WPT) 为无线实验设置提供了一个潜在的解决方案.

研究的目的:

• 开发和优化基于T/Y迷宫的WPT系统,用于对老鼠的行为监测.
• 为了在整个迷宫区域实现统一的无线电源传输.
• 为了实现与无线头台的无集成,实现不间断的神经实验.

主要方法:

• 使用ANSYS HFSS软件设计和建模了一个WPT系统,其中包含一组发射器 (Tx) 共振器.
• 研究了不同的Tx阵列配置 (浮动式,串行式,并行式) 以优化功率交付的一致性.
• 制造并测试了一种原型T-迷宫WPT系统,测量功率传输效率和均性.

主要成果:

• 通过重叠的Tx共振器配置,在功率传输效率方面实现了94%的均性.
• 在系列配置中,经过证明的连续功率交付超过60mW.
• 在13.56MHz的老鼠组织模型中计算出1.7W/kg的特定吸收率 (SAR).

结论:

• 开发的T/Y-迷宫WPT系统有效地为大鼠的行为研究提供统一的无线电源.
• 该系统支持不间断的神经记录和刺激,增强实验能力.
• 优化的共振器配置可确保在复杂的迷宫环境中提供高效和可扩展的电力.