1前言
非接触式电源系统，利用一对线圈的电磁感应传输电功率。这种电源用于人造器官的无线电源，以避免成为感染病症的接收器并限制器官的功能。因此，可以把它叫做“穿透皮肤的能量传输系统”（“TETS”）。非接触式电源系统也用于无线无接头的水平下飞行器。可用作防水产品，例如手机或者电动剃须刀。电源的效率和输出电压，取决于线圈参数——自激电感L和互感M。为了实现高稳定高效率的非接触式电源，日本东北大学和NEC Tokin corp 的H.Miura等人探索了最优参数值。在低输出直流电压应用中，二极管的电压降会成为损耗问题。为此，他们提出了同步整流，作为解决这个问题的方案。
2电路参数的确定
图1是非接触式电源系统的等效电路。设工作频率已经选定，效率就由等效电路计算。

式中，L、M、r由线圈的绕组数N决定。若能制成相同截面的线圈，假设每个参数与N2成正比，则效率可看作是次级线圈绕组数T的函数（C2=0）。n项系初级线圈绕组数与次级线圈之比。L|和L‖分别为初级线圈和次级线圈一圈的自激电感值。r|和r‖分别为初级线圈和次级线圈的一圈线绕组电阻值。

由T设效率为最大值，则T用下式确定。

由线圈构成的变压器，属于松耦合型器件。这就会引起高的输出阻抗和输出变化。这里，使用共振式串联电容器C1。在改变负载时，确定使内部阻抗Z0变为最小值的C1，并抑制输出电压的变化。图2示出的是赫姆霍兹等效电路。在多数情况下，考虑到输出电压，线绕电阻r1和r2可以忽略不计。C1由下式求出：

初级线圈的绕组数N1由电压比确定。

在公共非接触式电源中，一般采用可拆变压器。不过，Miura等人的想法是开发一种更灵便的电源系统；两个线圈间的距离或线圈的位置变化，耦合系数k就会变，最低内部阻抗条件也将被打破。把C2设为一个适当的值，可使输出电压稳定在气隙变化的范围内（见图3）。
3同步整流
图4是同步整流器电路，图中使金属一氧化物一半导体场效应晶体管（MOSFETs）与二极管同步。这种运行方式可以减小二极管的电压降。图5示出V1和V2的波形和Q3、Q4的栅压。当V1高于阈值电压Vth(3.5V)时，V2则低于Vth，于是栅控电路便接通MOSFETsQ1和Q4。在与之相反的情况下，V2高和V1低，栅控电路就会接通MOSFETsQ2和Q3。一旦V1和V2都比Vth低时，就使所有的MOSFETs断开（关掉）。这样运行，会起很重要的作用。开关定时（同步），依赖于二极管。这将防止系统的误动作或击穿等故障。
4结果与讨论
图6示出新开发的人造心脏用非接触式电源系统。该系统工作在190kHz，使用了含Mn-Zn铁氧体磁心的平面线圈。带同步整流器的非接触式电源，效率最高达88%（DC-DC）。和采用曲面特性图（SBD）的器件比，这个效率提高了4%（见图7）。当输出电流到3A时，输出电压变化2.6V。输出电压很稳定（图8）。这里，设定了一个MOSFETs全部断开的周期。在这个周期内，电流通过二极管，损耗增大，V1和V2同时处于低位，这意味着次级线圈的电压发生了畸变。要减少全部MOSFETs断开的时间，必须必改良栅控电路。应当弄清楚每个元件的功率消耗。今后，他们试图取消电容器C2和电感器L，因为这些元件的体积太大。
5结论
检验了确定系统电路参数的方法。研制出带同步整流器的非接触式电源系统。该系统达到了最高效率88%和高稳定的输出电压。
尚存在着提高效率的可能性，因为电源长期通过二极管，使全部MOSEFTs断开。此外，研究人员正在努力，以取消大型的电感器和共振电容器来使整流器小型化。
参考文献
H.Miura.etal.，J.Appl.Phos.，97(10):10Q702-1-3.