可植入设备电源管理
& 能量采集技术
📘 30章 · 从基础到综合项目
⚡ 能量采集
🔋 电源管理
01
电源管理基础
核心
可植入设备电源需求 · 锂离子/锂聚合物电池 · PMIC选型原则
02
低功耗设计策略
DVFS
动态电压频率调整 · 时钟/电源门控 · 亚阈值区设计
03
能量采集原理
采集
TEG热电 · PZT压电 · 射频能采集概述
04
生物燃料电池
生物
酶/微生物燃料电池 · 植入式葡萄糖燃料电池设计
05
无线能量传输
无线
磁耦合谐振 · 远场射频 · 超声波能量传输
06
电源管理电路设计
电路
DC-DC (Buck/Boost) · LDO · 电荷泵设计
07
电池充电管理
充电
恒流恒压 · 无线充电接收端 · 电池保护电路
08
能量存储元件
存储
超级电容器/薄膜电池 · 固态电池 · 选型比较
09
电源状态管理
状态机
休眠/活跃/待机 · 唤醒机制 · 功耗预算分配
10
传感器接口电源
AFE
模拟前端供电 · 低噪声电源轨 · 传感器偏置
11
无线通信电源
BLE/NFC
BLE电源管理 · NFC无源供电 · MICS频段功耗
12
微处理器电源管理
Cortex-M
ARM低功耗模式 · RISC-V优化 · 外设时钟管理
13
能量采集接口电路
MPPT
整流器设计 · 最大功率点跟踪 · 能量缓冲管理
14
热电能采集系统
TEG
TEG模块选型 · 温差转换效率 · 冷启动电路
15
压电能采集系统
PZT
PZT材料特性 · 机械振动转换 · SSHI接口
16
射频能量采集系统
Rectenna
小型化天线 · 整流天线设计 · 多频段采集
17
光电能量采集
光伏
植入式光伏电池 · 近红外光采集 · 光能管理
18
混合能量采集
多源
多源采集架构 · 能量融合策略 · 优先级管理
19
电源完整性
PDN
电源分配网络 · 去耦电容布局 · 噪声抑制
20
热管理
散热
植入设备热耗散 · 生物组织热效应 · 温度监控
21
安全与可靠性
安全
电池热失控/漏液 · 采集器可靠性 · 冗余电源
22
测试与验证
测试
功耗测量 · 采集效率测试 · 电池寿命预测
23
生物相容性
封装
钛合金/陶瓷/聚合物 · 密封技术 · 体液腐蚀防护
24
法规与标准
ISO
ISO 14708 · FDA要求 · 无线充电标准 Qi/A4WP
25
案例研究
实战
心脏起搏器 · 神经刺激器 · 植入式传感器自供电
26
前沿技术
前沿
自修复电池 · 生物可降解电池 · 量子点采集
27
系统集成
SoC
片上系统电源管理 · MCM分配 · 3D集成热管理
28
能量管理算法
算法
自适应调度 · 机器学习预测 · 能量感知任务调度
29
未来趋势
趋势
无电池植入设备 · 体内能量采集网络 · AI优化
30
综合项目设计
🎯 自供电血糖仪
从需求分析到原型验证 · 自供电植入式血糖监测仪电源系统