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安全性：与生物体相互作用很小，不太可能产生严重的副作用。
2.2.3 医疗诊治
体内的诊疗装置主要是用于体内疾病的诊断与治疗。传统采用采用微型电池供能有多方面局限性：体积大、漏电、毒性。
随着CPS技术的发展，体内诊疗系统的功能不断增强，从有线走向无线，从被动走向主动，传统的采用电池供能已不能满足大功耗微系统的要求。
2.3 非接触供电系统原理说明
2.3.1能量传输系统的构成
能量传输系统包括电源端与负载端两部分。电源端包含导线绕制并与电容并联的线圈(源线圈)，以及为线圈提供电能的高频电源；相隔一段距离的接收端包含另一个导线绕制并与电容并联的线圈(接收线圈)，以及消耗线圈电磁能的负载。
2.3.2 能量传输系统的工作原理
导线绕制的线圈可视为电感与电容相连构成谐振体，谐振体包含的能量在电场与磁场之间以其自谐振频率在空间自由振荡，产生以线圈为中心以空气为传输媒质的时变磁场；与该谐振体相隔一定距离的具有相同谐振频率的谐振体感应磁场，所感应的磁场能同样在电场与磁场之间以其自谐振频率在空间自由振荡，同时两个谐振体之间不断地有磁场能交换，因此产生以两个线圈为中心以空气为媒质的时变磁场。
两谐振体内电场能与磁场能振荡交换的同时谐振体之间也存在着以相同频率振荡的能量交换，即两谐振体组成耦合谐振系统。
2.3.3 能量传输过程及其遵循的准则与方程
源线圈通正弦电流，线圈电感周围产生时变磁场，同时向电容充电；接收线圈感应磁场，线圈电感产生电动势，同时向其电容充电。当正弦电流的频率与线圈的谐振频率相等时，源线圈电流方向改变的同时，交变磁场方向改变，接收线圈感生电动势，接收线圈的电容放电。若系统没有负载(包括线圈的寄生电阻)
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消耗能量，源线圈与接收线圈两侧所包含的能量交替达到最大值(各时刻两线圈包含的能量之和)；若系统有负载消耗能量，源线圈将源源不断的向负载线圈传递能量，实现无线能量传输。
根据全电流定律，源线圈周围产生磁场应遵循方程：
?D ▽×H= J+ 式2-1 ?t
式中 J —— 源线圈的传导电流密度；
?D—— 源线圈的位移电流密度； ?t H —— 源线圈周围产生磁场。
根据电磁感应定律，接收线圈感生电动势应遵循方程：
?B ▽×E= 式2-2 ??O?t
式中 E —— 接收线圈感应电场强度；
?B —— 源线圈与接收线圈铰链的磁场；
?t ?O—— 真空磁导率。 同时，接收线圈需满足各向同性介质的本征方程：
J = γE 式2-3 公式(2-3)表示接收线圈中，电场 E与电流密度 J的关系。
若系统没有负载消耗能量，应用矢量磁位计算源线圈与负载线圈铰链的电磁能为：
W = ?A?J dV 式2-4 式中 W—— 源线圈与接收线圈振荡交替的磁场能/电场能； A—— 源线圈在接收线圈位置产生的矢量磁位。 由式(2-4)得到源线圈与接收线圈之间交替的无功功率为：
式2-5 ?W?A?JDdVd(I1??12)Q??? ?tdtdt式中 Q—— 接收线圈包含的无功功率； Ψ12—— 源线圈与接收线圈的耦合磁链。
磁场为单一频率激励源时，功率表达式(2-5)简化为集中参数形式： 式2-6 Q?J?w?M?I1?I2式中 ω—— 源线圈激励的磁场变化角频率。
线圈的磁场作用可看作是两线圈之间的互感抗。构成耦合谐振系统的各部分参数包括：线圈自感、互感、谐振电容、线圈电阻，以及消耗电能的负载电阻。
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3 非接触供电系统方案设计
3.1 高频振荡电路方案
振荡电流是一种交变电流，是一种频率很高的交变电流，它无法用线圈在磁场中转动产生，只能是由振荡电路产生。
振荡电路有以下两个个过程：
充电过程：电场能在增加，磁场能在减小，回路中电流在减小，电容器上电量在增加。从能量看：磁场能在向电场能转化。
放电过程：电场能在减少，磁场能在增加，回路中电流在增加，电容器上的电量在减少。从能量看：电场能在向磁场能转化。
在正弦波振荡器中，主要有LC振荡电路、石英晶体振荡电路和RC振荡电路等几种。RC振荡电路由于工作频率较低，频率稳定度不高，故不予考虑。下面着重比较LC振荡电路、石英晶体振荡电路两种方案。
方案一：采用LC谐振回路产生所需的频率。优点是可以产生任意所需载波，缺点是频率稳定度比较低，如图1所示。
方案二：采用有源晶振。有源晶振只要加上电源就可以产生频率稳定的载波。优点是电路简单，频率稳定。缺点就是不能产生任意频率的载波，如图2所示。
图1 LC谐振震荡回路 图2 有源晶振震荡电路
方案论证：本设计对频率没有具体要求，而且无需产生多个频率，所以采用方案二。而且具有电路简单，频率稳定的优点。
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3.2 功率放大器方案
功率放大器，简称“功放”。很多情况下主机的额定输出功率不能胜任带动整个音响系统的任务，这时就要在主机和负载之间加装功率放大器来补充所需的功率缺口，而功率放大器在整个系统中起到了“组织、协调”的枢纽作用，在某种程度上主宰着整个系统能否提供良好的输出。
方案一，采用集成芯片。现有许多高频大功率的集成放大器(如AD815)可以用来设计高频功放。集成功放具有稳定度高，需要调整的参数少的特点，缺点是效率较低（集成功放一般采用线性放大），不满足系统对功耗及传输距离的要求。
方案二，采用分立元件的功率放大器。采用分立元件的高频电路受分布参数影响大，而且不易调整，但其电路结构比较灵活，对应于不同要求的信号，可以设计不同结构的放大器以获得最大的效率，而且输出功率可以设计的较大，价格也相对低廉。采用功放管，前级的缓冲级，一是控制能量发射模块的增益，二是给提供足够的驱动功率。
方案论证：本题目要求不能采用专用芯片和模块。能量发射模块功率上限为5W，需要较大功率的功放管，故选用方案二。
图3 采用分立元件的功率放大器 3.3 AC/DC电路方案
AC/DC（Alternating Current/Direct Current）其作用是将交流降压电路输出的电压较低的交流电转换成单向脉动性直流电，这就是交流电的整流过程，
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