I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   9 ,   No .   4 A u g u s t   201 9 ,   p p .   2 3 3 6 ~2 3 4 5   I SS N:  2 0 8 8 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v9 i 4 . p p 2 3 3 6 - 2345          2336       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s co r e . co m/ jo u r n a ls /in d ex . p h p / I JE C E   A new  desig n of c a pa citive po w er t ra nsfer bas ed on   hy brid  a ppro a ch f o r bio m edi ca l i m pla nta ble device       Z a ki M us t a pa Sh a k ir  Sa a t Yus m a rn it a   Yus o f   F a c u lt y   o f   El e c tro n ic an d   C o m p u ter E n g in e e rin g ,   Un iv e rsiti   T e k n ik a M a lay sia ,   M a la y sia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Oct  3 ,   2 0 1 8   R ev i s ed   Ma r   6 ,   2 0 1 9   A cc ep ted   Ma r   11 ,   2 0 1 9       T h is  p a p e p re se n ts  th e   d e v e lo p m e n o f   a   n e w   d e si g n   m e th o d   o f   c a p a c it iv e   p o w e tran sf e (CP T w h ich   is  b a se d   o n   h y b rid   c o n c e p f o Bio m e d ica l   Im p lan ts.  T h is  m e th o d   is  a b le  to   im p ro v e   v a rio u issu e f o u n d   in   t h e   w id e l y   u se d   C P T   s y ste m   th a is  b ip o lar   CP T   m e th o d .   Ba se d   o n   th e   a b il it y   o f   th is   p u r p o se d ,   th e   sim u latio n   o f   th e   CP T   sy ste m   h a b e e n   d e sig n e d   t o   p r o v e   a n   a m o u n o f   p o w e tran sf e rre d   th r o u g h   a   lay e o f   ti ss u e .   T h e   d e sig n   u se d   t o   v a li d a te t h e   su g g e ste d   m o d e w h ich   to   p o w e rin g   i m p lan ted   d e v ice ,   a n d   it   wa s   p e rf o r m e d   w it h   3 c m   sq u a re   p late s,  w h ich   h a v e   a   la y e o f   b e e f   w it h   th e   5 m m   th ick n e ss   in   b e tw e e n   2   c o u p li n g   p late .   P o w e sig n a wa g e n e ra te d   b y   Clas s   z e ro   v o lt a g e   s w it c h in g .   T h e   Clas z e ro   v o lt a g e   s w it c h in g   h a b e e n   d e sig n e d   to   g e n e ra ti n g   a lt e rn a te  c u rre n w it h   th e   1 M Hz   f re q u e n c y   a p p ro p riate   to   th e   h y b rid   C P T   sy s tem   sp e c i f ic a ti o n .   K ey w o r d s :   B io m ed ical  i m p lan t d ev ices   C ap ac itiv w ir ele s s   p o w er   tr an s f er   C las s   E   ze r o   v o ltag s w itc h i n g   H y b r id   ca p ac itiv p o w er   tr an s f er   Co p y rig h ©   2 0 1 9   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Z a k i M u s tap a   Facu lt y   o f   E lectr o n ic  an d   C o m p u ter   E n g i n ee r i n g ,     Un i v er s iti T ek n ik al  Ma la y s ia,   J alan   Han g   T u ah   J a y a,   7 6 1 0 0   Du r ian   T u n g g al,   Me la k a ,   Ma la y s ia .   E m ail:  m . za k i5 3 7 7 @ g m a il.c o m       1.   I NT RO D UCT I O N   W ir eless   p o w er   tr an s f er s   h av b ee n   b r o ad ly   ex p lo r ed   f o r   v ar io u s   ap p licatio n s   s u ch   a s   elec tr ic  ca r   ch ar g i n g ,   s m ar tp h o n c h ar g er ,   R FID   d ev ice s ,   p o w er i n g   i m p lan tab le  d ev ices   an d   m u c h   m o r e   [ 1 ] .   W ir eless   p o w er   tr an s f er s   ap p r o ac h   g en er all y   ca n   b clas s if ied   in to   n ea r   f ield   an d   f ar   f ie ld   p o w er   tr an s f er   ap p licatio n s   [ 2 ] .   T h n ea r - f iel d   ap p r o ac h   ca n   b d iv id ed   in to   s ev er al  t y p es  w h ic h   ar an   in d u cti v r eso n a n c e   f r eq u en c y   co u p li n g   ( I R F C ) ,   u l tr aso n ic  e n er g y   tr a n s f er ,   a n d   n ea r - f ie ld   ca p ac it iv e   co u p li n g   ( NC C ) .   P r ev io u s l y ,   th co m p ar i s o n   o f   ch ar ac ter is t i cs o f   ea c h   t y p o f   w ir ele s s   p o w er   tr an s f er s   h as b ee n   m ad b y   o t h er   r esear ch er s   an d   b ased   o n   th co m p ar is o n   m ad e,   ev er y   t y p o f   w ir ele s s   p o w er   tr an s f e r s   h as  t h ad v an ta g o v er   o th er   t y p es   [ 3 - 4] .   T h is   r ea s o n   r ein f o r ce s   t h at  ea c h   t y p o f   W P T   ca n   b ap p lied   ac co r d in g   to   s u i tab ilit y   a n d   r eq u ir e m en t o f   t h ap p licatio n s .     A d v an ce m e n o f   b io m ed ical  im p lan t s   h a s   b ee n   v er y   s u cc es s f u in   t h cr ea tio n   o f   s ev er al   ty p es  o f   i m p lan tab le  d ev ices  s u c h   as  c ar d io v ascu lar   i m p lan tab le  d ev ices,  C o ch lear ,   n e u r al,   r etin al  an d   m o r o th er s   to   m ee m ed ical  n ee d s   [ 5 ] .   E ac h   t y p o f   i m p la n tab le  d ev ice   h as  it s   o w n   s p ec i f icatio n s   e s p ec iall y   i n   ter m   o f   p o w er   ch ar ac ter is tic s   to   allo w   t h en   to   s a f el y   o p er ated .   So m i m p la n tab le  d ev ice  t y p e s   r eq u ir b io s af et y   s o u r ce   o f   elec tr ical  p o w er   to   o p er a te  p r o p er ly .   T h s ea led   b atter y   as  t h p o w er   s o u r ce   o f   i m p lan tab le  d e v ice s   ca n   o n l y   s u p p l y   t h en er g y   f o r   lim ited   ti m e   [ 6 ] .   T h p atie n w ill  ex p er ie n ce   tr au m w i t h   r ep ea ted   s u r g er y   f o r   r ep lacin g   t h b atter y .   B e ca u s e   o f   co n s ta n t   d ep en d en c o n   elec tr ical  p o w er   s o u r ce s ,   w ir ele s s   p o w er   tr an s f er   m et h o d   is   r eq u ir ed   to   o v er co m t h li m i ted   lack   o f   b atter y   p o w er   s o u r ce   ca p ab ilit y   an d   th i s   co u ld   ab le  to   av o id   r ep ea te d   s u r g er y   to   r ep lace   th b atter y   o f   i m p la n ts   [ 7 ] .   A p r ese n t,  b io m ed ical  tec h n o lo g y   h a s   b ee n   alr e ad y   e s tab l is h ed   w it h   b o th   t y p o f   w ir el ess   p o w er   tr an s f er ,   w h ich   is   in d u cti v a n d   u l tr aso u n d   p o w er   tr a n s f er ,   an d   alr ea d y   u s ed   f o r   w ir ele s s   p o w er   d eliv er y   f o r   s ev er al  i m p la n tab le  d ev ice s   s u ch   as  n e u r al  i m p la n ts   [ 8 ] .   Ho w e v er ,   b o th   m et h o d s   h av w e ak n e s s e s   in   ter m s   o f   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       A   n ew d esig n   o f c a p a citive  p o w er tr a n s fe r   b a s ed   o n   h y b r id   a p p r o a c h   f o r   b io med ica l…  ( Za ki  Mu s ta p a )   2337   s ig n al  i n ter f er e n ce   [ 9 ] .   A ls o ,   s in ce   th i n d u cti v p o w er   tr an s f er   p r o p ag atin g   p o w er   b y   in d u cin g   elec tr o m ag n etic  f ield ,   it  i s   r is k y   to   i n ter f er w i th   o t h er   s u r r o u n d i n g   d e v ices  th at  s en s iti v to   t h e   elec tr o m ag n etic  f ield .   T h u s ,   r ed u cin g   t h is   k i n d   o f   in ter f er e n ce   is   o n o f   th e   m a in   c h alle n g e s   to   d esi g n   a n   in d u cti v p o w er   tr a n s f er   s y s te m   [ 10 ] .     T h ca p ac itiv w ir eles s   p o w er   tr an s f er ,   o n   th o th er   h a n d ,   h as  b ee n   u s ed   in   s e v er al  ap p licatio n s   an d   h as  b ee n   p r o p o s ed   f o r   b io m ed ical  i m p lan tab le  d ev ice  s i n ce   2 009   b y   Am ir   M.   So d a g ar   et.   al  [2 - 11 ].   T h is   ap p r o ac h   w a s   also   r ec en t l y   u s ed   f o r   s en s in g   t h b io m e d ical  s ig n al  as  g iv e n   i n   [ 12 ] .   Ho w e v er ,   u p   to   d ate,   to   th au th o r s   k n o w led g e,   t h e   ac h iev e m e n in   ca p ac iti v lin k ag s tu d ies  i s   n o as  s u cc ess f u as  th i n d u cti v e   lin k .   T h is   i s   b ec au s e   o f   t h li m ited   r an g f ac to r   o f   t h ca p ac itiv l in k .   N C C   ap p r o ac h es   is   d if f er e n to   t h e   in d u cti v p o w er   tr an s f er ,   in   w h ic h   t h elec tr o m a g n etic  a s   m ec h an is m   f o r   tr an s f er r i n g   e n er g y   [ 1 3 - 14] .   B u I n   C P T ,   th elec tr ic  f ield   b et w ee n   b o th   p ar allel  tr an s m it ter s   an d   r ec eiv er   p lates  is   u s e d   as  th m ec h an is m   f o r   tr an s f er r i n g   en er g y   i n   ter m   o f   p o w er   an d   d ata.   I w as  th s o lu tio n   to   t h I P T   p r o b l e m   w h ic h   t h C P T   ap p r o ac h es  eli m i n ated   th r elativ el y   lar g elec tr o m ag n e tic  in ter f er en ce   f r o m   th s en s it iv elec tr o n ic  i m p lan tab le  d ev ice  [ 15 ] .   Ho w e v er ,   th s ize  o f   b ip o lar   C PT   s y s te m   ar t h w ea k n e s s es  th a n ee d   to   b e   ad d r ess ed   in   t h d esi g n .   I n   a d d itio n ,   th b ip o lar   C P T   s y s t e m   e x p er ien ci n g   t h h ig h   p o w er   lo s s   d u e   to   lo ca p ac itiv v alu a b o th   f o r w ar d in g   a n d   r etu r n   p ath   co u p li n g   p late   in   th p o w er   tr an s m i ttin g   cir cu it.  F u r th er   d escr ip tio n   w ill  b d is c u s s ed   in   t h n e x s ec tio n   [1 6 ] .   T h er ef o r e,   th is   p ap er   p r o v id es  s tu d y   o n   th H y b r id   C P T   s y s te m   to   s o l v th s ize  an d   ef f icie n c y   p r o b le m s   o f   ex i s t in g   C P T   b ip o lar   s y s te m s .   I n   g e n er al,   t h m ai n   o b j ec tiv o f   t h is   p ap er   is   to   p r ese n t h d ev elo p m en t   o f   n e w   m et h o d   o f   h y b r id   ca p ac itiv p o w er   tr an s f er   ( C P T )   f o r   B io m ed ical  I m p lan t s .   C o n te n ts   o f   t h is   p ap er   ar o r g an ized   as  f o llo w s :   I n   s ec tio n   2 ,   th b asic  t h eo r y   o f   th ca p ac iti v co u p lin g   p o w er   tr an s f er   in   b io m ed ical  d ev ice  is   ex p lai n ed ,   an d   it  co n ti n u es   to   co u p li n g   p late   w it h   tis s u e   a n al y s is   i n   s u b s ec t io n   3 .   T h h y b r id   ca p ac iti v l in k   i s   e x p lain ed   in   s ec tio n   4   a n d   it  co n ti n u e s   to   P o w er   Ma n a g e m e n w h ic h   co n s i s ts   th e   s i m u latio n   o n   d esi g n in g   c lass   E   p o w er   a m p li f ier   w it h   C P T   ap p lied .   T h d r a w b ac k s   a n d   s o lu ti o n   o f   t h s y s te m   ar d is c u s s ed   i n   s ec tio n   6 ,   th r e m ai n i n g   s ec tio n   is   t h co n clu s io n   an d   t h f u tu r d ev e lo p m e n o f   t h is   s t u d y .   T h p ap er   s u m m ar izes  t h e   r ese ar ch   n ee d s   o f   ca p ac iti v w ir ele s s   p o w er   tr an s f er   in   b io m ed ical  i m p la n tab le  d ev ice 's  t ec h n o lo g y .   I n   o r d er   to   i m p r o v th s y s te m ,   th s tu d y   r e m ai n s   o p en   to   d is co v er   t h b est  s o l u tio n .   T h u s ,   th a u t h o r   p r ep ar es  p lan s   f u tu r w o r k   f o r   th ese  r esear c h   an d   d ev elo p m en t o f   C P T   in   th b io m ed ical  i m p lan tab le  d ev i ce .       2.   CAP ACI T I V E   CO UP L I N G   P O WE T R ANSF E I B I O M E DICA L   DE V I C E   C P T   a p p r o ac h es  is   w ir eles s   p o w er   tr an s f er   s c h e m u s i n g   p air   o f   co u p lin g   p late  t o   tr an s f er   elec tr ical  f ield   th r o u g h   d ielec tr ic  b ar r ier .   T h is   s c h e m is   p er f o r m ed   b y   t h d is p lace m e n t   o f   cu r r en w ith o u t   co n d u cto r   as a   m ed iu m   f o r   th tr an s f er   o f   c h ar g e s .     T h p o w er i n g   s y s te m   co n s i s ts   o f   p air s   o f   co n d u cto r   p late  lo ca ted   o n   eith er   s id o f   t h s k i n   o f   ce r tai n   tis s u t h ick n e s s ,   a n d   its   f o r m   ca p ac iti v co u p li n g   w h ich   to   en ab le  t h w ir ele s s   p o w er   tr an s f er   [ 17 ].   T h p r in cip le  o f   C P T   w ir eless   p o w er   tr an s f er   is   ab o u t h d is p lace m e n c u r r en to   tr an s f er   th p o w er   b et w ee n   t w o   co n tactle s s   co n d u cto r   p la tes.  T o g eth er   w i th   t h at,   co n d u ctio n   cu r r e n al s o   i n d u ce d   b et w ee n   b o t h   p lates.   B o th   d is p lace m en t a n d   co n d u ctio n   eq u atio n s   ar g i v en   i n   ( 1 )   an d   ( 2 ) ,   r esp ec tiv el y   [ 1 8 - 19 ] .      =   0 ( )      ( 1 )      =   ( ) ( )   ( 2 )     Fo r   co m p lete  cir cu it  o f   p o w er   d eliv er y   to   lo ad   in   b ip o lar   C P T   s y s te m ,   t w o   s u c h   ca p ac itan ce s   ar e   r eq u ir ed .   I n   o r d e r   to   im p r o v e   th ef f ec ti v p o w er   d eli v er y ,   d is p lace m en cu r r en s h o u ld   b in cr ea s ed   w h ile   th co n d u ctio n   cu r r e n n ee d s   to   m i n i m ize  a s   lo w   a s   p o s s ib le  to   r ed u ce   t h p o w er   lo s s   w i th   co n s id er in g   th e   p ar am eter   o f   ar ea   ( A ) ,   elec tr i f ield   ,   d is tan ce   ( D) ,   an d   r elativ p er m i tti v it y   ( ϵ r )   in   o p ti m u m   v al u es  [ 20 ].   Fro m   th e   d is p lace m e n c u r r en eq u at io n   i n   ( 1 ) ,   th er ar s ev er al  p ar a m eter s   th at  a r p o s s ib le  to   b e   m an ip u lated   in   o r d er   to   in cr ea s th d is p lace m e n c u r r en an d   at  th s a m ti m to   i m p r o v e   th p o w er   tr an s f er   ef f icien c y .   Am o n g   t h e m ,   t h p ar am eter   o f   elec tr ic  f iel d   s tr en g th ,   E   i s   t h m o s a f f ec ted   o n to   t h d is p lace m e n cu r r en v al u e.   T h ese  p ar a m eter s   ca n   i m p r o v th e f f icie n c y   b y   i n cr ea s in g   th tr a n s m it ter   ex citatio n   v o lta g an d   r ed u c in g   th s ep ar atio n   d is ta n ce   b et w ee n   th co u p lin g   p lates.   T h d is p lace m e n t   cu r r en v al u is   also   af f ec ted   b y   t h r ate  o f   ch an g o f   th el ec tr ic  f ield .   T h u s   th ef f ic ie n c y   ca n   b i m p r o v ed   b y   in cr ea s in g   t h o p er atin g   f r eq u en c y   [ 2 1 ] .   B esid es  th at,   i n cr ea s in g   t h m ag n it u d o f   t h e   elec tr ic  f ie ld   also   ca n   i m p r o v th tr a n s f er r in g   p o w er   ef f icien c y ,   w h er eb y   it  ca n   b d o n b y   ex p an d in g   t h co n d u cto r   o f   th co u p lin g   p late  ar ea   [ 2 2 - 23 ] .   Ho w e v er ,   all  t h p ar a m eter s   w er li m ited   b y   t h b io m ed ical  i m p la n tab le     d ev ice  s p ec if ica tio n .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   4 A u g u s t 2 0 1 9   :   2 3 3 6   -   2345   2338   Sin ce   t h p air s   o f   co n d u cto r   p late  ( lim ited   B io h az ar d   d im e n s io n )   s ep ar ated   b y   f e w   m illi m eter   tis s u es  ( <5 m m )   as  t h d ielec tr ic  m ed iu m   ϵ r ,   σ ,   th p o w e r   tr an s f er   s tr e n g th   i s   li m ite d   d u to   th w ea k   ca p ac itan ce   v al u es[ 24 ] .   T h u s ,   f e w   m il li m e ter s   d ee p   o f   tis s u es  w h ich   p o s s ib le  to   attac h   t h r ec eiv er   p late  is   u n d er   th la y er   o f   s k i n   as  ill u s tr ated   in   F ig u r 1   [ 25 ] .   B esid es  th at,   th s u r f ac ar ea   o f   th co u p lin g   p late  th at   n ee d s   to   b m i n i m ized   w ill  b ch allen g to   o b tain   h i g h   p o w er   tr an s f er   v al u es.  T h u s ,   th s p ec if ic  o n   d esig n in g   ca p ac itiv w ir ele s s   p o w er   tr an s f er   s h o u ld   b p r o p o s ed   to   o v er co m th co n s tr ai n ts   a n d   to   f u l f ill  t h e   b io m ed ical  i m p lan tab le  d e v i ce   r eq u ir e m en t.  I n   d esi g n i n g   ca p ac itiv w ir ele s s   p o w er   tr an s f er   f o r   th b io m ed ical   p u r p o s e,   th er ar s ev er al   p ar ticu lar   asp ec t s   n ee d s   to   b co n ce r n ed ,   s u ch   as  t h ele m e n o f   B io s af et y ,   t h p er f o r m a n ce   o f   th p o w er   d eliv er y   e f f icie n c y ,   r an g f o r   m i s ali g n in g ,   ef f ec ti v r an g o f   s y s te m   an d   o th er s   [ 2 6 ].   Fig u r 1   illu s tr ates  t h p air   o f   co u p li n g   p late  u s ed   i n   b ip o lar   C P T   s y s te m   f o r   b io m ed ical  i m p la n t   d ev ices.  B ip o lar   C P T   s y s te m   r eq u ir e s   b i g g er   s p ac t o   ac co m m o d ate  t h 2   r ec eiv er s   i m p la n ted   p late.   T h is   m att er   w ill  lead   to   th r is k   o f   s k in   ti s s u d a m ag e.   T h u s ,   th au th o r s   w o u ld   lik to   p r o p o s th n e w   C P T   s y s te m   w h ic h   is   h y b r id   C P T   s y s te m .   T h ese  n e w   d esi g n   w i ll   ab le  to   r ed u ce   th s ize  o f   th i m p lan ted   r ec ei v er   p late,   an d   at  t h s a m ti m a b le  to   i m p r o v p o w er   d eli v er y   e f f icien c y .   B e f o r d is cu s s i n g   o n   h y b r id   C P T   s y s te m ,   f ir s t,  o n n ee d s   to   u n d er s tan d   th ca p ac iti v C o u p lin g   P late  w ith   T is s u s p ec if icatio n .   Hen ce   th e   d is cu s s io n   o n   C o u p li n g   P late  w it h   T is s u A n al y s is   i s   g i v e n   in   th n e x t sectio n .           Fig u r 1 .   P air   co u p lin g   p late  b ip o lar   C PT   s y s te m   f o r   i m p la n t ab le  d ev ices  E f f ec ts   o f   s elec ti n g       3.   CO UP L I N G   P L AT E   WI T H   T I S SUE   A NALY SI S   T o   d esig n   t h ca p ac itiv p o w e r   tr an s f er   f o r   th b io m ed ical  p u r p o s e,   it  is   i m p o r tan to   i n v e s tig a te  th e   ch ar ac ter is tic  o f   th e   co u p lin g   p late  w h er th is   w i ll  b u s ed   as  m ed iu m   f o r   p o w er   t r an s f er .   Fro m   t h is   an al y s is ,   s ev er al  p ar a m eter s   o f   co u p lin g   p late  s u ch   a s   ca p ac itan ce ,   i m p ed an ce ,   a n d   co n s t an p er m itti v it y   o f   tis s u ca n   b f o u n d   an d   w il b u s ed   f o r   th d e v elo p m e n o f   b ip o la r   ca p ac itan ce   p o w er   tr an s f er   ( C P T )   f o r   B io m ed ical  I m p la n t s .     T h v alu o f   d ielec tr ic  th ic k n ess ,   t,  o p er atin g   f r eq u en c y ,   f   a n d   p late  s ize  to   b u s ed ,   A   ( A)   is   f ix ed   p ar am eter   i n   m ea s u r in g   an d   ca lcu lati n g   p ar a m eter s   o f   co u p lin g   p late.   I n   t h i s   w o r k ,   th e   v alu o f   d ielec tr ic   th ic k n e s s   is   0 . 0 0 5 m ,   w h ile  t h e   o p er atin g   f r eq u e n c y   is   1 M h an d   s ize  o f   th p late  to   b u s ed   is   9 cm 2 .   T o   ca r r y   th p r o p er   p er m itti v it y   m ea s u r e m en t,  2 0 Hz - 1 0 Mh i m p ed an ce   an a l y ze r   a n d   d ielec tr ic  f i x tu r test   h a v b ee n   u s ed ,   s ee   Fi g u r 2 .   C ap ac itan c m ea s u r e m e n f r o m   1 k Hz  to   1 0 MH z   as sh o w n   i n   Fi g u r 3.           Fig u r 2 Dielec tr ic  f i x t u r tes t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       A   n ew d esig n   o f c a p a citive  p o w er tr a n s fe r   b a s ed   o n   h y b r id   a p p r o a c h   f o r   b io med ica l…  ( Za ki  Mu s ta p a )   2339   T h d ielec tr ic  co n s tan t c an   b o b tain ed   u s i n g   t h f o llo w in g   (3 - 4) :     є = є 0 є =   ( 3 )     є = × × є 0   ( 4 )           Fig u r 3 C ap ac itan ce   m ea s u r e m en f r o m   1 k Hz  to   1 0 MH z       w h er ,   є   Dielec tr ic  co n s ta n t ( p er m itt iv it y )   [ ]     є 0 Sp ac p er m itt iv it y   8 . 8 5 4 x 1 0 - 12   [ ]   є   ( R elativ p er m it tiv it y )   o f   te s m ater ial     E q u iv ale n t p ar allel  ca p ac itan ce   v al u f o r   d ielec tr ic  test   [ F]  6 4 1 . 3 2 p F   t =   T h ick n es s   o f   tes m ater ial  [ m ]   0 . 0 0 5 m   d   d iam eter   o f   d ielec tr ic  f ix tu r test   [ m ]   0 . 0 3 8 m   T h en ,   th f o llo w i n g   p ar a m eter s   ca n   b ca lcu lated   (5 - 6) ;     = × ( 2 ) 2 = 1 . 1341 × 10 3 2   ( 5 )     є = 0 . 005 × 641 . 32 × 10 12 1 . 1341 × 10 3 × 8 . 854 × 10 12     ( 6 )     є = 319 . 34   є = 2 . 82744 × 10 9     Hen ce ,   th ca p ac ita n ce   f o r   s i n g le  co u p li n g   p late  w it h   9 c m 2   s ize  an d   s ep ar ated   b y   5 m m   ti s s u ca n   b w r itte n   as   ( 7 ) :     = є 0 є = 5 . 09 × 10 10 = 509    ( 7 )       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   4 A u g u s t 2 0 1 9   :   2 3 3 6   -   2345   2340   4.   H YB RID CA P ACI T I VE   L I NK   T h is   n e w l y   p r o p o s ed   ca p ac itiv p o w er   tr a n s f er   s y s te m   h a s   o n l y   ap p lied   o n e   ac ti v e   co u p lin g   ca p ac ito r ,   an d   u s t h t is s u e   to   s er v e   as   th e   r etu r n   p at h   f o r   th e   cu r r en t.   T h is   m et h o d   ap p lied   b o th   t y p e   o f   cu r r en w h ic h   i s   t h d is p lace m en c u r r en f o r   f o r w ar d   b iasi n g   a n d   co n d u c ti o n   c u r r en t   f o r   th r et u r n   p ath .   T h is   m eth o d   w ill  r ed u c th s ize  o f   th i m p la n d ev ice  a n d   at  th s a m ti m i n cr ea s t h ef f icien c y   o f   p o w er   tr an s f er   wh ich   th e   r etu r n   co u p lin g   ca p ac iti v p late  as   in   b ip o lar   s y s te m   h a s   b ee n   r e m o v e .   Fig u r 4   ill u s tr ate s   th h y b r id   C P T   s y s te m   f o r   b io m ed ical  i m p la n tab le  d ev ice s .           Fig u r 4 C lass   E   ze r o   v o ltag e   s w itch in g   cir cu i t [ 2 7 ]       B ased   o n   F i g u r 4 ,   e x ter io r   p ar t o f   t h s y s te m   co n tai n s   tr a n s m itter   f o r w ar d in g   p late  an d   tr an s m itter   co n d u cto r   ter m i n al  a n d   C la s s   E   p o w er   a m p li f ier ,   w h ile  r ec eiv er   f o r w ar d in g   p late,   r ec ei v er   co n d u cto r   ter m i n al,   a n d   i m p lan tab le  d ev ice  ar i m p lan ted   p ar o f   th s y s te m Fig u r e   5   illu s tr ates  t h g en er al  s c h e m atic  o f   t h h y b r id   C P T   s y s te m .           Fig u r 5 T h g en er al  s ch e m at ic  o f   th h y b r id   C P T   s y s te m       T h u s ,   v al u o f   r ea ctan ce   i f   f =1 Mh is   ( 8 )     = 1 2 = 1 2 × 1 × 509 = 312 . 682   ( 8 )     B y   a s s u m in g   t h r esi s ta n ce   o f   th i m p lan d e v ice  is   5 0 Ω ,   th i m p ed an ce   v alu o f   t h cir c u it  i s   eq u al   to   3 1 6 . 6 5 Ω   Hen ce ,   th cu r r en t   ( I )   in   s er ies  R C   cir cu it v al u i s   ( 9 )     I = V Z = 12 316 . 65 = 37 . 896mA   ( 9 )       T h u s ,   v o lta g es  ac r o s s   t h i m p l an d ev ice s   i n   t h cir cu i t   is   1 . 8 9 4 8 V.   T h en ,   th s i m u la tio n   o f   th co u p li n g   C P T   cir cu it  i s   ex ec u ted   b ased   o n   t h p ar a m eter s   s et.   F ig u r 6   s h o w s   t h s i m p le  s i m u latio n   t o   o b s er v th o u tp u t   v o ltag e   an d   c u r r en o f   co u p lin g   ca p ac iti v s y s te m .   T h s i m u la tio n   u s ed   to   p r o v th at  a n   a m o u n o f   d is p lace m e n t c u r r en t f lo w   t h r o u g h   th co u p li n g   ca p ac itiv p late  to   th lo ad .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       A   n ew d esig n   o f c a p a citive  p o w er tr a n s fe r   b a s ed   o n   h y b r id   a p p r o a c h   f o r   b io med ica l…  ( Za ki  Mu s ta p a )   2341       Fig u r 6 Dis p lace m e n t c u r r e n t f lo w   s i m u latio n       Fig u r 7   p r esen t s   t h w a v e f o r m   ac co r d in g   to   th e   cu r r en f lo w   in   th e   cir cu i t.  Ma x i m u m   v a lu e   ca p tu r ed   in   t h s i m u latio n   is   0 . 0 3 8 A   w h ich   is   clo s to   th e   th eo r etica ca lc u latio n   as  g i v en   i n   ( 6 ) .   Fig u r 8   s h o w s   t h w av e f o r m   ac co r d in g   to   th v o lta g ac r o s s   th lo ad .   Ma x i m u m   v al u ca p tu r ed   in   th s i m u latio n   is   1 . 9 w h ic h   is   clo s to   t h th e o r etica l c alcu latio n ,   V L = 1 . 8 9 4 8 V .           Fig u r 7 C u r r en f lo w   i n   th c ir cu it           Fig u r 8 T h v o ltag ac r o s s   t h lo ad       5.   P O WE M ANAG E M E NT   T h p r ev io u s   s ec tio n ,   th c h ar ac ter is tic  o n   th h y b r id   C P T   d esig n   b ased   o n   th b io m ed ica l   i m p lan tab le  d ev ice   co n s tr ain h a s   b ee n   d is c u s s ed .   T h s p ec if icatio n   w i ll  b e   p ar t   o f   m o d eli n g   an d   ex p er i m e n tal  v alid atio n   C P T   as  d ev elo p in g   w ir ele s s   p o wer   tr an s f er   to   p o w er in g   b io m ed ical  i m p lan tab le   d ev ices.  Dete r m in in g   t h s ize  o f   th ca p ac ita n ce   p late  at  th e   r ec eiv er   p ar is   v er y   i m p o r tan b ef o r th p o w er   m an a g e m e n d esig n   i s   p r o p o s ed .   Sin ce   th r ec ei v in g   p l ate  w il b p lac ed   in s id af ter   th s k in   la y er ,   th s ize  o f   t h p late  s h o u ld   m i n i m ize  a s   s m all   as   p o s s ib l w h i le  s m all   ca p ac itan ce   p l ate  w ill  ca u s t h r ed u ctio n   o f   th p o w er   tr an s m is s io n   e f f icie n c y   [ 26 ] .   Ho w ev er ,   it  ca n   b s o lv ed   b y   ch o o s in g   t h o p ti m u m   o p er atin g   f r eq u en c y   a n d   ap p ly   t h ap p r o p r iate  i m p ed an ce   m atc h in g   n et w o r k   o f   t h p o wer   a m p lifie r   s y s te m   w il b in cr ea s in g   th p o w er   t r an s m is s io n   ef f ic ien c y   w h i le  en s u r in g   h i g h   f r eq u e n c y   g e n e r ated   in   p e r f ec ze r o   v o ltag s w itc h i n g   [ 27 ] .     T h s tu d y   o f   o p ti m izatio n   f o r   ca p ac itiv w ir ele s s   p o w er   tr an s f er s   s y s te m   h as   b ee n   co v er ed   b y   m an y   r esear ch er s   [ 28 ] .   T h o p ti m i za tio n   p o w er   tr an s f er s   s tu d y   f o c u s es   o n   in cr ea s in g   th e   e f f icien c y   o f   p o w er   tr an s f er s   a n d   to   m an a g s y s te m   d u e   to   m is al ig n m en o f   co u p lin g   p late.   T h p o w er   tr an s m is s io n   ef f icie n c y   r ate  f o r   C P T   d ep en d s   o n   p o w er   s ig n al  f r eq u e n c y   g e n er ated   b y   t h i n v er ter .   A n   I n v er ter   o r   k n o w n   as  P o w er   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   4 A u g u s t 2 0 1 9   :   2 3 3 6   -   2345   2342   a m p li f ier   to p o lo g ies  h a s   b ee n   class i f ied   b y   it s   d esi g n   n a m ed   A ,   B ,   A B   an d   C   f o r   a n alo g   d esig n s   an d   c lass   D   an d   E   f o r   s w itc h in g   d es ig n .   Xio n g   [ 29 ]   h as  r ec o m m e n d ed   class   E   a m p li f i er   as  its   p r o o f   ab ilit y   to   g i v e   th h i g h est  e f f icie n c y   w it h   s i m p le  s w itc h i n g   cir cu it  r eq u ir ed .   T h class   E   p o w er   a m p li f i er   h as  t w o   d i f f er e n t   t y p es  w h ich   ar C la s s   E   ze r o   cu r r en s w itc h i n g   a n d   C las s   E   ze r o   v o ltag e   s w itch in g   w h er b o th   b elo n g   to   th f a m il y   o f   s o f t - s w itc h i n g   i n v er ter s .   C lass   E   Z V in v er t er s   k n o w n   a s   th m o s e f f ici en in v er ter   w h ic h   th s w itc h   clo s ed   at  ze r o   v o ltag co n d itio n s   o cc u r r ed   if   all  co m p o n en t s   v al u es  o f   p r o p er ly   d esig n ed .   Gen er al  C la s s   E   ze r o   v o lta g s w itc h in g   a n   a m p li f ier   w it h   h y b r id   C P T   lin k s   s c h e m atic  d i ag r a m   a s   s h o w n   i n     Fi g u r 9   [ 30 ].   Fo r   n o tatio n   s i m p licit y   an d   v a lu e s   ar as sh o w n   i n   th T ab le  1 .           Fig u r 9 C lass   E   Z VS  w i th   H y b r id   C P T   lin k s   s ch e m at ic       T ab le  1 .   P ar am eter s   f o r   C la s s   E   in v er ter   w it h   π1 b   i m p ed an c m atch in g   P ar am eter   Valu   Fre q u en c y   ( )   1 . 0 0   MH z   Du t y   C y cle  ( )   5 0 . 0 0 %   I n p u t v o lta g D C   ( )   1 2 . 0 0 V   I n p u t c u r r e n t ( )   0 . 3 7 A   L o ad   R esi s tan ce   ( )   50 . 0 0   Ω   C h o k in d u cto r   ( )   300 . 0 0   μ H   Sh u n t c ap ac ito r   ( 1 )   4 . 5   nF   Ser ies in d u cto r   ( )   21   μF   Ma tch i n g   ca p ac ito r   ( 3 )   8 6 0   p F   Fix ed   co u p li n g   ca p ac ito r   ( 2 )   509   pF   Ma x i m u m   s w itc h   cu r r en t (  )   1. 4   A       T h o p tim u m   v alu e   p o w er   o f   o u tp u w as  e v al u ated   i n   w h i ch   t h cir cu it  g en er ate s   t h z er o   v o ltag s w itc h in g   co n d itio n .   T h cir c u it  w as   s i m u lated   u s i n g   Si m u li n k   as  s h o w n   in   F i g u r e   1 0 .   I n   F ig u r e s   1 1   an d   1 2   i s   t h v o ltag e   ac r o s s   a n   o u tp u l o ad   an d   c u r r en ac r o s s   a n   o u t p u lo ad T h r esu lt   o t h s i m u latio n   as  s h o w n   i n   T ab le  2 .         Fig u r 10 C lass   E   Z VS  w it h   H y b r id   C P T   lin k s   s i m u latio n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       A   n ew d esig n   o f c a p a citive  p o w er tr a n s fe r   b a s ed   o n   h y b r id   a p p r o a c h   f o r   b io med ica l…  ( Za ki  Mu s ta p a )   2343       Fig u r 11 T h v o ltag ac r o s s   an   o u tp u t lo ad           Fig u r 12 C u r r en t a cr o s s   a n   o u tp u t lo ad       T ab le  2 T h r esu lt  o t h s i m u latio n   R es u lt    Valu e   Ou tp u t V o ltag ( V RL )   2 1 . 3 9 V p   C u r r en t O u tp u t ( I out )   0 . 4 2 7 8 A p       6.   DRAWB ACK S AN SO L U T I O N   P o w er   tr a n s f er   ef f ic ien c y   P T E   is   an   i m p o r tan v a lu w h i ch   to   en s u r in g   t h f in a lo a d   r ec eiv es   en o u g h   p o w er   f o r   th eir   cir cu it   o p er atio n .   Sin ce   th C P T   ef f i cien c y   v er y   s en s iti v to   ch an g es  in   t h alig n m en t   o f   co u p lin g   ca p ac itiv p lates,   th p o w er   d eliv er y   o n   th r ec eiv er   w i ll  b in co n s i s te n c y   v alu e   [ 3 1 ] .   T h is   is   ch alle n g e   f o r   r esear ch er s   to   f i n d   s o l u tio n s   to   th e   i n co n s is te n c y   p r o b le m s   o f   p o w er   o u tp u t.  F u r th er m o r e,   th i s   s y s te m   s h o u ld   b d esig n ed   f o llo w i n g   t h r eq u ir e m e n o f   d ev ices  an d   th b io s af e t y   s p ec if icatio n   s ta n d ar d   [ 3 2 ] .   I n   o r d er   to   an al y ze   li m it atio n   o f   b io s a f et y   i n   t h s y s te m ,   s p ec i f ic  ab s o r p tio n   r ate  ( S AR )   an al y s is   n ee d   to   b d o n to   s ee   th m ax i m u m   li m it o f   t h i s   d esig n   [ 3 3 ]   I n   o r d er   to   co m p lete  t h p r o p o s ed   m e th o d   o f   h y b r id   ca p a citiv p o w er   tr an s f er   in   th b io m ed ical   i m p lan tab le  d ev ice,   th e   s t u d y   r e m ai n s   o p en   to   d is co v er   t h e   b est  s o l u tio n .   T h i m p r o v e m en ca n   b s tu d ied   th r o u g h   s e v er al  p ar ts   o f   th s y s te m ,   s u ch   as  t h f ee d b ac k   an d   r eg u lati n g   th o p er atin g   f r eq u en c y ,   d esi g n   o f   i m p ed an ce   m a tch i n g ,   an d   d esig n   o f   co u p lin g   ca p ac itiv p l ate   [ 34 ] .   T h u s ,   an   ef f icie n a n d   r eliab le  w a y   o f   ca p ac itiv w ir eles s   p o w er   tr an s f er   f o r   i m p lan tab le  b io m ed ic al  d ev ices is e x p ec ted   as a   s u c ce s s f u l o u tco m e.       7.   CO NCLU SI O N   T h is   p ap er   is   to   p r ep ar e   n e w   m et h o d   o f   h y b r id   ca p ac itiv p o w er   tr an s f er   in   t h b io m ed ical   i m p lan tab le  d ev ice.   B ased   o n   th is   s t u d y ,   h y b r id   ca p ac iti v p o w er   tr a n s f er   s y s te m s   ar e   n e w   m e th o d   t h at   h a s   th p o ten tial  to   ap p l y   to   b io m ed ical  i m p la n tab le  d ev ices.   I w as   t h s o lu tio n   to   th e   b ip o lar   C P T   p r o b lem   w h ic h   t h h y b r id   C P T   ap p r o ac h es  el i m in ated   t h r et u r n   p ath   ac ti v co u p li n g   p late  to   f o r m   th e   co m p lete   cu r r en f lo w   i n   th cir c u it.  T h in v e s ti g atio n   p r o v ed   th at  t h h y b r id   C P T   s y s te m   ab le  to   d e liv er   m o r ef f icie n t   r ath er   th a n   t h b ip o lar   s y s te m   w h er th to tal  o f   o u tp u r ea ctan ce   v al u h as  b ee n   r ed u ce d   s i g n i f ica n tl y .   Ho w e v er ,   all  th p ar a m eter s   e s p ec iall y   s ize  an d   b io s af et y   wer li m ited   b y   th b io m ed ical  i m p lan tab le  d ev ice  s p ec if icatio n .     C las s   E   Z VS  i n v er ter s   k n o w n   as  th m o s e f f icie n i n v er ter   w h ic h   th s w itc h   clo s ed   at  ze r o   v o ltag e   co n d itio n s   o cc u r r ed   if   all  co m p o n en ts   v al u es  w a s   p r o p er l y   d esi g n ed .   Ho w ev er ,   t h er i s   also   an   ele m e n o f   in p u t   i m p ed a n ce   a n d   lo ad   i m p ed a n ce   eq u ilib r iu m   th at   n ee d s   to   b ascer tai n ed   to   p r o d u ce   th e   m a x i m u m   p o w er   at  t h o u tp u o f   t h cla s s   p o w er   a m p li f ier .   Si n ce   t h C P T   ef f icie n c y   v er y   s en s iti v to   ch a n g e s   i n   t h e   alig n m e n o f   co u p li n g   ca p ac itiv p lates,  th p o w er   d eli v er y   o n   th r ec eiv er   w ill  b in co n s i s te n c y   v alu e.   I n   o r d er   to   im p r o v th ef f icie n c y   o f   ch a n g i n g   p o w er   tr an s f er r ed ,   th s tu d y   r e m ai n s   o p en   to   d is co v er   th |   b est s o lu tio n .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   4 A u g u s t 2 0 1 9   :   2 3 3 6   -   2345   2344   T h i m p r o v e m e n ca n   b s t u d ied   th r o u g h   s e v er al  p ar ts   o f   th s y s te m ,   s u ch   a s   t h f ee d b ac k   an d   r eg u lat in g   t h o p er atin g   f r eq u en c y ,   d e s ig n   o f   i m p ed an ce   m atch i n g ,   a n d   d esi g n   o f   co u p li n g   ca p ac itiv e   p late.   Ho w e v er ,   t h er ar s o   m a n y   t h in g s   h as   to   m aster   in ,   esp ec i al l y   o n   t h s ta n d ar d   o f   p r o ce d u r o f   t h d esi g n in g   ca p ac itiv w ir eless   p o w er   tr an s f er   f o r   b io m ed ical  p r ac tice.   T h u s ,   th au t h o r   p r ep ar es  s ev er al  p lan s   f o r   f u t u r e   w o r k   f o r   th ese  r esear c h   an d   d ev elo p m e n t.       8.   F UT UR E   DE V E L O P M E NT S   T h d ev elo p m e n t   o f   H y b r id   C ap ac it iv e   P o w er   T r an s f er   in   B io m ed ical  I m p la n tab le  De v ice  s h o u ld   h av e   t h eir   s p ec i f ic   m o d eli n g   w h ic h   i s   to   co n s id er i n g   e v er y   p ar a m eter   w h ic h   a f f ec ti n g   t h w h o le   o p er atin g   s y s te m .   T h m o d eli n g   i n cl u d ed   th p o w er   m an a g e m e n cir cu it,  co u p li n g   ca p ac ito r   w ith   ti s s u e,   an d   th e   r ec eiv er   p ar w i th   t h i m p la n d ev ice  as  th e ir   lo ad .   T o   d esig n   th s y s te m ,   all  th li m itatio n   in   ter m   o f   b io s af et y   a n d   th d ev ice  r eq u ir e m e n s h o u ld   b f o llo w ed .   T o   en s u r th v i s io n   o f   b io elec tr o n ic  m ed ici n e   tech n o lo g y   y et  to   co m e,   th p ath   f o r   th in v e n to r   ad v an c e m en ts   i n   ca p ac itiv w ir eles s   p o w er   tr an s f er   is   b ec o m i n g   clea r er .       ACK NO WL E D G E M E NT S   T h au th o r s   w o u ld   lik to   th an k   U n i v er s iti  T ek n i k al  Ma l a y s ia  Me la k ( UT eM )   an d   Min i s tr y   o f   Scien ce ,   T ec h n o lo g y ,   a n d   I n n o v a tio n   f o r   s p o n s o r in g   t h is   w o r k   u n d er   th Scien ce   f u n d   g r an t     ( 0 6 - 01 - 14 - SF 0 1 3 8 L 0 0 0 3 0 ) .       RE F E R E NC E S   [1 ]   K.  A g a r w a l,   R.   Je g a d e e s a n ,   Y.  X .   G u o ,   a n d   N.  V .   T h a k o r,   W irele ss   P o w e T ra n s f e S trate g ies   f o Im p lan tab le  B io e lec tro n ics ,   IEE Rev iews   in   Bi o me d ica E n g i n e e rin g ,   v o l.   1 0 .   p p .   1 3 6 - 1 6 1 ,   2 0 1 7 .   [2 ]   A .   M .   S o d a g a a n d   P .   A m iri ,   Ca p a c it ive   c o u p li n g   f o p o we a n d   d a t a   tele me try   to   imp la n ta b le  b io me d ica l   mic ro sy ste ms ,   in   2 0 0 9   4 t h   In ter n a ti o n a IEE E/ E M BS   Co n f e re n c e   o n   Ne u ra E n g in e e rin g ,   NER  ’0 9 ,   p p .   4 1 1 - 4 1 4 2 0 0 9 .   [3 ]   D.  Ro z a rio ,   N.  A .   A z e e z ,   a n d   S .   S .   W il li a m so n ,   An a lys is  a n d   d e sig n   o c o u p li n g   c a p a c it o rs   fo c o n ta c tl e ss   c a p a c it ive   p o we tra n sfe sy ste ms ,   in   2 0 1 6   IEE T ra n sp o rtatio n   E lec tri f ica ti o n   Co n f e re n c e   a n d   Ex p o ,   IT EC  2 0 1 6 ,   2 0 1 6 .   [4 ]   A .   I.   A l - K a lb a n i,   M .   R.   Yu c e ,   a n d   J.  M .   Re d o u te,  A   b io sa f e t y   c o m p a riso n   b e tw e e n   c a p a c it iv e   a n d   in d u c ti v e   c o u p l in g   in   b i o m e d ica i m p lan ts,”  IEE A n ten n a s W ire l.   Pr o p a g .   L e tt . ,   v o l.   1 3 ,   p p .   1 1 6 8 - 1 1 7 1 ,   2 0 1 4 .   [5 ]   A .   M .   S o d a g a a n d   K.  Na ja f i,   W ir e le ss   in ter fa c e fo imp la n ta b le  b io me d ica mic ro sy ste ms ,   in   M id w e st  S y m p o siu m   o n   Circu it s a n d   S y ste m s,  v o l.   2 ,   p p .   2 6 5 - 2 6 9 ,   2 0 0 6 .   [6 ]   M .   T a k h ti ,   F .   A sg a rian ,   a n d   A .   M .   S o d a g a r,   M o d e li n g   o a   c a p a c i ti v e   li n k   f o d a ta   tele me try   to   b io me d ic a l   imp la n ts ,   in   2 0 1 1   IEE Bio m e d ica Circu it s a n d   S y ste m s Co n f e re n c e ,   Bio CA S   2 0 1 1 ,   p p .   1 8 1 - 1 8 4 ,   2 0 1 1 .   [7 ]   R.   Je g a d e e sa n ,   K.  Ag a r w a l,   Y. - X .   G u o ,   S . - C.   Ye n ,   a n d   N.  V .   T h a k o r,   W irele ss   P o w e De li v e r y   to   F lex ib le   S u b c u tan e o u s Im p lan ts Usin g   Ca p a c it iv e   Co u p l in g ,   IEE E   T ra n s.  M icr o w.   T h e o ry   T e c h . ,   v o l.   6 5 ,   n o .   1 ,   2 0 1 7 .   [8 ]   M .   Klin e ,   Ca p a c it iv e   P o w e T r a n sf e r,   Re p o rt,   p p .   1 - 3 5 ,   2 0 1 0 .   [9 ]   R.   Je g a d e e sa n ,   K.  Ag a r w a l,   Y. - X .   G u o ,   S . - C.   Ye n ,   a n d   N.  V .   T h a k o r,   W irele ss   P o w e De li v e r y   to   F lex ib le   S u b c u tan e o u s Im p lan ts Usin g   Ca p a c it iv e   Co u p l in g ,   IE EE   T ra n s.  M icr o w.   T h e o ry   T e c h . ,   p p .   1 - 1 3 ,   2 0 1 6 .   [1 0 ]   a   K.  Ra m ra k h y a n i,   S .   M irab b a si ,   M u   Ch iao ,   a n d   C.   M ,   De sig n   a n d   o p ti m iza ti o n   o f   re so n a n c e - b a se d   e ff icie n w irele ss   p o w e d e li v e r y   s y st e m s   f o b io m e d ica im p lan ts.,   IEE T ra n s.   Bi o me d .   Circ u it S y st. ,   v o l.   5 ,   no .   1 ,   p p .   4 8 - 6 3 ,   2 0 1 1 .   [1 1 ]   J.  Da a n d   D.  C.   L u d o is,  A   S u rv e y   o f   W irele s P o w e T ra n s fe a n d   a   Crit ica Co m p a riso n   o f   In d u c ti v e   a n d   Ca p a c it iv e   Co u p li n g   f o S m a ll   Ga p   A p p li c a ti o n s,”   IEE T ra n s.  P o we El e c tro n . ,   v o l.   3 0 ,   n o .   1 1 ,   p p .   6 0 1 7 - 6 0 2 9 ,   2 0 1 5 .   [1 2 ]   M .   Klin e ,   I.   Iz y u m in ,   B.   Bo se r,   a n d   S .   S a n d e rs,  Ca p a c it iv e   p o we tra n sfe fo c o n ta c tl e ss   c h a rg in g ,”   in   Co n f e re n c e   P ro c e e d in g s - IEE E   A p p li e d   P o w e El e c tr o n ics   Co n f e r e n c e   a n d   Ex p o siti o n - A P EC,   p p .   1 3 9 8 - 1 4 0 4 2 0 1 1 .   [1 3 ]   R.   Je g a d e e s a n ,   Y.  X .   G u o ,   a n d   M .   Je ,   El e c tric  n e a r - fi e ld   c o u p li n g   f o wire les p o we tra n sfe r   in   b i o me d ica l   a p p li c a ti o n s ,   in   2 0 1 3   IEE M T T - S   In tern a ti o n a M icro w a v e   W o rk sh o p   S e ries   o n   RF   a n d   W irele s Tec h n o lo g ie s   f o Bio m e d ica a n d   He a lt h c a r e   Ap p li c a ti o n s,  I M W S - BIO 2 0 1 3 - P ro c e e d in g s,  2 0 1 3 .   [1 4 ]   R.   Je g a d e e s a n ,   K.  Ag a r w a l,   Y. - X .   G u o ,   S . - C.   Ye n ,   a n d   N.  V .   T h a k o r,   W irele ss   P o w e De li v e r y   to   F lex ib le   S u b c u tan e o u Im p lan ts  Us in g   Ca p a c it iv e   Co u p li n g ,   IEE T ra n s.  M icr o w.   T h e o ry   T e c h . ,   v o l.   6 5 ,   n o .   1 ,     p p .   2 8 0 - 2 9 2 ,   2 0 1 7 .   [1 5 ]   M .   P .   T h e o d o rid is,  Ef f e c ti v e   c a p a c it iv e   p o we tran s f e r,   IE EE   T ra n s.  P o we El e c tro n . ,   v o l.   2 7 ,   n o .   1 2 ,     p p .   4 9 0 6 - 4 9 1 3 ,   2 0 1 2 .   [1 6 ]   T .   M .   M o sta f a ,   A .   M u h a ra m ,   a n d   R.   Ha tt o ri,   W irele ss   b a tt e r y   c h a rg in g   s y ste m   f o d ro n e v ia  c a p a c it iv e   p o w e r   tran sf e r,   in   2 0 1 7   I EE P EL S   W o rk sh o p   o n   Em e rg in g   T e c h n o lo g i e s:  W irele ss   P o w e T r a n sfe r,   W o W   2 0 1 7 ,   2 0 1 7 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       A   n ew d esig n   o f c a p a citive  p o w er tr a n s fe r   b a s ed   o n   h y b r id   a p p r o a c h   f o r   b io med ica l…  ( Za ki  Mu s ta p a )   2345   [1 7 ]   J.  Ki m ,   D.  H.  Ki m ,   a n d   Y.  J.  P a rk ,   A n a l y sis   o Ca p a c it iv e   I m p e d a n c e   M a t c h in g   Ne t w o rk fo S im u lt a n e o u s   W irele ss   P o w e T r a n sfe to   M u lt i p le De v ice s,”   IEE T ra n s.  I n d .   El e c tro n . ,   v o l .   6 2 ,   n o .   5 ,   p p .   2 8 0 7 - 2 8 1 3 ,   2 0 1 5 .   [1 8 ]   J.  J.  Ca sa n o v a ,   Z.   N.  L o w ,   a n d   J.  L in ,   De sig n   a n d   o p ti m iza ti o n   o f   a   c las s - a m p li f ier  f o a   lo o se l y   c o u p led   p lan a r   w irele ss   p o w e s y ste m ,   IEE T ra n s.  Circ u it s S y st.   II  Exp re ss   Briefs ,   v o l.   5 6 ,   n o .   1 1 ,   p p .   8 3 0 - 8 3 4 ,   2 0 0 9 .   [1 9 ]   Y.  Yu so p ,   S .   S a a t,   Z.   G h a n i,   H.  Hu sin ,   a n d   S .   K.  Ng u a n g ,   Ca p a c it iv e   p o w e tr a n sfe w it h   im p e d a n c e   m a tch in g   n e tw o rk ,   in   2 0 1 6   IEE 1 2 th   In ter n a t io n a C o ll o q u iu o n   S i g n a Pro c e ss in g   &   Its  Ap p li c a ti o n ( CS PA ) ,     p p .   1 2 4 - 129 ,   2 0 1 6 .   [2 0 ]   H.  Zh a n g ,   F .   L u ,   H.  Ho f m a n n ,   W .   L iu ,   a n d   C.   C.   M i,   A   F o u r - P late   Co m p a c Ca p a c it iv e   Co u p ler  De sig n   a n d     L C L - Co m p e n sa ted   T o p o l o g y   f o Ca p a c it iv e   P o w e T ra n s f e in   El e c tri c   V e h icle   Ch a rg in g   A p p li c a ti o n ,   I EE E   T ra n s.  Po we r E lec tro n . ,   v o l .   3 1 ,   n o .   1 2 ,   p p .   8 5 4 1 - 8 5 5 1 ,   2 0 1 6 .   [2 1 ]   D.  C.   L u d o is,  J.  K.  Re e d ,   a n d   K.  Ha n so n ,   Ca p a c it iv e   p o w e r   tran sf e f o ro to f i e ld   c u rre n in   s y n c h ro n o u s   m a c h in e s,”   IEE T ra n s.  P o we r E lec tro n . ,   v o l .   2 7 ,   n o .   1 1 ,   p p .   4 6 3 8 - 4 6 4 5 ,   2 0 1 2 .   [2 2 ]   W .   Zh a n g   a n d   C .   C.   M i,   C o m p e n sa ti o n   t o p o l o g ies   o f   h ig h - po w e w irele ss   p o we tran sf e s y ste m s ,   IEE T r a n s .   Veh .   T e c h n o l. ,   v o l.   6 5 ,   n o .   6 ,   p p .   4 7 6 8 - 4 7 7 8 ,   2 0 1 6 .   [2 3 ]   K.  L u   a n d   S .   K.   Ng u a n g ,   L Q G   c o n tro o f   c a p a c it iv e   p o w e tran s f e s y ste m ,   in   2 0 1 7   I EE PE L S   W o rk sh o p   o n   Eme rg in g   T e c h n o lo g ies W ire les s   Po we r T ra n sfe r , W o W   2 0 1 7 ,   p p .   1 2 8 - 1 3 2 ,   2 0 1 7 .   [2 4 ]   R.   Erf a n i,   F .   M a re fa t,   A .   M .   S o d a g a r,   a n d   P .   M o h se n i ,   T ra n sc u tan e o u c a p a c it iv e   w irel e ss   p o w e tran s f e r     (C - W P T f o b io m e d ica im p lan ts ,   in   Pr o c e e d in g s - IE EE   I n ter n a t i o n a S y mp o siu o n   Circ u it a n d   S y ste ms ,   2 0 1 7 .   [2 5 ]   Y.  Yu so p ,   S .   S a a t,   S .   K.  Ng u a n g ,   H.  Hu sin ,   a n d   Z.   G h a n i,   De sig n   o f   Ca p a c it iv e   P o w e T r a n sf e Us in g   a   Clas s - Re so n a n I n v e rter,”  J .   Po we r E le c tro n . ,   v o l.   1 6 ,   n o .   5 ,   p p .   1 6 7 8 - 1 6 8 8 ,   2 0 1 6 .   [2 6 ]   R.   Erf a n i,   F .   M a re f a t,   A .   M .   S o d a g a r,   P .   M o h se n i,   M o d e li n g   a n d   e x p e rime n tal  v a li d a ti o n   o f   a   c a p a c it iv e   li n k   f o r   w irele ss   p o w e tran s f e to   b io m e d ica im p lan ts , ”  IEE T r a n sa c ti o n o n   Circ u it a n d   S y ste ms   II:  Exp re ss   Briefs 2 0 1 7 .   [2 7 ]   V ru s h a li   B.   G o re ,   Dh a n a sh ri  H.  G a wa li ,   W irel e ss   P o w e T r a n sfe T e c h n o lo g y   f o M e d ica A p p li c a ti o n s ,   In   I EE E   Co n fer e n c e   o n   Ad v a n c e s in   S i g n a Pro c e ss in g   ( CAS P) ,   p p .   4 5 5 - 4 6 0 ,   2 0 1 6 .   [2 8 ]   V lad im ir  V u lf in ,   S h a i   S a y f a n - A lt m a n   &   Re u v e n   Ia n c o n e sc u ,   W irele ss   p o w e tran sfe f o r   a   p a c e m a k e a p p li c a ti o n , ”  J o u rn a o M e d ica En g i n e e rin g   &   T e c h n o lo g y ,   2 0 1 7 .   [2 9 ]   Qu a n   X io n g W ire les Ch a rg i n g   De v ice   f o A rti f icia Ca rd iac   P a c e m a k e r ,   In ter n a ti o n a l   Co n fer e n c e   o n   In fo rm a t io n   T e c h n o l o g y   a n d   M a n a g e me n I n n o v a ti o n   ( ICIT M I) ,   A tl a n ti P re ss ,   p p .   7 6 5 - 7 6 8 ,   2 0 1 5 .   [3 0 ]   S u m m a r y   o f   b lo o d   b ra i n   b a rrier  (BBB)  p e rm e a b il it y ,   in   IEE S ta n d a rd   f o S a fety   L e v e ls  wit h   Res p e c to   Hu ma n   Exp o su re   t o   R a d i o   Fre q u e n c y   El e c tro ma g n e ti c   Fi e ld s ,   3   k Hz   to   3 0 0   G Hz ,   IEE S td   C9 5 . 1 - 2 0 0 5 . p p .   5 7   [3 1 ]   Ch a o   L iu A ig u o   P a tri c k   Hu ;   Nirm a l - Ku m a C.   Na ir,   Co u p li n g   stu d y   o f   a   ro tar y   Ca p a c it iv e   P o w e T ra n s f e s y ste m ,   in   IEE In ter n a ti o n a C o n fer e n c e   o n   In d u stri a T e c h n o lo g y p p .   1 - 6 ,   2 0 0 9   [3 2 ]   F a rib o rz   M u sa v i;   M u rra y   Ed in g to n W il so n   Eb e rle,  W irele ss   p o w e r   tran s f e r:  su rv e y   o f   EV   b a tt e r y   c h a r g in g   tec h n o l o g ies ,   in   IEE E n e rg y   Co n v e rs io n   C o n g re ss   a n d   Exp o siti o n   ( ECCE ) ,   p p .   1 8 0 4 - 18 10 ,   2 0 1 2 .   [3 3 ]   L .   Hu a n g A .   P .   Hu ,   De f in in g   t h e   m u tu a c o u p li n g   o f   c a p a c it iv e   p o w e tran s f e r   f o w irele s p o we tran s f e r ,   in   IET   J o u r n a ls &   M a g a zin e s,  El e c t ro n ics   L e tt e rs   22 nd V o l.   5 1   N o .   2 2   p p .   1 8 0 6 - 1 8 0 7 Oc to b e 2 0 1 5 .   [3 4 ]   Hu a   Zh a n g F e L u He a th   H o fm a n n W e ig u o   L iu Ch r is  M i,   A   Larg e   A ir - G a p   Ca p a c it iv e   P o w e Tran sf e S y st e m   w it h   a   4 - P late   Ca p a c it iv e   Co u p le S tru c tu re   f o El e c tri c   V e h icle   Ch a rg in g   A p p li c a ti o n s ,   in   IE EE   Ap p l ied   Po we r   El e c tro n ics   Co n fer e n c e   a n d   Exp o siti o n   ( AP EC) p p .   1 7 2 6 - 1 7 3 0 ,   2 0 1 6 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.