En la actualidad existe un gran interés por dotar de autonomía energética y movilidad a los dispositivos electrónicos. Por ejemplo, la necesidad de baterías en implantes miniaturizados puede obviarse mediante el uso de sistemas inalámbricos de transferencia de energía basados en enlaces inductivos asimétricos eficientes. Como resultado de la optimización, el inductor transmisor opera cerca de su frecuencia de autorresonancia.  Objetivo: Este artículo presenta un novedoso modelo de circuito de un enlace inductivo asimétrico basado en Inductores Cuadrados Planares de Una Vuelta (PSOI). Este modelo se basa en un modelo de bobinas PSOI y una expresión de inducción mutua, que fueron reportados en trabajos anteriores. A diferencia de los modelos disponibles, el circuito resultante puede modelar el funcionamiento del enlace, incluso cuando sus inductores operan cerca de sus frecuencias de autorresonancia. Además, se propone un método para medir el nivel de acoplamiento asimétrico del enlace (es decir, el factor A) utilizando un analizador vectorial de redes convencional. Materiales y métodos: El modelo propuesto fue simulado y probado experimentalmente utilizando un caso de estudio, en el cual su PSOI transmisor opera cerca de su frecuencia de auto-resonancia. Resultados: Las predicciones del modelo de la eficiencia y el factor A del enlace bajo prueba fueron consistentes con sus simulaciones electromagnéticas de onda completa y los valores experimentales. Conclusiones: El modelo capturó el proceso de transferencia de energía involucrado en el caso de estudio.

INTRODUCCIÓN

En la actualidad existe un gran interés en dotar con autonomía energética y movilidad a los dispositivos electrónicos, y así permitir la implementación de algunos conceptos tecnológicos novedosos como: el internet de las cosas [1] y las redes inalámbricas corporales [2], [3]. Por ejemplo, los nodos implantados de una red corporal podrían funcionar sin usar baterías, usando sistemas de transferencia de energía inalámbrica (WPT, por sus siglas en inglés) que usen las fuentes de energía presentes sobre el cuerpo humano [4], [5], como se ilustra en la Figura 1a. Como otro ejemplo, los teléfonos celulares consiguen dicha autonomía y movilidad a través de cargadores inalámbricos basados en enlaces inductivos (IL, por sus siglas en inglés) [6]. Estos enlaces son comúnmente usados en sistemas WPT, porque el campo electromagnético queda connado en una región del espacio próxima al sistema [6]. Un IL está compuesto por dos bobinas acopladas magnéticamente, que son diseñadas para maximizar la eficiencia del sistema sujeto a las restricciones propias de cada aplicación [4], [7], [8]. La eciencia de un enlace inductivo se puede expresar como [8] (ecuación 1)