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采用電磁耦合的無線經(jīng)皮充電電路的設(shè)計與實現(xiàn)

發(fā)布時間:2021-07-20 03:49
  植入式醫(yī)療器件在現(xiàn)代醫(yī)療中發(fā)揮著越來越重要的作用,對于實際的植入式電子器件,電源的長期穩(wěn)定供給是至關(guān)重要的問題。但是目前臨床應(yīng)用中的植入式電子器件都是使用一次性電池作為電源,一旦電池電量耗盡就不得不通過手術(shù)更換電池,這不僅給患者帶來沉重的經(jīng)濟負擔,還會增加患者的痛苦,給患者生活帶來諸多不便。無線經(jīng)皮電能傳輸是當今比較熱門的研究領(lǐng)域,旨在有效解決植入式醫(yī)療器件的供電問題。本文利用體外發(fā)射能量的空心線圈和體內(nèi)接收能量的空心線圈組成松耦合經(jīng)皮變壓器,基于電磁耦合完成生物體內(nèi)外的無線能量傳遞,設(shè)計了經(jīng)皮感應(yīng)充電電路,采用高效E類功率放大器驅(qū)動體外能量發(fā)射線圈,在線圈周圍空間產(chǎn)生高頻交變磁場,把電能轉(zhuǎn)換成磁場能量,體內(nèi)能量接收線圈處于交變磁場內(nèi)可將磁場能量轉(zhuǎn)化為電能,感應(yīng)產(chǎn)生的高頻交變電信號再經(jīng)過整流、濾波、穩(wěn)壓等電路,最終把體內(nèi)線圈接收到的電能轉(zhuǎn)換成可供充電管理芯片使用的工作電壓,完成對可充電電池的充電過程。論文在了解無線能量傳輸?shù)膰鴥?nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀基礎(chǔ)上,首先從提高能量傳輸效率的角度給出了經(jīng)皮變壓器的設(shè)計依據(jù),包括繞制線圈的導線材料選擇、線圈形狀和大小的確定等。其次,設(shè)計了無線經(jīng)皮感應(yīng)充電電路,... 

【文章來源】:華中科技大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】:53 頁

【學位級別】:碩士

【部分圖文】:

采用電磁耦合的無線經(jīng)皮充電電路的設(shè)計與實現(xiàn)


心臟起搏器質(zhì)量和體積變化趨勢

功率,電線,電視,廣播網(wǎng)


圖 1-2 2m 距離 60W 功率無線能量傳輸?shù)难菔境晒κ刮覀兛吹搅嗽诩彝ダ锸∪ヒ恍╇娋的希望。消費類電子產(chǎn)品展覽會(CES 展)上,海爾集團推出無線、無插頭電視采用的就是麻省理工學院發(fā)明的高效無線供電,這也是無線電力傳輸技術(shù)首次成功的電視便可隨意擺放,不用考慮電線的長度了和電將來所有的電器都能實現(xiàn)完全無線,將會大量減少國廣播網(wǎng)消息,2010 年 9 月日本富士通公司的研究統(tǒng),可同時給一定范圍內(nèi)的多種小型移動設(shè)備充電用無線技術(shù)同時為兩部手機充電。

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圖 1-2 2m 距離 60W 功率無線能量傳輸?shù)难菔境晒κ刮覀兛吹搅嗽诩彝ダ锸∪ヒ恍╇娋的希望。2010 年 1 際消費類電子產(chǎn)品展覽會(CES 展)上,海爾集團推出全球首臺全無線、無插頭電視采用的就是麻省理工學院發(fā)明的無線電能傳離高效無線供電,這也是無線電力傳輸技術(shù)首次成功應(yīng)用于電中的電視便可隨意擺放,不用考慮電線的長度了和電源插孔的將來所有的電器都能實現(xiàn)完全無線,將會大量減少電線和電池國廣播網(wǎng)消息,2010 年 9 月日本富士通公司的研究人員成功統(tǒng),可同時給一定范圍內(nèi)的多種小型移動設(shè)備充電,如圖 1-用無線技術(shù)同時為兩部手機充電。

【參考文獻】:
期刊論文
[1]一種為膠囊內(nèi)窺鏡供能的無線能量傳輸系統(tǒng)[J]. 辛文輝,顏國正,王文興.  生物醫(yī)學工程學雜志. 2010(03)
[2]基于IPT的無線能量傳輸系統(tǒng)的仿真分析[J]. 江偉雄,劉修泉,黃平.  系統(tǒng)仿真學報. 2010(04)
[3]心臟起搏器的發(fā)展及新技術(shù)[J]. 王夢蛟.  中國醫(yī)療器械信息. 2008(08)
[4]互感系數(shù)的影響因素及其對無線能量傳輸系統(tǒng)效率的影響[J]. 何秀,顏國正,馬官營.  測控技術(shù). 2007(11)
[5]一種經(jīng)皮能量傳輸電路的設(shè)計方法[J]. 梁俊睿,趙春宇.  電子技術(shù)應(yīng)用. 2007(04)
[6]可充電的植入式腦深部刺激器及其低功耗設(shè)計[J]. 曹玉珍,劉洪濤,陳敏.  電子技術(shù)應(yīng)用. 2005(02)
[7]微電子技術(shù)在生物醫(yī)學中的應(yīng)用與發(fā)展[J]. 謝翔,張春,王志華.  電路與系統(tǒng)學報. 2003(02)
[8]便攜式醫(yī)學儀器中鋰離子電池充電電路設(shè)計[J]. 曹細武,陳亞明,羅麗輝.  中國醫(yī)學物理學雜志. 2003(01)
[9]高效率E類放大器[J]. 高葆新,梁春廣.  半導體技術(shù). 2001(08)

博士論文
[1]新型無接觸供電系統(tǒng)的研究[D]. 武瑛.中國科學院研究生院(電工研究所) 2004

碩士論文
[1]植入式微型醫(yī)療器械供電方法研究[D]. 韋曉娟.中國科學院研究生院(理化技術(shù)研究所) 2008
[2]基于MSP430的可充電腦起搏器設(shè)計[D]. 阮三元.天津大學 2006



本文編號:3292063

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