高压无线功能性电刺激系统关键模块的研究与设计
发布时间：2021-01-15 05:50
可植入式医疗器械（Implantable Medical Devices,IMDs）已经被临床证明是一种用来缓和神经系统疾病的有效治疗手段,因此提升IMDs的能量效率和性能十分关键。相比于植入式电池的皮下有线供电,通过皮肤进行无线能量传输是目前唯一能够解决电池尺寸以及功率受限问题并且提升IMDs性能的方案。另一方面,IMDs中的能量传输结构应该具有较高的能量转换效率（Power Conversion Efficiency,PCE）,并且能够工作在更小的接收功率以及较远的传输距离下。因此设计一款具有无线能量传输、通用可配置、高效率、低功耗等特点的功能性电刺激器具有非常重大的研究意义。本文通过对功能性神经电刺激器的发展现状进行调研和分析,提出了一些可用于高恒流电压无线功能性电刺激器系统的关键模块。本文所提出的新型的无线能量传输结构——电流源型无线能量传输（current-based wireless power transmission,CWPT）结构,有效地提高了经皮无线能量传输的传输效率和接收端（Rx）的输出电压。与传统感应能量传输结构不同的是,CWPT结构是把接收端（Rx）的LC回路...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 背景介绍
1.2 国内外的研究现状
1.3 发展方向
1.4 论文大纲
第二章 无线功能性电刺激器的结构和工作原理
2.1 功能性电刺激器结构和工作原理
2.2 功能性电刺激器的供电来源
2.3 功能性电刺激器的电源管理单元
2.3.1 AC-DC整流器
2.3.2 整流器的阈值电压补偿技术
2.4 功能性电刺激器的无线数据通信
2.4.1 NFC技术
2.4.2 ASK调制解调原理
2.5 本章小结
第三章 高恒流压无线能量传输结构分析与设计
3.1 采用升压方式的高压无线能量传输结构
3.2 采用降压方式的高压无线能量传输结构
3.3 电流源型无线能量传输结构
3.3.1 CWPT结构概述
3.3.2 CWPT结构的电路原理
3.4 本章小结
第四章 高恒流电压刺激器关键电路设计
4.1 功能性电刺激器关键模块结构图
4.2 数据接收恢复模块
4.2.1 OOK解调电路
4.2.2 PPM-CDR电路
4.2.3 串并转换输出电路
4.2.4 数据编码
4.3 时钟接收恢复模块
4.4 刺激控制模块
4.4.1 时钟信号控制模块
4.4.2 刺激信号控制模块
4.5 电平转换器设计
4.6 本章小结
第五章 刺激器关键电路的仿真结果分析
5.1 CWPT结构仿真结果
5.2 数据接收恢复模块仿真结果
5.3 时钟接收恢复模块仿真结果
5.4 刺激控制模块仿真结果
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 论文工作总结
6.2 改进工作与展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况
1)参加的学术交流与科研项目
2)发表的学术论文（含专利和软件著作权）
【参考文献】：
期刊论文
[1]无线无源的参数可控脉冲发生器[J]. 熊慧,李刚,张旺明,徐如详,林凌. 仪器仪表学报. 2013(04)
[2]闭环植入式神经刺激器的现状与发展趋势[J]. 袁媛,郝红伟,李路明. 中国生物医学工程学报. 2012(05)
[3]植入式脑神经刺激器的设计[J]. 温志浩,陈海军. 临床医学工程. 2012(07)
[4]脑深部电刺激术在中国的发展现状[J]. 张建国,马羽,刘焕光. 中国神经精神疾病杂志. 2009(07)
[5]视觉假体的研究进展与面临的挑战[J]. 任秋实. 生命科学. 2009(02)
[6]植入式神经刺激器的现状与发展趋势[J]. 李路明,郝红伟. 中国医疗器械杂志. 2009(02)
[7]一种可编程植入式神经刺激系统[J]. 郝红伟,李路明,马伯志,陈昭阳,刘方军,薛林,曹洋,董婕. 航天医学与医学工程. 2008(02)
博士论文
[1]大鼠机器人遥控遥测系统与行为模式研究[D]. 张典.电子科技大学 2013
硕士论文
[1]功能性电刺激关键芯片技术的研究和设计实现[D]. 易欣.上海交通大学 2013
[2]无线控制脑深部电刺激器（DBS）技术研究[D]. 王晨光.中北大学 2009
本文编号：2978358
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 背景介绍
1.2 国内外的研究现状
1.3 发展方向
1.4 论文大纲
第二章 无线功能性电刺激器的结构和工作原理
2.1 功能性电刺激器结构和工作原理
2.2 功能性电刺激器的供电来源
2.3 功能性电刺激器的电源管理单元
2.3.1 AC-DC整流器
2.3.2 整流器的阈值电压补偿技术
2.4 功能性电刺激器的无线数据通信
2.4.1 NFC技术
2.4.2 ASK调制解调原理
2.5 本章小结
第三章 高恒流压无线能量传输结构分析与设计
3.1 采用升压方式的高压无线能量传输结构
3.2 采用降压方式的高压无线能量传输结构
3.3 电流源型无线能量传输结构
3.3.1 CWPT结构概述
3.3.2 CWPT结构的电路原理
3.4 本章小结
第四章 高恒流电压刺激器关键电路设计
4.1 功能性电刺激器关键模块结构图
4.2 数据接收恢复模块
4.2.1 OOK解调电路
4.2.2 PPM-CDR电路
4.2.3 串并转换输出电路
4.2.4 数据编码
4.3 时钟接收恢复模块
4.4 刺激控制模块
4.4.1 时钟信号控制模块
4.4.2 刺激信号控制模块
4.5 电平转换器设计
4.6 本章小结
第五章 刺激器关键电路的仿真结果分析
5.1 CWPT结构仿真结果
5.2 数据接收恢复模块仿真结果
5.3 时钟接收恢复模块仿真结果
5.4 刺激控制模块仿真结果
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 论文工作总结
6.2 改进工作与展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况
1)参加的学术交流与科研项目
2)发表的学术论文（含专利和软件著作权）
【参考文献】：
期刊论文
[1]无线无源的参数可控脉冲发生器[J]. 熊慧,李刚,张旺明,徐如详,林凌. 仪器仪表学报. 2013(04)
[2]闭环植入式神经刺激器的现状与发展趋势[J]. 袁媛,郝红伟,李路明. 中国生物医学工程学报. 2012(05)
[3]植入式脑神经刺激器的设计[J]. 温志浩,陈海军. 临床医学工程. 2012(07)
[4]脑深部电刺激术在中国的发展现状[J]. 张建国,马羽,刘焕光. 中国神经精神疾病杂志. 2009(07)
[5]视觉假体的研究进展与面临的挑战[J]. 任秋实. 生命科学. 2009(02)
[6]植入式神经刺激器的现状与发展趋势[J]. 李路明,郝红伟. 中国医疗器械杂志. 2009(02)
[7]一种可编程植入式神经刺激系统[J]. 郝红伟,李路明,马伯志,陈昭阳,刘方军,薛林,曹洋,董婕. 航天医学与医学工程. 2008(02)
博士论文
[1]大鼠机器人遥控遥测系统与行为模式研究[D]. 张典.电子科技大学 2013
硕士论文
[1]功能性电刺激关键芯片技术的研究和设计实现[D]. 易欣.上海交通大学 2013
[2]无线控制脑深部电刺激器（DBS）技术研究[D]. 王晨光.中北大学 2009
本文编号：2978358
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