体内植入器件经皮传能系统的温度场分析和信息传输系统的设计与实验研究

发布时间：2021-11-05 01:15

　　植入器件能被用于监测患者体内理化参数的改变,诊治其所患疾病,也可用来替换某些已丧失或弱化功能的器官。经皮传能系统被用来给植入器件提供电能,利用经皮变压器来进行无线能量传输,导线不用穿过皮肤,不用通过手术更换电池,不会引起感染,极大提高患者的生活质量。对经皮传能系统来说,当负载、输入电压、气隙改变或轴向错位发生偏移时,都会引起传输性能的变化,会影响植入体内的植入器件安全、稳定、高效的工作,进而会严重影响患者的身体健康安全,因此需要稳定的输出,使负载功率稳定。本文应用有限元仿真和实验相结合的方法,研究了基于植入器件的经皮传能系统,主要内容为以下几方面:（1）介绍了应用于植入器件的经皮传能系统的工作原理,通过理论分析对经皮传能系统进行了数学建模和性能分析;（2）以可分离式变压器为基础,采用有限元分析与实验相结合的方法,对经皮变压器的电感、耦合性能、传输特性、损耗分析、稳定性和适用性进行了研究,为系统的优化设计奠定基础;（3）基于电磁场、温度场和流固场的多物理场耦合仿真,对经皮变压器及附近流体域进行温度场有限元分析;（4）设计并制作了两级稳定电压输出系统,确保输出功率的稳定;（5）设计了无线信... 

【文章来源】：河北工业大学天津市 211工程院校

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

系统整体结构图

器件经皮传能系统的温度场分析和信息传输系统的设计压器的数学模型压器 T 型漏感等效模型型的可分离经皮变压器的示意图，其一次侧绕组的 U 型铁芯上，流经一次侧绕组和二次侧绕组绕组电压分别为 u1和 u2，其正方向如图所示，率 p=ui 由外面流进绕组。m 22 11 L1

222221222122212212ssLNNLRNNRuNNuiNNi 归算方程为dtdiLdtdiuLsmm 2222.8）可得到图 2.3 所示的经皮变压器漏感等组中漏感的存在，经皮变压器的一、二次电变压器的漏感等效模型表示为 T 型等效模型1i s1L s2L 2R 2i1R

【参考文献】：
期刊论文
[1]磁耦合谐振式无线传能系统中的参数优化实验研究[J]. 陈颖曼,吴大中,王洪宇.  实验技术与管理. 2016(08)
[2]用于植入式器件的电源技术研究进展[J]. 颜欢,丁飞,王朋辉,倪伟,严乙铭.  电源技术. 2016(02)
[3]有源植入式医疗器械的电池技术发展[J]. 马伯志,郝红伟,李路明.  中国医疗器械杂志. 2015(03)
[4]无线电能传输技术的关键基础与技术瓶颈问题[J]. 杨庆新,章鹏程,祝丽花,薛明,张献,李阳.  电工技术学报. 2015(05)
[5]长寿命植入式无线供电系统[J]. 熊慧,付亚涛,闫多超,李刚.  电力电子技术. 2014(11)
[6]用于人工心脏的经皮变压器的温度场分析[J]. 马纪梅,刘伯颖,李洋,刘博豪.  河北工业大学学报. 2014(05)
[7]无线电能传输技术研究与应用综述[J]. 黄学良,谭林林,陈中,强浩,周亚龙,王维,曹伟杰.  电工技术学报. 2013(10)
[8]磁共振无线能量传输系统损耗分析[J]. 朱春波,于春来,毛银花,陈清泉.  电工技术学报. 2012(04)
[9]基于谐振耦合的电能无线传输系统设计[J]. 傅文珍,张波,丘东元.  机电工程. 2011(06)
[10]变压器温度场的有限元分析[J]. 张海燕,储晨昀,李元媛.  变压器. 2011(03)

博士论文
[1]人工心脏的经皮传能系统的研究[D]. 马纪梅.河北工业大学 2011
[2]新型无接触供电系统的研究[D]. 武瑛.中国科学院研究生院（电工研究所） 2004

硕士论文
[1]非接触电能传输系统的参数辨识与控制仿真研究[D]. 王彦.湖南大学 2015
[2]植入式电动关节的经皮控制[D]. 张金英.上海交通大学 2010
[3]人工心脏经皮传能系统变压器性能的研究[D]. 高晓琳.河北工业大学 2007
[4]植入式电子装置经皮感应充电系统设计[D]. 武文君.天津大学 2006



本文编号：3476778