基于磁共振人体植入式无线传能系统研究

发布时间：2021-08-23 09:16

　　基于磁共振的无线传能技术是几年前由美国麻省理工大学提出的无线传能解决方案,通过几年间的研究表明,该无线传能方案比已存在的感应式无线传能方案在传能距离以及传能功效方面都具有明显优势。本文研究了磁共振无线传能技术的基本工作机制,并将此技术与植入式技术相结合设计一套可以为植入式设备进行充电的无线传能系统,解决长期困扰的植入式装置供能问题,发展植入式技术应用市场。本次研究首先对现存的无线传能方案进行比较,说明磁共振无线传能技术的优势。并将磁共振无线传能技术的发展历史以及现今研究进展进行简单.说明,随后结合植入式装置供能问题阐明设计基十磁共振的植入式无线传能系统的必要性。本文从理论研究出发,阐明此种传能技术的传能特性。利用麦克斯韦方程组对磁共振无线传能方案进行传能功效理论分析,得出基本表达式,通过近似等效给出此种方案可完成中·距离无线传能的理论基础并通过Matlab仿真验证分析的正确性。其次,在理论分析的基础上对电路模型以及传能天线进行选型优化。在电路模型选型中主要利用PSPICE电路仿真软件对四种基本电路进行模拟并绘制出传能功效曲线,结合应用要求最终确定所选用的电路；传能天线设计中首先确定可使... 

【文章来源】：中国海洋大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 无线传能技术概述
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 国外磁共振无线传能研究现状
        1.3.2 国内磁共振无线传能研究现状
        1.3.3 植入式无线传能研究现状
    1.4 研究意义
    1.5 本文研究内容
第2章 磁共振无线传能原理及模型
    2.1 原理介绍
        2.1.1 无线传能的基本原理
        2.1.2 磁共振的基本原理
    2.2 磁共振无线传能模型分析
        2.2.1 磁共振电路模型分析
        2.2.2 磁共振无线传能数学模型分析
        2.2.3 磁共振可中距离传能验证
    2.3 本章小结
第3章 系统参数优化研究
    3.1 影响传能因素分析
    3.2 电路优化研究
        3.2.1 系统电路拓扑结构简介
        3.2.2 发射电路选型优化
        3.2.3 负载电路选型优化
        3.2.4 电路仿真
    3.3 天线设计与优化
        3.3.1 最佳天线参数比例分析
        3.3.2 天线设计
        3.3.3 天线优化
    3.4 本章小结
第4章 系统设计与实现
    4.1 植入式无线传能系统的组成
    4.2 发射电路电路设计
        4.2.1 供电模块设计
        4.2.2 逆变及发射模块电路设计
    4.3 接收电路电路设计
        4.3.1 接收与整流模块电路设计
        4.3.2 DC-DC稳压电路设计
        4.3.3 充电电路设计
    4.4 本章小结
第5章 实验与数据分析
    5.1 实验设备
    5.2 实验结果与分析
        5.2.1 基础传能测试
        5.2.2 电池充电实验分析
    5.3 本章小结
第6章 总结与展望
附录
参考文献
致谢
个人简历
发表的学术论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于磁耦合共振的无线输电系统设计[J]. 曾翔.  四川理工学院学报(自然科学版). 2010(05)
[2]频率跟踪式谐振耦合电能无线传输系统研究[J]. 傅文珍,张波,丘东元.  变频器世界. 2009(08)
[3]利用开关电路驱动的小功率高效无线能量传输系统[J]. 朱允中,蒲岭,曾海强,黎英龙,沈韩.  中山大学学报(自然科学版). 2009(S2)
[4]自谐振线圈耦合式电能无线传输的最大效率分析与设计[J]. 傅文珍,张波,丘东元,王伟.  中国电机工程学报. 2009(18)

硕士论文
[1]基于磁耦合谐振式无线电能传输技术的分析与设计[D]. 商和龙.山东大学 2013
[2]磁耦合谐振式无线能量传输机理的研究[D]. 曲立楠.哈尔滨工业大学 2010
[3]磁耦合谐振式无线能量传输功率特性研究[D]. 任立涛.哈尔滨工业大学 2009
[4]磁耦合谐振式无线能量传输距离特性及其实验装置研究[D]. 张小壮.哈尔滨工业大学 2009



本文编号：3357594