采用电磁耦合的无线经皮充电电路的设计与实现

发布时间：2021-07-20 03:49

　　植入式医疗器件在现代医疗中发挥着越来越重要的作用,对于实际的植入式电子器件,电源的长期稳定供给是至关重要的问题。但是目前临床应用中的植入式电子器件都是使用一次性电池作为电源,一旦电池电量耗尽就不得不通过手术更换电池,这不仅给患者带来沉重的经济负担,还会增加患者的痛苦,给患者生活带来诸多不便。无线经皮电能传输是当今比较热门的研究领域,旨在有效解决植入式医疗器件的供电问题。本文利用体外发射能量的空心线圈和体内接收能量的空心线圈组成松耦合经皮变压器,基于电磁耦合完成生物体内外的无线能量传递,设计了经皮感应充电电路,采用高效E类功率放大器驱动体外能量发射线圈,在线圈周围空间产生高频交变磁场,把电能转换成磁场能量,体内能量接收线圈处于交变磁场内可将磁场能量转化为电能,感应产生的高频交变电信号再经过整流、滤波、稳压等电路,最终把体内线圈接收到的电能转换成可供充电管理芯片使用的工作电压,完成对可充电电池的充电过程。论文在了解无线能量传输的国内外发展现状基础上,首先从提高能量传输效率的角度给出了经皮变压器的设计依据,包括绕制线圈的导线材料选择、线圈形状和大小的确定等。其次,设计了无线经皮感应充电电路,... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：53 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

心脏起搏器质量和体积变化趋势

图 1-2 2m 距离 60W 功率无线能量传输的演示成功使我们看到了在家庭里省去一些电线的希望。消费类电子产品展览会(CES 展)上，海尔集团推出无线、无插头电视采用的就是麻省理工学院发明的高效无线供电，这也是无线电力传输技术首次成功的电视便可随意摆放，不用考虑电线的长度了和电将来所有的电器都能实现完全无线，将会大量减少国广播网消息，2010 年 9 月日本富士通公司的研究统，可同时给一定范围内的多种小型移动设备充电用无线技术同时为两部手机充电。

图 1-2 2m 距离 60W 功率无线能量传输的演示成功使我们看到了在家庭里省去一些电线的希望。2010 年 1 际消费类电子产品展览会(CES 展)上，海尔集团推出全球首台全无线、无插头电视采用的就是麻省理工学院发明的无线电能传离高效无线供电，这也是无线电力传输技术首次成功应用于电中的电视便可随意摆放，不用考虑电线的长度了和电源插孔的将来所有的电器都能实现完全无线，将会大量减少电线和电池国广播网消息，2010 年 9 月日本富士通公司的研究人员成功统，可同时给一定范围内的多种小型移动设备充电，如图 1-用无线技术同时为两部手机充电。

【参考文献】：
期刊论文
[1]一种为胶囊内窥镜供能的无线能量传输系统[J]. 辛文辉,颜国正,王文兴.  生物医学工程学杂志. 2010(03)
[2]基于IPT的无线能量传输系统的仿真分析[J]. 江伟雄,刘修泉,黄平.  系统仿真学报. 2010(04)
[3]心脏起搏器的发展及新技术[J]. 王梦蛟.  中国医疗器械信息. 2008(08)
[4]互感系数的影响因素及其对无线能量传输系统效率的影响[J]. 何秀,颜国正,马官营.  测控技术. 2007(11)
[5]一种经皮能量传输电路的设计方法[J]. 梁俊睿,赵春宇.  电子技术应用. 2007(04)
[6]可充电的植入式脑深部刺激器及其低功耗设计[J]. 曹玉珍,刘洪涛,陈敏.  电子技术应用. 2005(02)
[7]微电子技术在生物医学中的应用与发展[J]. 谢翔,张春,王志华.  电路与系统学报. 2003(02)
[8]便携式医学仪器中锂离子电池充电电路设计[J]. 曹细武,陈亚明,罗丽辉.  中国医学物理学杂志. 2003(01)
[9]高效率E类放大器[J]. 高葆新,梁春广.  半导体技术. 2001(08)

博士论文
[1]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]植入式微型医疗器械供电方法研究[D]. 韦晓娟.中国科学院研究生院（理化技术研究所） 2008
[2]基于MSP430的可充电脑起搏器设计[D]. 阮三元.天津大学 2006



本文编号：3292063