人體植入式非接觸電能傳輸系統(tǒng)的研究.pdf

1、人體植入設備植入式的廣泛應用,推動了醫(yī)療植入式電子系統(tǒng)的蓬勃發(fā)展。每年大約有8000-15000的心臟病人有可能進行循環(huán)輔助裝置的移植手術,幫助人體循環(huán)系統(tǒng)正常工作。人們希望在保持皮膚完整的情況下給體內的植入設備供電,這就需要采用非接觸電能傳輸技術。人體植入設備的非接觸供電是基于磁場耦合實現(xiàn)“無線供電”的新型電能傳輸方式。利用原副邊完全分離的非接觸變壓器,通過高頻磁場的耦合傳輸電能,實現(xiàn)能量傳遞過程中供電側和用電側無物理連接。
　

2、　 人體植入設備的非接觸電能傳輸與傳統(tǒng)的導線傳輸最大的不同在于其采用了氣隙很大的非接觸變壓器,漏感大同時耦合系數(shù)低,并且隨著病人的活動,變壓器的氣隙是實時變化的。針對植入式非接觸電能傳輸系統(tǒng)以上兩個特點,論文主要從以下三個方面進行了研究。
　　 為了減小變壓器大漏感對變換器功率因數(shù)的影響,對TETS四種基本補償方式的諧振變換器進行了穩(wěn)態(tài)特性分析,運用基波分析法推導了輸出電壓傳輸比,得到電壓增益與負載無關的頻率點。
　　

3、 論文提出了脈寬調制(PWM)同鎖相控制(PLL)相結合的控制策略,保證變換器在多種外部參數(shù)變化的情況下可靠、高效的工作。PWM+PLL控制可使變換器在低壓滿載時工作在輸出電壓增益與負載無關的頻率點附近?；诖?串補償拓撲以及PWM+PLL的控制方法完成了24V/12-60W原理樣機的制作,滿載最高效率達到88％,且驗證了PWM+PLL控制諧振變換器的穩(wěn)態(tài)特性和時域瞬態(tài)分析的正確性。
　　 論文以提高非接觸變壓器的耦合系數(shù)同時減