植入式醫(yī)療設備磁諧振式無線能量傳輸系統(tǒng)的研究.pdf

1、磁諧振耦合式無線電能傳輸技術(shù)是一種通過線圈間諧振耦合進行能量傳輸?shù)臒o線傳輸技術(shù)，在植入式醫(yī)療設備中的應用，為生物醫(yī)學設備能量供給的發(fā)展和技術(shù)研究帶來了重要變革。隨著植入式醫(yī)療設備越來越廣泛的應用，對植入深度和集成功能的要求越來越高，使得植入式設備的體積更小、無線能量供給要求更高。
　　在經(jīng)皮能量傳輸情況下，人體皮膚和其它組織對傳輸?shù)哪芰慨a(chǎn)生損耗，降低能量傳輸?shù)男屎蛡鬏斁嚯x。為了使植入式醫(yī)療設備有更高的傳輸效率和更靈活的電源配給，

2、本文在分析無線能量傳輸系統(tǒng)模型的基礎上，對無線能量傳輸系統(tǒng)在植入式醫(yī)療設備中的應用進行設計，改進了線圈結(jié)構(gòu)和功率接收電路。
　　本文通過對兩線圈和四線圈磁諧振耦合式無線能量傳輸系統(tǒng)進行等效電路理論分析，推導出能量傳輸效率的主要影響因子為由諧振線圈的規(guī)格所決定的線圈品質(zhì)因數(shù)和線圈間相互作用所決定的耦合系數(shù)。通過對能量傳輸線圈結(jié)構(gòu)的分析和實驗結(jié)果對比，采用四線圈結(jié)構(gòu)，通過調(diào)整各線圈回路的補償電容使傳輸系統(tǒng)工作在磁諧振耦合狀態(tài)下，能增大

3、諧振線圈電路間的耦合系數(shù)，并隔離發(fā)射電路和接收電路對能量傳輸?shù)母蓴_和影響。為了降低接收電路的接收電壓降和更便于管理體內(nèi)功能模塊的電源供給，通過倍壓電路作為接收整流器以降低電壓降和提升電壓基準。
　　本文通過仿真軟件建立不同的線圈結(jié)構(gòu)模型和不同狀態(tài)的經(jīng)皮無線能量傳輸模型，對相關影響因素進行分析。仿真和實驗結(jié)果驗證了在微小功率接收線圈應用中，磁諧振式系統(tǒng)提升了經(jīng)皮能量傳輸?shù)男屎蛡鬏斁嚯x，倍壓整流電路能穩(wěn)定輸出紋波較小的電壓，滿足體內(nèi)