生物體內置電裝置的外部供電模式研究.pdf

1、目前，生物體內置電裝置普遍采用電池供電的電源模式，雖然電池容量在不斷增大，但由于其沒有實時能量補給，始終存在電量耗盡的窘境。非接觸電能傳輸技術綜合利用電磁感應耦合技術、現(xiàn)代電力電子能量變換技術、大功率高頻變換技術(包括諧振變換技術和電磁兼容設計技術等)，借助現(xiàn)代控制理論和方法，實現(xiàn)了電能從電源向設備安全、可靠的非接觸傳遞。可為生物體內置電裝置提供持續(xù)的能量供給。隨著該技術的逐步發(fā)展，必定會進一步推動生物醫(yī)電技術和裝置的發(fā)展，具有重要的科

2、學意義和研究價值。 本文以重慶市科委重點基金項目與重慶大學研究生科技創(chuàng)新基金項目為背景，主要研究適用于生物體內置電裝置供電的非接觸電能傳輸系統(tǒng)。 論文首先系統(tǒng)地概述了生物體內置電裝置體外供電模式的國內外研究現(xiàn)狀，并對非接觸電能傳輸技術的基本原理與系統(tǒng)結構進行了分析。介紹了適用于非接觸電能傳輸?shù)男滦湍孀兤鹘Y構及各種不同應用領域中的電磁耦合機構，總結了電磁耦合機構設計所應遵循的一般規(guī)律。詳細分析了現(xiàn)有生物體內置電裝置的電源特

3、性及其供電模式，探討了電池供電模式存在的問題，對交變磁場空間中電子器件的電磁屏蔽作了研究，并就其外部供電模式的可行性與生物安全性作了研究。 接著提出了一套體外供電模式解決方案，著重研究了能量拾取機構方向性問題。主要包括三維空間瞬時勻強磁場、可任意轉動的拾取機構、負載調壓等幾個方面，結合幾何模型與電路結構兩個方面推導了該拾取機構在不同角度下的輸出電壓能力，并就輸出電壓波動問題給出了合適的穩(wěn)壓措施。 為了驗證理論分析的可行性