生物體內(nèi)置電裝置的外部供電模式研究.pdf

1、目前，生物體內(nèi)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(shí)時(shí)能量補(bǔ)給，始終存在電量耗盡的窘境。非接觸電能傳輸技術(shù)綜合利用電磁感應(yīng)耦合技術(shù)、現(xiàn)代電力電子能量變換技術(shù)、大功率高頻變換技術(shù)(包括諧振變換技術(shù)和電磁兼容設(shè)計(jì)技術(shù)等)，借助現(xiàn)代控制理論和方法，實(shí)現(xiàn)了電能從電源向設(shè)備安全、可靠的非接觸傳遞。可為生物體內(nèi)置電裝置提供持續(xù)的能量供給。隨著該技術(shù)的逐步發(fā)展，必定會(huì)進(jìn)一步推動(dòng)生物醫(yī)電技術(shù)和裝置的發(fā)展，具有重要的科

2、學(xué)意義和研究價(jià)值。 本文以重慶市科委重點(diǎn)基金項(xiàng)目與重慶大學(xué)研究生科技創(chuàng)新基金項(xiàng)目為背景，主要研究適用于生物體內(nèi)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(nèi)置電裝置體外供電模式的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，并對非接觸電能傳輸技術(shù)的基本原理與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)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(jié)構(gòu)及各種不同應(yīng)用領(lǐng)域中的電磁耦合機(jī)構(gòu)，總結(jié)了電磁耦合機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)所應(yīng)遵循的一般規(guī)律。詳細(xì)分析了現(xiàn)有生物體內(nèi)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(jī)構(gòu)方向性問題。主要包括三維空間瞬時(shí)勻強(qiáng)磁場、可任意轉(zhuǎn)動(dòng)的拾取機(jī)構(gòu)、負(fù)載調(diào)壓等幾個(gè)方面，結(jié)合幾何模型與電路結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面推導(dǎo)了該拾取機(jī)構(gòu)在不同角度下的輸出電壓能力，并就輸出電壓波動(dòng)問題給出了合適的穩(wěn)壓措施。 為了驗(yàn)證理論分析的可行性