本文關(guān)鍵詞：基于HFSS的PCB線圈無線傳能系統(tǒng)仿真分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著人類社會的不斷進(jìn)步,人體植入式設(shè)備得到廣泛的發(fā)展和應(yīng)用,這也隨之推動了植入式醫(yī)療電子設(shè)備的發(fā)展。在我國,每年大約有一萬名心臟病人有可能需要進(jìn)行植入式心臟輔助設(shè)備的植入手術(shù)來幫助心臟正常工作。在植入微型醫(yī)療設(shè)備后,人們不希望不斷地開刀手術(shù)以更換植入式醫(yī)療設(shè)備的電池,這就需要采用非接觸電能傳輸技術(shù),也就是無線電能傳輸技術(shù)。無線電能傳輸(WPT)技術(shù)是當(dāng)前輸電領(lǐng)域中的尖端技術(shù),代表了最前沿的技術(shù)理論和最新穎的創(chuàng)意思路,與有線輸電方式相比,具有更強(qiáng)的靈活性和更高的安全性。而能量傳輸線圈作為WPT系統(tǒng)的重要組成部分和關(guān)鍵單元,也是實現(xiàn)無線能量傳輸?shù)年P(guān)鍵所在。為了滿足植入式醫(yī)療設(shè)備體積小的特點,印刷電路板(PCB)線圈已成為實現(xiàn)微型醫(yī)療電子設(shè)備無線電能傳輸?shù)闹髁髅劫|(zhì)。本文設(shè)計了多種三層PCB線圈,利用三維電磁仿真軟件HFSS對其進(jìn)行模型構(gòu)建、仿真計算和分析。通過對PCB單線圈的諧振頻率、品質(zhì)因數(shù)等電參數(shù)的仿真計算和實驗測量,選出其中最適合作為人體植入式醫(yī)療設(shè)備無線電能傳輸線圈的幾種。在此基礎(chǔ)上搭建起WPT實驗裝置,并對該傳能系統(tǒng)的能量傳輸效率、穩(wěn)定性進(jìn)行了仿真分析。仿真結(jié)果顯示,所選PCB線圈能夠作為人體植入式醫(yī)療設(shè)備的無線能量傳輸線圈,其傳輸效率在5mm時為59.59%,繞水平邊軸旋轉(zhuǎn)接收線圈對系統(tǒng)效率影響最大。
【關(guān)鍵詞】：無線電能傳輸 HFSS PCB線圈
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP391.9
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-26
• 1.1 選題背景、研究意義10-15
• 1.1.1 無線電能傳輸技術(shù)10-12
• 1.1.2 幾種WPT方式的簡單分析12-14
• 1.1.3 HFSS簡介14-15
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-23
• 1.2.1 電磁感應(yīng)耦合式WPT技術(shù)15-18
• 1.2.2 電磁諧振耦合WPT技術(shù)18-22
• 1.2.3 微波式WPT技術(shù)22-23
• 1.3 本文的研究內(nèi)容和組織結(jié)構(gòu)23-26
• 2 耦合模理論26-38
• 2.1 耦合�；纠碚�26-27
• 2.2 簡單LC諧振電路27-29
• 2.3 振蕩電路的模式轉(zhuǎn)換29-37
• 2.3.1 無損耗兩耦合振蕩電路的模式轉(zhuǎn)換29-32
• 2.3.2 有損耗兩耦合振蕩電路的模式轉(zhuǎn)換32-36
• 2.3.3 外加激勵源的系統(tǒng)分析36-37
• 2.4 本章小結(jié)37-38
• 3 PCB單線圈38-46
• 3.1 PCB線圈的制版與仿真模型的建立38-41
• 3.2 基于HFSS的PCB單線圈關(guān)鍵電參數(shù)的仿真與實驗測量41-44
• 3.3 PCB單線圈參數(shù)優(yōu)化44
• 3.4 本章小結(jié)44-46
• 4 基于磁耦合的無線電能傳輸系統(tǒng)46-54
• 4.1 基于HFSS的PCB雙線圈無線傳能系統(tǒng)的仿真46-47
• 4.2 PCB雙線圈無線傳能系統(tǒng)的效率及穩(wěn)定性分析47-53
• 4.2.1 阻抗分裂47-48
• 4.2.2 無線傳能系統(tǒng)的效率48-50
• 4.2.3 無線傳能系統(tǒng)穩(wěn)定性仿真分析50-53
• 4.3 本章小結(jié)53-54
• 5 總結(jié)與展望54-56
• 參考文獻(xiàn)56-62
• 附錄1 2.3.1 matlab代碼62-64
• 附錄2 2.3.2 matlab代碼64-66
• 附錄3 4.2.2 matlab代碼66-70
• 致謝70-72
• 個人簡歷72

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