植入的人工器官能模擬人體自然器官的一種或多種功能,可以減小因自然器官功能的衰弱或散失對(duì)患者正常生活產(chǎn)生的不利影響,甚至可以挽救患者的生命。這些植入的人工器官往往需要電能來維持正常的運(yùn)作,一般采用植入電池的方式為植入式人工器官持續(xù)供電,由于電池的容量有限,所以供電的功率很小,使用時(shí)間也不足夠長；如能采用經(jīng)皮能量傳輸（TET:Transcutaneous Energy Transmission）的方式為植入人工器官供電,供電的電能近似于無窮多,從而供電的功率可以比較大,供電時(shí)間也近似于無限長。在經(jīng)皮能量傳輸系統(tǒng)（TETS:Transcutaneous Energy Transmission System）中由于傳輸?shù)墓β瘦^大,需要較高的傳輸效率來降低因元件傳導(dǎo)發(fā)熱而燒傷人體組織的可能性,同時(shí)也要求恒定的次級(jí)輸出電壓來維持植入人工器官的正常運(yùn)作。然而,經(jīng)皮能量傳輸系統(tǒng)的感應(yīng)線圈位置的變化和植入的人工器官工作狀態(tài)的變化均會(huì)改變經(jīng)皮能量傳輸系統(tǒng)的工作狀態(tài),以致降低傳輸效率,并改變次級(jí)輸出電壓本文在頻域分析閉環(huán)E類放大器參數(shù)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,從原理上分析了基于E類放大器的經(jīng)皮能量傳輸系統(tǒng),得到了經(jīng)皮能... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
目錄
插圖索引
表格索引
主要符號(hào)對(duì)照表
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 經(jīng)皮能量傳輸?shù)膰鴥?nèi)外研究進(jìn)展
        1.2.1 經(jīng)皮能量傳輸?shù)脑?br>        1.2.2 經(jīng)皮能量傳輸?shù)膰庋芯窟M(jìn)展
        1.2.3 閉環(huán)經(jīng)皮能量傳輸系統(tǒng)的研究進(jìn)展
        1.2.4 經(jīng)皮能量傳輸?shù)膽?yīng)用
        1.2.5 國內(nèi)經(jīng)皮能量傳輸?shù)难芯窟M(jìn)展
    1.3 存在問題
    1.4 本文的主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)
    1.5 本文結(jié)構(gòu)
第二章 E類放大器和閉環(huán)E類放大器的參數(shù)設(shè)計(jì)
    2.1 功率放大器概述
    2.2 理想E類放大器的參數(shù)設(shè)計(jì)
        2.2.1 E類放大器的基本電路
        2.2.2 調(diào)諧狀態(tài)下的穩(wěn)態(tài)電氣參數(shù)波形
        2.2.3 調(diào)諧狀態(tài)下的穩(wěn)態(tài)開關(guān)電壓
        2.2.4 負(fù)載支路阻抗
        2.2.5 調(diào)諧狀態(tài)下的輸入輸出功率
        2.2.6 E類放大器的參數(shù)設(shè)計(jì)
    2.3 閉環(huán)E類放大器的設(shè)計(jì)
        2.3.1 概述
        2.3.2 原理圖及設(shè)計(jì)參數(shù)
        2.3.3 阻抗變化
        2.3.4 反饋控制
    2.4 仿真
        2.4.1 E類放大器
        2.4.2 閉環(huán)E類放大器
    2.5 實(shí)驗(yàn)
        2.5.1 E類放大器
        2.5.2 閉環(huán)E類放大器
    2.6 本章小結(jié)
第三章 基于E類放大器的經(jīng)皮能量傳輸系統(tǒng)
    3.1 系統(tǒng)圖
    3.2 經(jīng)皮能量傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方程
    3.3 參數(shù)設(shè)計(jì)
        3.3.1 歸算阻抗為純電阻
        3.3.2 歸算阻抗不為純電阻
        3.3.3 不同QL值時(shí)的歸算阻抗
        3.3.4 參數(shù)設(shè)計(jì)步驟
    3.4 任意占空比下的元件損耗分析
        3.4.1 電路模型與簡化
        3.4.2 任意占空比下的元件損耗
        3.4.3 最佳占空比范圍
    3.5 基于載波的經(jīng)皮信號(hào)傳輸?shù)恼{(diào)制方法
        3.5.1 體外往體內(nèi)發(fā)送信息的調(diào)制方法
        3.5.2 體內(nèi)往體外發(fā)送信息的調(diào)制方法
    3.6 仿真
        3.6.1 經(jīng)皮能量傳輸系統(tǒng)
        3.6.2 經(jīng)皮能量傳輸系統(tǒng)的損耗分析
        3.6.3 基于載波的經(jīng)皮信號(hào)傳輸
    3.7 試驗(yàn)
        3.7.1 不同占空比下經(jīng)皮能量傳輸系統(tǒng)的元件內(nèi)阻損耗
    3.8 本章小結(jié)
第四章 經(jīng)皮能量傳輸系統(tǒng)的閉環(huán)分析
    4.1 耦合系數(shù)
    4.2 耦合系數(shù)變化時(shí)的閉環(huán)分析
        4.2.1 次級(jí)歸算阻抗
        4.2.2 參數(shù)設(shè)計(jì)方程
        4.2.3 耦合系數(shù)變化
        4.2.4 反饋控制
    4.3 阻抗變化時(shí)的閉環(huán)分析
        4.3.1 次級(jí)等效負(fù)載電阻變化
        4.3.2 反饋控制
    4.4 耦合系數(shù)和負(fù)載阻抗同時(shí)變化時(shí)的閉環(huán)分析
        4.4.1 耦合系數(shù)和負(fù)載電阻變化
        4.4.2 反饋控制
    4.5 閉環(huán)控制電路的設(shè)計(jì)
        4.5.1 閉環(huán)控制系統(tǒng)示意圖
        4.5.2 最優(yōu)狀態(tài)閉環(huán)控制電路的設(shè)計(jì)
        4.5.3 恒定輸出電壓閉環(huán)控制的設(shè)計(jì)
    4.6 閉環(huán)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
        4.6.1 最優(yōu)狀態(tài)閉環(huán)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定分析
        4.6.2 恒定輸出電壓閉環(huán)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定分析
    4.7 仿真
        4.7.1 設(shè)計(jì)參數(shù)
        4.7.2 耦合系數(shù)和負(fù)載阻抗變化時(shí)的閉環(huán)控制方法驗(yàn)證
        4.7.3 閉環(huán)控制電路
    4.8 實(shí)驗(yàn)
        4.8.1 感應(yīng)線圈耦合系數(shù)的測量
        4.8.2 耦合系統(tǒng)變化時(shí)的閉環(huán)實(shí)驗(yàn)
        4.8.3 負(fù)載電阻變化時(shí)的閉環(huán)實(shí)驗(yàn)
    4.9 本章小結(jié)
第五章 經(jīng)皮能量傳輸系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)
    5.1 經(jīng)皮能量傳輸系統(tǒng)的功能模塊
    5.2 體外模塊的電路設(shè)計(jì)
        5.2.1 體外電路的功能模塊
        5.2.2 體外電路的設(shè)計(jì)
    5.3 體內(nèi)模塊的電路設(shè)計(jì)
        5.3.1 體內(nèi)電路的功能模塊
        5.3.2 體內(nèi)電路的設(shè)計(jì)
    5.4 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        5.4.1 體外系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
        5.4.2 體內(nèi)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
        5.4.3 信號(hào)傳輸協(xié)議
    5.5 經(jīng)皮能量傳輸系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)
    5.6 實(shí)驗(yàn)
        5.6.1 體外電路
        5.6.2 體內(nèi)電路
        5.6.3 元件參數(shù)
        5.6.4 測量結(jié)果
    5.7 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
附錄A E類放大器參數(shù)設(shè)計(jì)中的重要公式推導(dǎo)
附錄B 次級(jí)電路各元件的等效內(nèi)阻
附錄C 主要程序代碼(MATLAB)
    C.1 E類放大器的參數(shù)計(jì)算程序
    C.2 無線能量傳輸系統(tǒng)的參數(shù)計(jì)算程序
附錄D 無線能量傳輸系統(tǒng)的主要電路圖
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄


【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3363312