本文關(guān)鍵詞：微型可植入式無線能量傳輸系統(tǒng)

  更多相關(guān)文章： 立體雙電感 工藝流程 傳輸效率 磁諧振 無線能量傳輸系統(tǒng)

【摘要】：在過去十年來,可植入式電子設(shè)備發(fā)展迅速,但在供電、體積和生物兼容性等方面仍然存在問題,無線能量傳輸技術(shù)在解決上述問題中具有明顯優(yōu)勢。與傳統(tǒng)的電感耦合式系統(tǒng)相比,磁諧振式無線能量傳輸系統(tǒng)在能量傳輸效率與相對位置參數(shù)方面有更大的優(yōu)勢,并可實現(xiàn)近全方位的高效能量傳輸,具有低損耗、不受周圍環(huán)境因素影響等特點。本文采用兩種方式設(shè)計了柔性立體雙電感線圈,第一種是采用聚酰亞胺封裝材料設(shè)計柔性PCB (Printed Circuit Board)雙電感交疊線圈。依據(jù)理論分析以及阻抗分析儀測試得到諧振子的有效電感、有效交流電阻、電容和品質(zhì)因數(shù),分析了線圈的股數(shù)和匝數(shù)對線圈性能的影響。并利用網(wǎng)絡(luò)分析儀測試四線圈傳輸?shù)腟參數(shù),計算傳輸效率。第二種是采用生物兼容性優(yōu)異的聚對二甲苯材料設(shè)計不同參數(shù)的柔性雙電感交疊線圈,詳細設(shè)計了諧振子制作的集成工藝流程,并采用新薄膜材料實現(xiàn)了諧振子的雙面pad結(jié)構(gòu)。并對初步的流片實驗結(jié)果進行了分析。最后,設(shè)計發(fā)射端的E類功率放大電路,輸入端加入反相器驅(qū)動電路,接收端采用整流穩(wěn)壓電路,提供穩(wěn)壓輸出。本論文研究了微型可植入電子設(shè)備的磁諧振式無線能量傳輸技術(shù),運用兩種方式設(shè)計了柔性立體雙電感諧振子,測量了相關(guān)數(shù)據(jù)。采用兩個內(nèi)徑為6mm的相同設(shè)計參數(shù)的柔性PCB立體雙電感線圈搭建無線能量傳輸系統(tǒng)。在特定條件下且工作頻率為13.56MHz時,測試系統(tǒng)的傳輸效率最大值達到21.24%,輸出端電壓達到1.477V。實現(xiàn)了小體積并且供電性能良好的無線能量傳輸,對微型可植入電子設(shè)備的發(fā)展具有重要意義。
【關(guān)鍵詞】：立體雙電感 工藝流程 傳輸效率 磁諧振 無線能量傳輸系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：R318.6;TN402
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-8
• 序言8-11
• 1 引言11-16
• 1.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2 商用發(fā)展情況12-14
• 1.3 論文主要研究工作14-16
• 2 磁諧振無線能量傳輸系統(tǒng)模型16-26
• 2.1 無線能量傳輸基本原理16-20
• 2.1.1 RLC串聯(lián)諧振電路17-18
• 2.1.2 GLC并聯(lián)諧振電路18-19
• 2.1.3 串聯(lián)諧振電路與并聯(lián)諧振電路的比較19-20
• 2.2 無線能量傳輸系統(tǒng)模型20-25
• 2.2.1 諧振子理論分析基礎(chǔ)20-21
• 2.2.2 兩線圈能量傳輸系統(tǒng)21-23
• 2.2.3 四線圈能量傳輸系統(tǒng)23-25
• 2.3 本章小結(jié)25-26
• 3 柔性立體諧振子的結(jié)構(gòu)設(shè)計26-35
• 3.1 植入式醫(yī)療材料的生物兼容性26-27
• 3.2 基于Polyimide的柔性PCB諧振子結(jié)構(gòu)設(shè)計27-28
• 3.2.1 聚酰亞胺27
• 3.2.2 基于Polyimide的柔性PCB諧振子結(jié)構(gòu)設(shè)計27-28
• 3.3 基于Parylene的柔性立體諧振子的結(jié)構(gòu)設(shè)計28-34
• 3.3.1 聚對二甲苯28-30
• 3.3.2 基于Parylene的柔性立體諧振子集成結(jié)構(gòu)設(shè)計30-34
• 3.4 本章小結(jié)34-35
• 4 基于Parylene的柔性立體諧振子集成工藝方案35-44
• 4.1 MEMS單項工藝35-37
• 4.1.1 電鍍35-36
• 4.1.2 厚膠光刻36
• 4.1.3 熱剝離薄膜36-37
• 4.2 基于Parylene的柔性立體諧振子的集成工藝流程37-41
• 4.3 基于Parylene的柔性立體諧振子工藝的初步試驗結(jié)果41-43
• 4.4 本章小結(jié)43-44
• 5 測試系統(tǒng)及實驗平臺搭建44-52
• 5.1 立體諧振子參數(shù)的測試44-45
• 5.2 四線圈磁諧振能量傳輸模塊的測試45-47
• 5.3 無線能量傳輸系統(tǒng)的實驗平臺搭建47-51
• 5.3.1 無線能量傳輸系統(tǒng)理論分析47-49
• 5.3.2 無線能量傳輸系統(tǒng)實驗平臺49-51
• 5.4 本章小結(jié)51-52
• 6 結(jié)論52-54
• 參考文獻54-56
• 作者簡歷及攻讀碩士/博士學(xué)位期間取得的研究成果56-58
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集58

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本文編號：855440