Архив номеров
Медицинская Техника / Медицинская техника №5, 2018 / с. 28-30

Алгоритм расчета генераторной части модуля индуктивного питания безаккумуляторных имплантатов

О.А. Сурков, А.А. Данилов, Э.А. Миндубаев


Аннотация

Предложен алгоритм расчета генераторной части модуля индуктивного питания безаккумуляторных имплантатов. Блок генерации переменного тока модуля основан на усилителе класса Е. С использованием предложенного алгоритма были рассчитаны параметры трех модулей индуктивного питания. В каждом модуле использовалась пара симметричных антенн с собственной индуктивностью, равной 3,4; 7,29 и 12,27 мкГн соответственно. Для каждого случая были рассчитаны зависимости эффективности и выходной мощности модуля индуктивного питания с усилителем класса Е от осевого смещения передающей и принимающей антенн. Эффективность систем, в которых используются антенны с индуктивностями 3,4 и 7,29 мкГн, превышает 90 % в диапазоне смещений от 10 до 25 мм. Установлено, что настройка усилителя класса Е на работу при расположении антенн ближе к минимально возможному расстоянию между ними является более целесообразной, чем настройка на работу в середине диапазона смещений.


Вернуться к содержанию

Сведения об авторах

Олег Алексеевич Сурков, специалист, АО «ЗИТЦ», г. Москва, г. Зеленоград,
Арсений Анатольевич Данилов, канд. физ.-мат. наук, доцент, ст. научный сотрудник,
Эдуард Адипович Миндубаев, канд. техн. наук, мл. научный сотрудник, Институт бионических технологий и инжиниринга, ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова» МЗ РФ (Сеченовский университет), г. Москва,

Список литературы

1. Bocan N.K., Sejdic E. Adaptive transcutaneous power transfer to implantable devices: A state of art review // Sensors. 2016. Vol. 16. № 3. P. E393.
2. Danilov A.A., Itkin G.P., Selishchev S.V. Progress in methods for transcutaneous wireless energy supply to implanted ventricular assist devices // Biomedical Engineering. 2010. Vol. 44. № 4. PP. 125-129.
3. Yakovlev A., Kim S., Poon A.S. Implantable biomedical devices wireless powering and communication // IEEE Communications Magazine. 2012. Vol. 50. PP. 152-159.
4. Ben A.A., Kouki A.B., Cao H. Power approaches for implantable medical devices // Sensors. 2015. Vol. 15. № 11. PP. 28889-28914.
5. Dissanayake T., Budgett D., Hu A.P., Malpas S., Bennet L. Transcutaneous energy transfer system for powering implantable biomedical devices // IFMBE Proceedings. 2009. Vol. 23. PP. 235-239.
6. Jiang C., Chau K.T., Liu C., Lee C.H.T. An Overview of resonant circuits for wireless power transfer // Energies. 2017. Vol. 10. № 7. P. 894.
7. Sokal N.O., Sokal A.D. Class E-A New Single-Ended Class of High-Efficiency Tuned Switching Power Amplifiers // IEEE Journal of Solid-State Circuits. 1975. Vol. 10. № 3. PP. 168-176.
8. Chen K., Peroilis D. Design of high efficient broadband class-E power amplifier using synthesized low-pass matching networks // IEEE Transactions on microwave theory and techniques. 2011. Vol. 59. № 12. PP. 3162-3173.
9. Danilov A.A., Mindubaev E.A. Influence of angular coil displacements on effectiveness of wireless transcutaneous inductive energy transmission // Biomedical Engineering. 2015. Vol. 49. № 3. PP. 171-173.
10. Danilov A.A., Mindubaev E.A., Selishchev S.V. Design and Evaluation of an Inductive Powering Unit for Implantable Medical Devices Using GPU Computing // Progress in Electromagnetics Research. 2016. Vol. 69. PP. 61-73.
11. Knecht O., Bosshard R., Kolar J.W. High Efficiency Transcutaneous Energy Transfer for Implantable Mechanical Heart Support Systems // IEEE Transactions on Power Electronics. 2015. Vol. 30. № 11. PP. 6221-6236.