Медицинская Техника / Медицинская техника №2, 2021 / с. 18-20

Влияние рабочей частоты на выходные характеристики системы чрескожной беспроводной передачи энергии на основе усилителя мощности класса Е с емкостной подстройкой

Е.В. Селютина, К.О. Гуров, Э.А. Миндубаев

Аннотация

Исследуется система чрескожной беспроводной передачи энергии на основе усилителя мощности класса Е, в которой для компенсации влияния смещений передающей и принимающей катушек на выходную мощность системы выполняется динамическая подстройка конденсаторов в усилителе. Система обеспечивает постоянное значение выходной мощности в диапазоне смещений катушек. Точное значение выходной мощности выбирается из диапазона возможных значений стабильной мощности. Границы данного диапазона имеют сложный характер зависимости от параметров системы. Целью рассматриваемой работы являлось исследование влияния рабочей частоты системы на ширину диапазона возможных значений стабильной мощности и общую эффективность системы чрескожной беспроводной передачи энергии. Показано, что увеличение рабочей частоты позволяет повысить эффективность системы беспроводной передачи энергии и расширить границы диапазона возможных значений стабильной мощности.

Вернуться к содержанию

Сведения об авторах

Елена Викторовна Селютина, инженер,

Константин Олегович Гуров, инженер,

Эдуард Адипович Миндубаев, канд. техн. наук, доцент, Институт биомедицинских систем, ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский университет «Московский институт электронной техники», г. Москва, г. Зеленоград,

e-mail: constantinegurov@yandex.ru

Список литературы

1. Zhang Z., Pang H., Georgiadis A., Cecati C. Wireless power transfer – An overview // IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2019. Vol. 66. № 2. PP. 1044-1058.

2. Amar A. Ben, Kouki A.B., Cao H. Power approaches for implantable medical devices // Sensors. 2015. Vol. 15. № 11. PP. 28889-28914.

3. Bocan K.N., Sejdiж E. Adaptive transcutaneous power transfer to implantable devices: A state of the art review // Sensors. 2016. Vol. 16. № 3. PP. E393-1-E393-23.

4. Sokal N.O. Class-E RF power amplifiers // QEX. 2001. Vol. 202. № 1. PP. 9-20.

5. Liu H., Shao Q., Fang X. Modeling and optimization of class-E amplifier at subnominal condition in a wireless power transfer system for biomedical implants // IEEE Transactions on Biomedical Circuits and Systems. 2017. Vol. 11. № 1. PP. 35-43.

6. Surkov O.A., Danilov A.A., Mindubaev E.A. An algorithm for designing AC generators for inductive powering systems of batteryless implants // Biomedical Engineering. 2019. Vol. 52. № 5. PP. 331-334.

7. Heebl J.D., Thomas E.M., Penno R.P., Grbic A. Comprehensive analysis and measurement of frequency-tuned and impedance- tuned wireless non-radiative power-transfer systems // IEEE Antennas and Propagation Magazine. 2014. Vol. 56. № 4. PP. 44-60.

8. Mindubaev E.A., Selyutina E.V., Danilov A.A. Tuning of class E power amplifier for compensating the effect of the receiver coil implantation depth on the operation of a wireless transcutaneous energy transfer system // Biomedical Engineering. 2020. Vol. 54. № 4. PP. 258-261.