《植入式设备非接触电能传输系统的研究进展》.pdf

第 期 电 源 学 报 4 No.4 年 月 Journal of Power Supply 2011 7 July.2011 植入式设备非接触电能传输系统的研究进展 张 巍，陈乾宏，曹玲玲 （南京航空航天大学江苏省新能源发电与电能变换重点实验室，南京 210016 ） 摘要：人体植入式医疗设备的非接触电能传输作为一种实用的生物医学技术，在持续稳定供电方面具有其他供 电模式不可比拟的优点，其迎合了患者对安全、健康、舒适的需求，在医疗行业有着广阔地应用前景。 文中以综述的 形式对比了植入式设备的几种电能传输方式，重点对经表皮的非接触电能传输技术的特点进行分析，总结了其变参 数条件下的控制方式和非接触变压器结构的优化方法的研究。 关键词：植入式；非接触电能传输；控制方式；非接触变压器 中图分类号： 文献标志码： 文章编号： （ ） TM92 A CN12-1420 2011 04-0036-10 1 引言 气接触的非接触变压器作为功率传输的关键环节， 运用电磁感应，将体外的电能以磁场为载体，透过 随着医学技术的飞速发展，各种功能的电子医 皮肤传输给体内植入设备。 这种供电技术不会损伤 疗产品不断进入人们的生活。 对于内科治疗效果甚 皮肤，避免感染，减小治疗痛苦，可大大提高和改善 微的病例，或者对于某些特殊的疾病患者，人体植 病人的生活质量。 [1] 本论文针对人体植入设备的非接触电能传输 入式设备成为首选 。 作为一种埋置在体内的电子 设备，其主要用来诊断、治疗某些疾病，长期监测体 系统的技术难点，对高阶补偿和变参数条件下的控 内生理生化参数的变化，实现在生命体自然状态下 制方法，以及非接触变压器的结构优化等进行系统 的直接测量和控制，也可用来代替某些功能已丧失 的归纳、总结。 [2-4] 的器官 。 由于其突出的效用，植入式电子设备将 是 世纪生物医学电子发展的一个重要方向。 2 人体植入设备及其供电方式 21 然而， 人体植入设备同样面临着诸多问题，其 中如何为其提供长期、稳定、高效的电能一直是其 2.1 植入式设备简介 [5] 研究的关键与难点 。 传统的供电方式，如导线刺破 皮肤供电以及一次性电池， 都存在着其固有的缺 陷。 各国学者正在研究基于非接触式电能传输技术 的新的能量供应系统，利用原、副边没有物理及电 收稿日期： 2011-05-04 基金项目：国家自然科学基金资助项目）；江苏省自然科 学基金资助项目（BK2009372 ）；高等学校博士学科点专项 科研基金资助项目（20103218110013 ）。 作者简介：张巍（1984-），男，硕士研究生，主要从事人体植入式非接 触电能传输系统的研究； 陈乾宏（1974-），女，博士，教授，研究方向为功率因数校 正变换器、低压大电流变换器、磁集成技术、非接触电能