Архив номеров
Медицинская Техника / Медицинская техника №5, 2020 / с. 32-34

Влияние рабочей частоты на геометрию приемной и передающей катушек в мощных системах индуктивной чрескожной передачи энергии

Р.Р. Аубакиров, А.А. Данилов


Аннотация

Исследовано влияние рабочей частоты на геометрию приемной и передающей катушек индуктивности в составе системы чрескожной передачи энергии на основе пары связанных LС-контуров с последовательной компенсацией. Выполнено сравнение геометрических характеристик плоских концентрических катушек для систем с рабочей частотой 220, 440 и 880 кГц, обеспечивающих передачу мощности в 10 Вт на расстояние 15 мм с перепадом в пределах ± 10 % для боковых смещений, достигающих 30 мм, для значений величины внешнего радиуса приемной катушки 20, 25 и 30 мм. Установлено, что увеличение рабочей частоты позволяет существенно уменьшить плотность намотки принимающей катушки.


Вернуться к содержанию

Сведения об авторах

Рафаэль Рафаэльевич Аубакиров, инженер, ФГАОУ ВО «НИУ «Московский институт электронной техники», г. Москва, г. Зеленоград,
Арсений Анатольевич Данилов, канд. физ.-мат. наук, доцент, Институт биомедицинских систем, ФГАОУ ВО «НИУ «Московский институт электронной техники», ст. научный сотрудник, Институт бионических технологий и инжиниринга, ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова» Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский Университет), г. Москва,

Список литературы

1. Danilov A.A., Selishchev S.V., Itkin G.P. Progress in methods for transcutaneous wireless energy supply to implanted ventricular assist devices // Biomedical Engineering. 2010. Vol. 44. № 4. PP. 125-129.
2. Waters B.H., Sample A.P., Bonde P. et al. Powering a Ventricular Assist Device (VAD) with the Free-Range Resonant Electrical Energy Delivery (FREE-D) System // Proceedings of the IEEE. 2012. Vol. 100. № 1. PP. 138-149.
3. Campi T., Cruciani S., Maradei F. et al. Wireless Powering of Next-Generation Left Ventricular Assist Devices (LVADs) Without Percutaneous Cable Driveline // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques (Early Access). 2020. PP. 1-1.
4. Campi T., Cruciani S., Orlando F. et al. Feasibility Study of a Wireless Power Transfer System Applied to a Left Ventricular Assist Device / 2019 IEEE Wireless Power Transfer Conference (WPTC). 2019. PP. 253-256.
5. Iida M., Sugeno K., Inamori M. et al. Performance of Data Transmission in Wireless Power Transfer with Coil Displacements // IEICE TRANSACTIONS on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences. 2014. Vol. E97-A. № 4. PP. 1016-1020.
6. Wang G., Liu W., Sivaprakasam M. et al. Design and analysis of an adaptive transcutaneous power telemetry for biomedical implants // IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers. 2005. Vol. 52. № 10. PP. 2109-2117.
7. Danilov A.A., Mindubaev E.A., Selishchev S.V. Methods for Compensation of Coil Misalignment in Systems for Inductive Transcutaneous Power Transfer to Implanted Medical Devices // Biomedical Engineering. 2017. Vol. 51. № 1. PP. 56-60.
8. Danilov A.A., Aubakirov R.R., Mindubaev E.A. et al. An Algorithm for the Computer Aided Design of Coil Couple for a Misalignment Tolerant Biomedical Inductive Powering Unit // IEEE Access. 2019. Vol. 7. PP. 70755-70769.
9. Miller J.A., B?elanger G., Mussivand T. Development of an autotuned transcutaneous energy transfer system // ASAIO J. 1993. Vol. 39. № 3. PP. 706-710.
10. Mussivand T. et al. Transcutaneous energy transfer system performance evaluation // Artificial Organs. 1993. Vol. 17. № 11. PP. 940-947.
11. Tsai C.C., Chen B.S., Tsai C.M. Design of wireless transcutaneous energy transmission system for totally artificial hearts / Proceeding of the IEEE Asia-Pacific Conference on Circuits and Systems (APCCAS). 2000. PP. 646-649.
12. Miura H., Arai S., Kakubari Y. et al. Improvement of the transcutaneous energy transmission system utilizing ferrite cored coils for artificial hearts // IEEE Transactions on Magnetics. 2006. Vol. 42. № 10. PP. 3578-3580.
13. Chen Q., Wong S.-C., Tse C.K. et al. Analysis, design, and control of a transcutaneous power regulator for artificial hearts // IEEE Transactions on Biomedical Circuits and Systems. 2009. Vol. 3. № 1. PP. 23-31.
14. Okamoto E., Yamamoto Y., Akasaka Y. et al. A new transcutaneous energy transmission system with hybrid energy coils for driving an implantable biventricular assist device // Artificial Organs. 2009. Vol. 33. № 8. PP. 622-626.
15. Dissanayake T.D. An effective transcutaneous energy transfer (TET) system for artificial hearts / Ph. D. Dissertation. – New Zealand: Institute of Bioengineering, University of Auckland, 2010.
16. Leung H.Y., Budgett D.M., McCormick D. et al. Wireless power system for implantable heart pumps based on energy injection control / Proceedings of the Progress in Electromagnetics Research Symp. (PIERS). 2012. PP. 445-449.
17. Lucke L., Mondry J., Scott S. A totally implantable controller for use with rotary LVADs / Minnetronix Inc., 2014.
18. Fu Y., Hu L., Ruan X. et al. A transcutaneous energy transmission system for artificial heart adapting to changing impedance // Artificial Organs. 2015. Vol. 39. № 4. PP. 378-387.