Архив номеров
Медицинская Техника / Медицинская техника №4, 2023 / с. 39-42

Оценка и повышение однородности магнитного поля плоской прямоугольной катушки индуктивности для системы беспроводного питания имплантатов

Е.А. Шипатов, Э.А. Миндубаев


Аннотация 

Проведено численное моделирование распределения магнитного поля для трех плоских прямоугольных катушек индуктивности с различными геометрическими параметрами. Установлено, что для увеличения однородности распределения магнитного поля необходимо использовать конфигурацию с эквивалентными внешними длиной и шириной, а также уменьшать отношение внутренней площади к общей. Выявлено, что число витков катушки, отношение ширины дорожки к сумме ширины дорожки и расстояние между дорожками не оказывают существенного влияния на распределение магнитного поля.


Вернуться к содержанию

Сведения об авторах

Евгений Андреевич Шипатов, студент, 
Эдуард Адипович Миндубаев, канд. техн. наук, доцент, Институт биомедицинских систем, ФГАОУ ВО «НИУ «Московский институт электронной техники», г. Москва, г. Зеленоград, 

Список литературы

1. Данилов А.А., Миндубаев Э.А., Селищев С.В. Методы компенсации смещений катушек в системах индуктивной чрескожной передачи энергии к имплантируемым медицинским приборам // Медицинская техника. 2017. № 1. C. 41-44. 
2. Catrysse M., Hermans B., Puers R. An inductive power system with integrated bi-directional data-transmission // Sensors and Actuators A: Physical. 2004. Vol. 155. № 2. РP. 221-229. 
3. Lenaerts B., Puers R. An inductive power link for a wireless endoscope // Biosensprs and Bioelectronics. 2007. Vol. 22. РP. 1390-1395. 
4. Shire D.B., Kelly S.K., Chen J., Doyle P., Gingerich M.D., Cogan S.F., Drohan W.A., Mendoza O., Theogarajan L., Wyatt J.L., Rizzo J.F. Development and implantation of a minimally invasive wireless subretinal neurostimulator // IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 2009. Vol. 56. № 10. РP. 2502-2511. 
5. Kim S., Yoo S. Comparison of planar type coils for efficient power supply to implantable devices // Biomedical Engineering Letters. 2012. Vol. 2. № 3. РP. 179-185. 
6. Krivec M., Lenzhofer M., Moldaschl T., Priboлek J., Abram A., Ortner. M. Inkjet printing of multi-layered, via-free conductive coils for inductive sensing applications // Microsystem Technologies. 2018. Vol. 24. РP. 2673-2682. 
7. Wang H., Totaro M., Veerapandian S., Ilyas M., Kong M., Jeong U., Beccai L. Folding and Bending Planar Coils for Highly Precise Soft Angle Sensing // Advanced Materials Technologies. 2020. Vol. 5. 
8. Zhu Duan, Yong-Xin Guo Rectangular coils modeling for inductive links in implantable biomedical devices / 2011 IEEE International Symposium on Antennas and Propagation (APSURSI). 2011. РP. 388-391. 
9. Ahire D.B., Gond V.J., Chopade J.J. Geometrical parameter optimization of planner square-shaped printed spiral coil for efficient wireless power transfer system to biomedical implant application // e-Prime – Advances in Electrical Engineering, Electronics and Energy. 2022. Vol. 2. 
10. Bilandzija D., Vinko D., Biondic I. Achieving Uniform Magnetic Field with Rectangular Coil in Wireless Power Transmission System / 2019 International Symposium ELMAR. 2019. РP. 179-182. 
11. Ida N., Lord W. A finite element model for three-dimensional Eddy current NDT phenomena // IEEE Transactions on Magnetics. 1985. Vol. 21. № 6. РP. 2635-2643. 
12. Cheng Y., Shu Y. A New Analytical Calculation of the Mutual Inductance of the Coaxial Spiral Rectangular Coils // IEEE Transactions on Magnetics. 2014. Vol. 50. № 4. РP. 1-6. 
13. Xu Q., Hu Q., Wang H., Mao Z.-H., Sun M. Optimal Design of Planar Spiral Coil for Uniform Magnetic Field to Wirelessly Power Position-Free Targets // IEEE Transactions on Magnetics. 2021. Vol. 57. № 2. РP. 1-9. 
14. Yang J., Chen R., Ding H., Su Y., Jingjie G., Huang F., Fu H. Uniformity analysis of magnetic field in an electromagnetic cold crucible used for directional solidification // COMPEL – The International Journal for Computation and Mathematics in Electrical and Electronic Engineering. 2013. Vol. 32. № 3. РP. 997-1008.