Hệ thống sạc không dây kẹp hai lớp hiệu quả cho máy tạo nhịp tim cấy ghép

( 0 đánh giá )
Miễn phí

Bài báo nêu bối cảnh ứng dụng WPT trong thiết bị y tế, khó khăn khi cân bằng giữa tần số cộng hưởng và công suất truyền để vừa đảm bảo an toàn sinh học vừa đáp ứng nhu cầu năng lượng. Đề xuất cấu trúc cuộn phát “sandwiched” gồm hai cuộn phẳng đồng trục bố trí trước ngực và sau lưng bệnh nhân, tạo vùng từ trường ổn định bao bọc cuộn thu hai mặt gắn trên vỏ máy tạo nhịp. Chọn tần số 160 kHz để giảm tổn hao, gia nhiệt mô và bức xạ, đồng thời vẫn đạt công suất yêu cầu. Mô hình mạch tương đương được phân tích: mạch cộng hưởng LC ở cả phát và thu, cấp nguồn bằng nghịch lưu class‑E, tối ưu tham số để đồng bộ cộng hưởng hai phía và đạt hệ số công suất tối đa, giảm công suất phản kháng.

 

Thiết kế cuộn: cuộn phát đường kính ngoài 280 mm, trong 190 mm, 25 vòng dây Litz, có/không có thanh ferrite gia cường từ thông; cuộn thu nhỏ, 13 vòng, gắn hai mặt vỏ. Mô phỏng JMAG cho thấy với thanh ferrite, mật độ từ thông tăng, vùng từ trường tương đối đồng đều ở khoảng cách 50 mm, nâng hệ số hỗ cảm và khả năng chịu lệch tâm. Thử nghiệm với mô hình cơ thể nhân tạo, khoảng cách phát‑thu ~90 mm, công suất ra đạt 5,3 W, hiệu suất coil‑to‑coil >80% trong đĩa đường kính 12 cm, giảm dần khi lệch vị trí hoặc tăng góc nghiêng; vẫn >3 W ở góc nghiêng 50°. Đánh giá ảnh hưởng chiều cao, khoảng cách X, góc nghiêng đến công suất/hiệu suất, minh chứng khả năng chịu sai lệch vị trí và phù hợp yêu cầu sạc an toàn cho thiết bị cấy ghép.