高壓放大器在超聲耦合無線電能傳輸系統中的應用
隨著醫學技術的飛速發展,各種功能的電子醫療產品不斷進入人們的生活。特別是植入式醫療設備的出現,對病人減輕病痛折磨,甚至延長生命起到了至關重要的作用。人體植入式醫療設備是一種埋藏在人體內部的電子設備,用來代替某些器官維持生命的延續或者實現對人體疾病的檢測、診斷和治療功能,廣泛存在于人體中的各個組織器官,如圖所示:
植(zhi)入式電子設備人(ren)體布圖
目前,植入式設備(bei)的供(gong)電主要采(cai)用以下幾種(zhong)方式:
(1)采用導線直(zhi)接穿破人體(ti)皮膚的方(fang)式為體(ti)內設備供電。
(2)采用一次(ci)性電池,如鎳(nie)鎘電池、鋰電池等。
(3)利用電磁能之間(jian)的轉換而實現的無線電能傳輸的方(fang)(fang)法。該方(fang)(fang)法主要利用高壓放大器驅動pzt,再通過電(dian)(dian)磁場的(de)變換完成電(dian)(dian)能(neng)的(de)傳輸,根據電(dian)(dian)磁場的(de)遠(yuan)近又可以細分為近場共振電(dian)(dian)感(gan)耦(ou)合(he)、中場電(dian)(dian)磁耦(ou)合(he)和遠(yuan)場電(dian)(dian)磁耦(ou)合(he)三種(zhong)方(fang)式。
超聲(sheng)波耦合無線電能傳輸技術(shu)對植入式設(she)備進行充電原理如圖所示。將電能施加到PZT系列壓電材料上面,通過壓電材料將電能轉化為超聲波穿過人體組織,接收端壓電材料再將接收到的超聲能轉化為電能供植入式設備使用。
植入式醫(yi)療設備超(chao)聲波耦合(he)無線電能傳輸(shu)模型(xing)
發射端電源模塊為發射端換能器提供電能,發射端換能器采用高壓放大器作為激勵電源,通過高壓放大器放大后的交變的正弦電壓施加在壓電換能器上,通過轉換產生超聲。接收端電源處理單元主要包括整流電路和穩壓電路。發射端換能器將從發射端電源模塊接收到的電能轉換為超聲波,經過人體組織(zhi)將超聲能(neng)量(liang)傳(chuan)遞到人(ren)體(ti)組織(zhi)內的接(jie)(jie)收(shou)(shou)端換能(neng)器,接(jie)(jie)收(shou)(shou)端換能(neng)器將收(shou)(shou)集到的超聲能(neng)量(liang)轉(zhuan)化為(wei)電能(neng)并經過接(jie)(jie)收(shou)(shou)端電源處(chu)理(li)單元為(wei)人(ren)體(ti)植入式設(she)備進行供電。
AigtekATA-2000系列高壓放大器在超聲耦合無線電能傳輸系統領(ling)域有著(zhu)廣泛的應(ying)用(yong),其最大輸出電壓1600Vp-p最大輸出電流 500mAp,帶寬(-3dB)高達DC~1MHz,滿足不同樣品材料位置控制的電壓需求。安泰高壓放大器在超聲波測試,MEMS測試,壓電陶瓷驅動,微粒分選等領域也成為科研領域工程師們不二之選。
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