Безпровідні зарядні пристрої для медичних застосувань

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorБондаренко, Олександр Федорович
dc.contributor.authorЖелязков, Єгор Олександрович
dc.date.accessioned2021-03-30T14:36:12Z
dc.date.available2021-03-30T14:36:12Z
dc.date.issued2020-05
dc.description.abstractenProgress in material engineering and semiconductor technology have made it possible to implement a variety of inventions in electronic systems and devices used in medical, telecommunications and consumer electronics. Implantable medical devices (IMDs), such as pacemakers, implantable cardiac defibrillators (ICDs), neurostimulators and drug implantation systems, are using embedded miniaturized computer systems in order to perform a variety of health monitoring and therapeutic functions automatically. There are devices, which are charging with a wire. An enormous, there is a one wire with a plug to the power supply and a corresponding connector for a particular device in the other. Nowadays wireless charging becomes more popular. Wireless electricity transmission is a method of transmitting electrical energy without using of conductive elements in the electrical circuit. Wireless charging, also known as wireless power transmission, is a technology that allows a power source to transmit electromagnetic energy to an electrical load through an "air gap" without connecting cords. This technology covers a wide range of applications, from low-power toothbrushes to high-power electric vehicles due to its convenience and user-tested. The technology of wireless transmission of electricity over the last few years has developed significantly in the field of auto, radio, medical electronics and implantable biomedical devices. To ensure long-term reliability and improve the portability of devices, these devices require efficient and compact physical design - in biomedical devices such as pacemakers, neural stimulators (helps to repair nerves), retinal sensors, microinfusion drug dispensers, hearing aids, etc. others. In order to ensure long-term reliability and improve the portability of devices, these devices require efficient and compact physical design. Biomedical devices such as pacemakers, neural stimulators, retinal sensors, microinfusion drug dispensers, hearing aids and so on. Some branches, such as medicine, the technology of wireless battery charging is necessary (emergency devices, etc.). During the last years electronics manufacturers such as Intel , Samsung , NXP, Texas _ Instruments and many others have actively undertaken and continue to develop equipment and chips for wireless chargers. There is a requirement to make the correct choice of material, scheme and method for the design and construction of wireless chargers using advanced technology in order to transfer energy to implantable medical devices. Then, the objective of this work is the creation of the system in order to increase the efficiency of the energy charging process in wireless charging. Therefore, it is necessary to develop a conception with a high efficient battery charging process in the wireless medical chargers. In order to realize it, there are the tasks, among then: 1) analysis of standards for wireless chargers for further construction, accepting the parameters, that were approved by General Ukrainian standard (ukr. ДСТУ); 2) analysis of converters (buck, boost and SEPIC) according to the certain parameters and selection of the most efficient; 3) searching of energy efficiency which depends on construction, materials and geometrical parameters of device; 4) analysis of existing ways for wireless energy transmission in medicine and possibilities; 5) development of electrical circuit and performance of process modeling in wireless chargers for medical applications. The object of research is the concept of building a wireless charging devices for medical applications and the subject of this study are wireless charging device, electrical and structural schemes of a wireless charger for medical applications. In order to solve the problems with the master's thesis, there were used fundamental parts of the theory for electric circuits, mathematical and physical modeling for calculations of electromagnetic processes. The results obtained from the results of analytical calculations were compared with the results of computer modeling and physical experiment. Mathematical modeling of processes in the system for a wireless charger was performed by using Proteus and Ansys Maxwell programs. Computer software from its manufacturers was used to obtain data from digital measuring devices. The scientific novelty is that analytical models of electromagnetic processes of wireless charger systems are becoming more developed, which are accepting the features with the possibility of more efficient energy transfer for implanted medical devices in the human body. The practical significance of the work is that: a new electrical circuit has been developed for any wireless charger for medical applications that can be charged remotely. Thesis was performed in the project "wireless chargers" and using the support of the Ministry of Education and Science of Ukraine (DB № 0119U100189 and № 0120U101285). There are some articles connected with the topic of graduate work. There were represented during the different conferences and included to the different publications. There are conferences «Rowan William Hamilton - a prominent Irish mathematician (August 4, 1805 - September 2, 1865)», «Mathematics at a modern technical university» (in 2016), «The International Conference on Sustainable Information Engineering and Technology (SIET)» (2018 and 2020) and «Twelfth international conference «Math and imitation modelling system»» (in 2017). The topics of those conferences are «Digital pulse oximeter of combined action», «Discrete spectral transformations of Walsh and Hadamard and their application for spectrum expansion systems» and «Improving the performance of wireless chargers for medical applications». There are also publications in journals «El. engineering and Electromechanics» and «Technology audit and production reserves». The topics of those articles are «Stability of the combined energy storage system based on a supercapacitor and a rechargeable battery» and «Buck-voltage converter with digital control system» (in 2020).uk
dc.description.abstractukЗа мету даної роботи поставлено створення системи задля підвищення рівня ефективності процесу заряду енергії в бездротових зарядках для медичних застосувань. Здійснюється розробка концепції з високоефективним процесом заряду батареї в безпровідних зарядних пристроях для медицини. Дана робота складається зі 100 сторінок, 55 рисунків, 2 таблиць, двох додатків «Додаток А. Схема структурна безпровідного зарядного пристрою для медичних застосувань» та «Додаток Б. Схема електрична принципова безпровідного зарядного пристрою для медичних застосувань». В даній роботі відбувається процедура розробки безпровідного зарядного пристрою для медицини. Зокрема розглянуто стандарти Державних стандартів України (ДСТУ) для побудови бездротових зарядок в медицині. Розглянуто типи безпровідної зарядки, що широко використовуються в медицині. Зокрема проаналізовано їх параметри, переваги та недоліки. Проаналізовано ефективність передачі енергії залежно від конструктивних особливостей, матеріалів та геометричних параметрів пристрою задля вибору найбільш доцільних «передавальних» та «приймаючих» частин схеми. Обґрунтовано належний вибір частин для структурної схеми з детальним поясненням кожної з частин схеми. Здійснено серію вирішення та вибору певних частин електричної схеми, які ефективними та надійними для експлуатації. Проведено моделювання та отримано характеристики для безпровідної передачі енергії між приймачем та передавачем електричної енергії. Спроектовано кінцевий варіант електричної принципової схеми та досліджено форми струмів та напруги, що протікають у вузлах схеми. Результати концепції даного дослідження можуть в подальшому широко використовуватися при розробці подібних бездротових зарядних пристроїв для медичних пристроїв, імплантованих до організму людини зокрема.uk
dc.format.page108 с.uk
dc.identifier.citationЖелязков, Є. О. Безпровідні зарядні пристрої для медичних застосувань : магістерська дис. : 171 Електроніка / Желязков Єгор Олександрович. – Київ, 2020. – 108 с.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/40338
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.subjectбезпровідні зарядні пристроїuk
dc.subjectпонижуючий перетворювачuk
dc.subjectпідвищувальний перетворювачuk
dc.subjectSEPIC перетворювачuk
dc.subjectрадіозарядні пристроїuk
dc.subjectмагнітно-резонансні пристроїuk
dc.subjectіндуктивні зарядні пристроїuk
dc.subjectлітцендратuk
dc.subjectємнісні накопичувачі енергіїuk
dc.subjectперетворювач з цифровою системою керуванняuk
dc.subjectімплантаційний медичний пристрійuk
dc.subjectіндуктивна передача енергіїuk
dc.subjectємнісна передача енергіїuk
dc.subjectDDкотушкиuk
dc.subjectDDQ котушкиuk
dc.subjectбіполярна котушкаuk
dc.subjectферитові пластиниuk
dc.subjectферитові магнітопроводиuk
dc.subjectкругові котушкиuk
dc.subjectпрямокутні котушкиuk
dc.titleБезпровідні зарядні пристрої для медичних застосуваньuk
dc.typeMaster Thesisuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Zheliazkov_magistr.pdf
Розмір:
3.56 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.01 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Магістерські роботи (ЕПС)
Магістерські роботи