Для компенсации смещений передающей и принимающей катушек индуктивности применяется метод изменения емкости конденсатора в передающей части системы индуктивной передачи энергии к имплантируемым приборам. Однако использование данного метода не решает полностью проблему контролируемого управления емкостью конденсатора. В работе для поддержания постоянной выходной мощности в системе индуктивной передачи энергии предложен метод компенсации смещений катушек индуктивности с применением широтно-импульсной модуляции (ШИМ) управления емкостью схемы с помощью двух последовательных конденсаторов и ключевого транзистора, подключенного параллельно к одному из конденсаторов. Исследовано влияние коэффициента заполнения (скважности) ШИМ-сигнала, частоты ШИМ-сигнала, а также собственных характеристик транзисторов на выходную мощность в системе индуктивной передачи энергии на основе ШИМ-управления емкостью. Показано, что существует множество комбинаций емкостей двух конденсаторов, с помощью которых можно достичь требуемой эквивалентной емкости даже при одинаковом коэффициенте заполнения ШИМ-сигнала. Установлено, что увеличение частоты ШИМ-сигнала, а также снижение крутизны передаточной характеристики ключевого транзистора позволяют повысить выходную мощность в системе индуктивной передачи энергии.
Гуров Константин Олегович
Национальный исследовательский университет «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1)
Миндубаев Эдуард Адипович
Национальный исследовательский университет «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1)
Данилов Арсений Анатольевич
Национальный исследовательский университет «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1)
1. Karimi M. J., Schmid A., Dehollain C. Wireless power and data transmission for implanted devices via inductive links: A systematic review // IEEE Sensors Journal. 2021. Vol. 21. No. 6. P. 7145-7161. DOI: 10.1109/JSEN.2021.3049918 EDN: PJYMVD
2. Khan S. R., Pavuluri S. K., Cummins G., Desmulliez M. P. Y. Wireless power transfer techniques for implantable medical devices: A review // Sensors. 2020. Vol. 20. Iss. 12. Art. ID: 3487. DOI: 10.3390/s20123487 EDN: YGBYJK
3. Bazaka K., Jacob M. V. Implantable devices: Issues and challenges // Electronics. 2013. Vol. 2. Iss. 1. P. 1-34. DOI: 10.3390/electronics2010001 EDN: YDIYXS
4. 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 // Biomed. Eng. 2017. Vol. 51. P. 56-60. DOI: 10.1007/s10527-017-9684-9
5. Basir A., Shah I. A., Yoo H. Sphere-shaped receiver coil for misalignment-resilient wireless power transfer systems for implantable devices // IEEE Trans. Antennas Propag. 2022. Vol. 70. No. 9. P. 8368-8378. DOI: 10.1109/TAP.2022.3161268 EDN: MOYIIE
6. Maximizing data transmission rate for implantable devices over a single inductive link: Methodological review / A. Trigui, S. Hached, A. C. Ammari et al. // IEEE Rev. Biomed. Eng. 2019. Vol. 12. P. 72-87. DOI: 10.1109/RBME.2018.2873817
7. Mindubaev E. A., Selyutina E. V., Danilov A. A. Tuning of class E power amplifier for compensating the effect of the receiver coil implantation depth on the operation of a wireless transcutaneous energy transfer system // Biomed. Eng. 2020. Vol. 54. Iss. 4. P. 258-261. DOI: 10.1007/s10527-020-10017-3
8. Matsumoto R., Fujimoto H. Reactance compensation control for multiple-receiver wireless power transfer system with coil inductance variations // 2023 IEEE Wireless Power Technology Conference and Expo (WPTCE). San Diego, CA: IEEE, 2023. P. 1-6. DOI: 10.1109/WPTCE56855.2023.10215526