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PWM+PLL控制人工心脏用非接触变换器的研究

张巍  曹玲玲  陈乾宏  SC Wang  Chi K.Tse  
【摘要】:人体植入式非接触变压器的原边和副边完全分开,分别位于病人的体外和体内。变压器气隙很大,漏感大,激磁电感小,必须利用谐振效应,补偿漏感及激磁电感,提高电压传输比并减小环流损耗。与其它非接触变换器不同,由于病患的个体差异、呼吸及运动等原因,变压器原副边间的气隙并不固定,耦合系数、漏感及激磁电感等参数不断变化,必须针对变参数场合引入有效的控制策略。本文研究了原副边串联补偿的谐振变换器的工作原理,分析了其频域和时域特性,并提出了脉宽调制(PWM)同锁相控制(PLL)相结合的控制策略,利用PWM-PLL控制使变换器在低压满载时工作在输出电压传输比与负载无关的频率点附近,适应于植入式变换器变参数的特点。最后基于这种控制方法完成了原理样机的制作,并使其能够在变输入电压,变负载以及变气隙的条件下可靠高效工作。

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