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문제 정의
- 본 연구에서는 체내에 전력을 공급하기 위하여 500 kHz, 1 MHz 및 4 MHz의 주파수를 대상으로 한 기존의 B급 및 C급 증폭기에 비해 효율이 높은 Class-E 공진증폭기5)를 이용한 무선에너지 전송 시스템을 개발하고, 이 시스템에 대한 성능 평가 및 체내장치에 충분한 전력이 전달되는지에 대한 실효성 여부를 확인하였다.
- 본 연구에서는 체내에 삽입하는 장치의 크기를 가능한 최소화 하기 위하여 서로 다른 500 kHz, 1 MHz, 4 MHz의 세 종류 주파수를 대상으로 주파수의 변화에 따른 코일의 크기 및 전송되는 전력의 변화 등을 비교하였다.
- 최대 결합계수를 얻기 위하여 트랜스포머 권선의 형태에 대한 연구가 많이 있었지만,6,7) 본 연구에서는 코일 간의 매칭을 보다 편리하게 하기 위하여 기하학적 구조를 도넛 모양으로 하고 코일 간의 공극거리는 경피질의 두께를 고려하여 10-20 mm의 공극에서 전력의 변화를 관찰하였다.Table 1 과 Table 2는 각 주파수에 사용된 코일에 대한 제원을 나타내고 있다.
- 공극 거리를 변화하여 측정하였다. 이것은 환자의 피부 두께를 고려하여 10-20 mm 사이의 세 위치의 공극 거리를 기준으로 상대적인 거리에 따른 전력변화를 서로 비교함으로서 그 상관관계를 보고자하였다.
- 본 연구에서는 에너지원을 필요로 하는 능동적 기능의 Pacemaker, 인공심장 등과 같은 생체 이식형 장치에 필요한 에너지원을 체외로부터 무선으로 전달하기 위하여 Class-E 공진증폭기를 사용한 장치를 개발하였다. 개발된 시스템에 의한 성능 평가에서는 각 주파수에 따라 수직공극 거리에 따른 전류의 변화, 수직공극의 거리를 고정한 상태에서의 수평공극의 변화에 따른 전류의 변화 및 동일 주파수에서의 L 값의 변화에 대한 결과를 보여 주었다.
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