PERFORMANCE EVALUATION OF A WIRELESS CHARGING CONVERTER FOR ACTIVE IMPLANTABLE MEDICAL DEVICES

VÜCUT İÇİNE YERLEŞTİRİLEBİLEN AKTİF MEDİKAL CİHAZLAR İÇİN KABLOSUZ ŞARJ EDEN BİR DÖNÜŞTÜRÜCÜNÜN PERFORMANS DEĞERLENDİRMESİ

Abstract

This paper evaluates the performance of a wireless power transfer (WPT) converter for active implantable medicaldevices (AIMDs). The efficiency is the key parameter in the design of a WPT converter for charging of AIMDs. Thecompensation topology of a WPT system has an important role for high efficiency power transfer. Thus, this workanalyses a WPT converter using LC/S hybrid compensation topology, for wireless charging of AIMDs, in terms of highefficiency power transfer. In the efficiency analyses, the WPT converter is tested by 3D electromagnetic simulationsoftware. The maximum efficiency is obtained as 72.33% while the output voltage is 4.2 V and the current is 0.45 A.Finally, safety performance of proposed WPT converter is also evaluated based on specific absorption rate (SAR) analysis.The average peak spatial head/torso SAR produced by WPT converter is obtained as 0.0254 W/kg, which is lower thanrecommended restrictions.

Özet

Bu çalışma, vücut içine yerleştirilebilen aktif medikal cihazlar için kablosuz güç transferi (KGT) dönüştürücüsünün performansını değerlendirmektedir. Vücut içine yerleştirilebilen aktif medikal cihazların kablosuz güç transferi dönüştürücüsü tasarımında, verim önemli bir parametredir. Bu yüzden, bu çalışma LC/S hibrit kompansazyon topolojisini kullanan bir KGT dönüştürücüsünü yüksek verimli güç transferi açısından analiz etmektedir. Analiz çalışmasında, KGT dönüştürücüsü 3 boyutlu elektromanyetik simülasyon yazılımı ile test edilmiştir. Maksimum verim, çıkış gerilimi 4,2 V ve akımı 0,45 A durumunda iken %72,33 olarak elde edilmiştir. Son olarak, KGT dönüştürücüsünün emniyet performansı da özgül emilim oranı (SAR) analizi ile değerlendirilmiştir. Sunulan KGT dönüştürücüsü tarafından üretilen ortalama gövde/kafa maksimum SAR değeri 0,0254 W/kg olarak, tavsiye edilen sınırlamaların altında elde edilmiştir.