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Développement d’un système de transfert d’énergie sans fil : application au domaine biomédical / LAKHDARI Abdelghani
Titre : Développement d’un système de transfert d’énergie sans fil : application au domaine biomédical Type de document : document électronique Auteurs : LAKHDARI Abdelghani, Auteur Année de publication : 2019-2020 Accompagnement : CD Langues : Français (fre) Catégories : Electronique:Micro-Electronique Mots-clés : Dispositifs implantable, transfert d’énergie sans fil, lien inductif résonant, bobines carrée, l’efficacité de transfert d’énergie.
Implantable devices, wireless power transfer, resonant inductive link, square coils, power transfer efficiencyRésumé : Les dispositifs électroniques implantables biomédicaux ont besoin d’énergie électrique pour fonctionner. Une batterie intégrée au dispositif implantable assure l’alimentation en énergie électrique. Sa durée de vie moyenne est plus de 10 ans. Dans le but d’éviter le recours à la chirurgie pour remplacer cette batterie, de nouvelles techniques de transfert d’énergie sans fil ont été développée pour recharger la batterie. Parmi ces différentes méthodes de transfert d’énergie sans fil, le couplage inductif est la méthode la plus couramment utilisée pour l’alimentation à distance de tels dispositifs. L'efficacité de transfert d’énergie, la distance entre les bobines et la taille des bobines sont les caractéristiques les plus importantes à prendre en compte lors de la conception du lien inductifs destinés à transférer de l'énergie à des dispositifs biomédicaux implantable.
Ce travail de thèse propose l’étude et le développement d’un système de transfert d’énergies sans fil par un lien inductif résonant approprié au domaine biomédical. Nous avons décrit la conception d'un lien de couplage inductif résonant pour alimenter de petits dispositifs bio-implantés. Tenant compte des caractéristiques électriques du lien inductif. Nous présentons la conception réduite et l’optimisation des bobines spirale obtenus selon un dispositif implantable de petite taille avec une fréquence de fonctionnement de 13,56 MHz. Cette fréquence offre notamment un bon compromis entre la compatibilité avec le milieu biologique et la portée de transmission. Le modèle de liaison de couplage basé sur la conception des bobines spirale carrée est développé à l'aide de l'analyse théorique et de l'optimisation géométrique d’une liaison inductif. Les résultats obtenus dans ce travail ont montré de meilleures performances telles que la distance inter-bobines, l’efficacité élevé du transfert d’énergie et une géométrique réduite. Les résultats sont comparés avec d’autre travaux de recherches et s’avèrent en bonne concordance.
Biomedical implantable electronic devices require electrical power to function. A battery integrated in the implantable device ensures the supply of electrical energy. Its lifespan is up to 10 years. In order to avoid the need for surgery to replace this battery, new wireless power transfer technique has been developed to recharge the battery. Among these different methods of wireless power transfer, the inductive coupling is the most common method used for remote power such devices. power transfer efficiency, the distance between coils, and the coil size are the most important features to consider when designing inductive links to transfer energy to implanted biomedical devices.
This thesis proposes the study and development of a wireless power transfer system by resonant inductive link appropriate to the biomedical field. We have described the design of an inductive resonance coupling link using to power small bio-implanted devices. Taking into account the electrical characteristics of link. We present the reduced design and optimization of small spiral coils obtained according to implantable device with an operating frequency of 13.56 MHz. This frequency offers a good compromise between the compatibility with the biological environment and the transmission range. The coupling model based on the design of square spiral coils is developed using theoretical analysis and optimization geometry of an inductive link. The results obtained in this work have shown better performance such as distance inter-coils, the efficiency high energy transfer and reduced geometry. The results are compared with other research and prove to be in good agreement.
Directeur de thèse : MEKKAKIA MAAZA Nasr-Eddine Développement d’un système de transfert d’énergie sans fil : application au domaine biomédical [document électronique] / LAKHDARI Abdelghani, Auteur . - 2019-2020 . - + CD.
Langues : Français (fre)
Catégories : Electronique:Micro-Electronique Mots-clés : Dispositifs implantable, transfert d’énergie sans fil, lien inductif résonant, bobines carrée, l’efficacité de transfert d’énergie.
Implantable devices, wireless power transfer, resonant inductive link, square coils, power transfer efficiencyRésumé : Les dispositifs électroniques implantables biomédicaux ont besoin d’énergie électrique pour fonctionner. Une batterie intégrée au dispositif implantable assure l’alimentation en énergie électrique. Sa durée de vie moyenne est plus de 10 ans. Dans le but d’éviter le recours à la chirurgie pour remplacer cette batterie, de nouvelles techniques de transfert d’énergie sans fil ont été développée pour recharger la batterie. Parmi ces différentes méthodes de transfert d’énergie sans fil, le couplage inductif est la méthode la plus couramment utilisée pour l’alimentation à distance de tels dispositifs. L'efficacité de transfert d’énergie, la distance entre les bobines et la taille des bobines sont les caractéristiques les plus importantes à prendre en compte lors de la conception du lien inductifs destinés à transférer de l'énergie à des dispositifs biomédicaux implantable.
Ce travail de thèse propose l’étude et le développement d’un système de transfert d’énergies sans fil par un lien inductif résonant approprié au domaine biomédical. Nous avons décrit la conception d'un lien de couplage inductif résonant pour alimenter de petits dispositifs bio-implantés. Tenant compte des caractéristiques électriques du lien inductif. Nous présentons la conception réduite et l’optimisation des bobines spirale obtenus selon un dispositif implantable de petite taille avec une fréquence de fonctionnement de 13,56 MHz. Cette fréquence offre notamment un bon compromis entre la compatibilité avec le milieu biologique et la portée de transmission. Le modèle de liaison de couplage basé sur la conception des bobines spirale carrée est développé à l'aide de l'analyse théorique et de l'optimisation géométrique d’une liaison inductif. Les résultats obtenus dans ce travail ont montré de meilleures performances telles que la distance inter-bobines, l’efficacité élevé du transfert d’énergie et une géométrique réduite. Les résultats sont comparés avec d’autre travaux de recherches et s’avèrent en bonne concordance.
Biomedical implantable electronic devices require electrical power to function. A battery integrated in the implantable device ensures the supply of electrical energy. Its lifespan is up to 10 years. In order to avoid the need for surgery to replace this battery, new wireless power transfer technique has been developed to recharge the battery. Among these different methods of wireless power transfer, the inductive coupling is the most common method used for remote power such devices. power transfer efficiency, the distance between coils, and the coil size are the most important features to consider when designing inductive links to transfer energy to implanted biomedical devices.
This thesis proposes the study and development of a wireless power transfer system by resonant inductive link appropriate to the biomedical field. We have described the design of an inductive resonance coupling link using to power small bio-implanted devices. Taking into account the electrical characteristics of link. We present the reduced design and optimization of small spiral coils obtained according to implantable device with an operating frequency of 13.56 MHz. This frequency offers a good compromise between the compatibility with the biological environment and the transmission range. The coupling model based on the design of square spiral coils is developed using theoretical analysis and optimization geometry of an inductive link. The results obtained in this work have shown better performance such as distance inter-coils, the efficiency high energy transfer and reduced geometry. The results are compared with other research and prove to be in good agreement.
Directeur de thèse : MEKKAKIA MAAZA Nasr-Eddine Exemplaires
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