臺灣博碩士論文加值系統

對於已植入心律調節器之心臟病患而言，若採無線電能傳輸方式對其心律調節器電池充電，則得知充電狀態是十分重要的問題。本研究針對先前之無線電能傳輸系統加以改良，並增設電量偵測模組與訊號傳輸模組，對心律調節器之鋰電池進行電量偵測。將所測得之鋰電池電量資訊，以無線方式傳送至體外充電顯示模組，藉以掌握鋰電池當前充電狀態。
經由實際測試結果可知，本研究已實現以5mm厚度之豬皮模擬人體皮膚對植入型心律調節器之鋰電池的充電，並使用充電管理與電量偵測電路、藍芽訊號傳輸模組與藍芽訊號接收顯示模組，達成對鋰電池充電狀態之掌握。而在無線電能傳輸溫熱效應對人體影響之部分，亦經由實驗證實，本系統對於人體皮膚不會造成任何傷害。

It is quite critical for cardiac patients implanted with a pacemaker to know the charge state of the pacemaker while it is being charged by a wireless energy transmission system. This study aims to improve the previous wireless energy transmission system, adding the capacity detection module and signal transmission module to detect the capacity of the lithium battery installed on the pacemaker. The obtained capacity information regarding the lithium battery will be displayed on the external charge display module through the wireless transmission. In this way, it will enable the user to know the current charge state of the lithium battery.
According to the actual test results, this study has simulated the charging of the lithium battery of the pacemaker implanted on a 5-mm thick pork skin. The charging state of the lithium battery was mastered by using charging management and capacity detection circuit, Bluetooth signal transmission module and Bluetooth signal receiving and display module. As for the temperature and thermal effect of Wireless Electronic Energy Transmission, the experiment also proves that this system won’t cause any harm to the human skin.

摘 要 i
ABSTRACT ii
誌 謝 iv
目　錄 v
表目錄 viii
圖目錄 ix
第一章　緒論 1
1.1　研究動機 1
1.2 文獻回顧 2
1.3 研究方法 4
1.4 論文大綱 4
第二章 基礎理論 5
2.1 無線電能傳輸基本原理 5
2.1.1　 感應線圈之作動原理 5
2.1.2　 無線電能傳輸之非理想性能量耗損 7
2.1.3　 傳輸效率 7
2.2 鋰電池介紹 7
2.2.1　 鋰電池基本原理 9
2.2.2　 鋰離子電池 10
2.2.3　 高分子鋰電池 11
2.2.4　 鋰電池安全性要求 11
2.2.5　 電池容量檢測方法 14
2.2.6　 電池各種充電方法 18
2.3　藍芽傳輸系統 22
2.3.1　 藍芽基本原理 24
2.3.2　 藍芽跳頻 25
2.3.3　 藍芽網路連結 26
2.3.4　 藍芽裝置位址 28
2.3.5　 藍芽裝置連結後狀態 29
第三章 硬體電路設計與實作 30
3.1　系統設計目標與功能 30
3.2　系統架構 30
3.3　無線電能傳輸電路之設計製作 31
3.3.1　 發射端電路 31
3.3.2　 接收端電路 35
3.4　電池充電管理與電量偵測電路之設計製作 37
3.4.1　電池充電管理與電量偵測電路 37
3.5　藍芽訊號傳輸與訊號接收顯示模組 45
3.5.1　藍芽訊號傳輸模組 45
3.5.2　藍芽訊號接收顯示模組 48
第四章 實驗結果與討論 49
4.1　無線電能傳輸系統電量輸出實驗結果與討論 49
4.1.1　實驗模擬之皮膚層 49
4.1.2　實驗結果 50
4.2　鋰電池充電之電量偵測與電量顯示實驗結果與討論 55
4.2.1　充電實驗之鋰電池 55
4.2.2　鋰電池充電之電量偵測與電量顯示之實驗 55
4.3　無線電能傳輸熱溫效應對皮膚組織之影響 61
4.4　心律調節器一般安全性之探討 64
4.5 心律調節器所需之額定電流 64
4.6 心律調節器電池工作天之估算 65
4.7 鋰電池放電實驗 67
第五章 結論與未來展望 68
5.1　結論 68
5.2　未來展望 69
參考文獻 70

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