Побудова системи черезшкірного живлення електрокардіостимулятора, страница 4

2.2.  Синтез функції системи черезшкірного живлення та побудова функціональної схеми

Принцип роботи системи черезшкірного живлення електрокардіостимулятора можна проілюструвати за допомогою структурної схеми (рис.1).

Рис.1 Структурна схема апарату.

(БЖ – блок живлення; БС – блок стабілізації; К – ключ; БГ ‑ блок генератора;

П – підсилювач; ВІ ‑ вузол індикації; ВК – випромінювальна котушка).

Блок живлення (БЖ) забезпечує живленням блок стабілізації та систему в цілому. Блок стабілізації (БС) стабілізує напругу. Блок генератора (БГ) випромінює гармонічні коливання із частотою 120 КГц. Підсилювач (П) збільшує потужність сигналу до 2,5 Вт (напруга 5 В при струмі 0,5 А).

Передача енергії для зарядки електрокардіостимулятора здійснюється індукційним каналом, тобто випромінююча котушка (ВК) передає енергію на приймальну котушку (ПК).

Генерація сигналу накачки запускається або зупиняється ключем (К).

Візуальне спостереження за дієздатністю приладу та наявності процесу генерації сигналу, здійснюється за допомогою вузла індикації (ВІ).

Побудова функціональної схеми важливий етап у розробці апаратури, оскільки в кінці цього етапу отримуємо структуру приладу, тому проектування найкраще проводити поетапним шляхом, який передбачає поступовий перехід від нагромадження експериментальних даних і вихідних величин до синтезу структури.

Для безконтактної передачі енергії на акумулятор електрокардіостимулятора необхідними є такі функціональні вузли як перетворювач напруги, випрямляч струму, фільтр низьких частот, стабілізатор напруги, ключ, генератор гармонічних коливань, підсилювач, індикатори, випромінювальна та приймальна котушки.

Напруга з мережі подається через перетворювач (1), проходить через випрямляч струму (2), фільтр низьких частот (3) та стабілізатор (4). Далі після ключа (5) вона подається на генератор (6), де утворюються гармонічні коливання заданої частоти. Згенерований сигнал поступає на підсилювача (7). Після підсилення сигнал поступає на випромінювальну котушку (8), де через індукційний канал передається на приймальну котушку (9). Моніторинг роботи приладу здійснюється за допомогою індикаторів (10), розташованих після стабілізатора (4) та підсилювача (7).

Рис.1 Функціональна схема системи черезшкірного живлення електрокардіостимулятора.

2.3.  Побудова і розрахунок схеми електричної принципової

На основі структурної схеми приладу було складено схему електричну принципову. Побудова електричної принципової схеми важливий етап у розробці апаратури, оскільки в кінці цього етапу отримуємо працюючу схему приладу, тому проектування найкраще проводити поетапним шляхом, який передбачає поступовий перехід від нагромадження експериментальних даних і вихідних величин до синтезу схеми.

Напруга 220 В з мережі подається через трансформатор Т1, проходить через діодний міст D1, фільтр низьких частот, який реалізується за допомогою конденсаторів С5 та С10, після чого проходить через стабілізатор D2. Далі після ключа J1 вона подається на коливальний контур (L3 та C1), де утворюються гармонічні коливання заданої частоти. Згенерований сигнал поступає на транзисторний підсилювач (Q2 та Q3). Після підсилення сигнал поступає на випромінювальну котушку L4, де через індукційний канал передається на приймальну котушку L5. Моніторинг роботи приладу здійснюється за допомогою індикаторів (X1 та X2).