基于磁聚焦和固態(tài)開關(guān)的脈沖磁場(chǎng)發(fā)生器的研制.pdf

1、為了研究脈沖磁場(chǎng)治療腫瘤技術(shù)的生物電磁學(xué)效應(yīng)，探索能夠有效治療腫瘤的脈沖磁場(chǎng)參數(shù)配置，本文結(jié)合脈沖功率技術(shù)、磁場(chǎng)聚焦技術(shù)和固態(tài)開關(guān)技術(shù)，研制了一套基于磁場(chǎng)聚焦和固態(tài)開關(guān)的脈沖磁場(chǎng)發(fā)生器。
　　首先，本文通過(guò)建立幾何模型和Comsol Multiphysics有限元軟件的仿真優(yōu)化，確定了磁場(chǎng)聚焦線圈陣列的模型；進(jìn)而在該仿真模型下，對(duì)線圈陣列子線圈的線徑和半徑進(jìn)行了參數(shù)仿真選型；參數(shù)確定后，對(duì)線圈進(jìn)行了實(shí)物加工和性能實(shí)測(cè)，實(shí)測(cè)結(jié)果顯示

2、，該磁場(chǎng)聚焦線圈陣列可以將磁場(chǎng)有效聚焦在一個(gè)范圍內(nèi)，聚焦性能良好。
　　然后，采用遺傳優(yōu)化算法對(duì)磁場(chǎng)聚焦線圈陣列的聚焦性能進(jìn)行了優(yōu)化，得到了獲得最佳聚焦能力的電流組合方式，并采用Comsol Multiphysics有限元軟件對(duì)優(yōu)化前和優(yōu)化后磁場(chǎng)線圈的聚焦能力進(jìn)行了比較，結(jié)果顯示優(yōu)化后線圈的聚焦能力有了明顯的提高，該結(jié)果對(duì)脈沖磁場(chǎng)發(fā)生器的電路實(shí)現(xiàn)具有指導(dǎo)作用。
　　最后，本文對(duì)基于固態(tài)開關(guān)的脈沖磁場(chǎng)發(fā)生器進(jìn)行了設(shè)計(jì)和研制，文

3、中分別采用了IGBT模塊和IGBT單管并聯(lián)作為放電開關(guān)單元，通過(guò)對(duì)IGBT模塊和單管的選型、觸發(fā)控制電路和驅(qū)動(dòng)、保護(hù)電路的設(shè)計(jì)開發(fā)，完成了脈沖磁場(chǎng)發(fā)生器的研制，并且對(duì)其輸出波形進(jìn)行了測(cè)試。測(cè)試結(jié)果顯示，基于IGBT模塊的脈沖磁場(chǎng)發(fā)生器在電容取2μF時(shí)，產(chǎn)生的脈沖電流幅值為0-1000A，上升時(shí)間3μs，脈寬5.5μs，磁感應(yīng)強(qiáng)度幅值14.4高斯；當(dāng)電容取10μF時(shí)，產(chǎn)生的脈沖電流幅值為1500A，上升時(shí)間4μs，脈寬14μs，磁感應(yīng)強(qiáng)度