ROZWÓJ UKŁADU ZASILANIA I STEROWANIA URZĄDZENIA DO HEMODIALIZY

Volodymyr Yaskiv

yaskiv@yahoo.com
Ternopil Ivan Puluj National Technical University (Ukraina)
https://orcid.org/0000-0003-0043-3909

Anna Yaskiv


Ternopil Ivan Puluj National Technical University (Ukraina)
https://orcid.org/0000-0003-3101-7107

Abstrakt

Do zasilania regeneratora, stabilizacji termicznej roztworu oraz zasilania pomocniczych urządzeń elektronicznych i elektrycznych opracowano i zbadano wielokanałowy układ zasilania i sterowania aparatu do hemodializy oparty na wzmacniaczach magnetycznych wysokiej częstotliwości. Przedstawiono zalety wyłączników mocy opartych na wzmacniaczach magnetycznych wysokiej częstotliwości w porównaniu z wyłącznikami tranzystorowymi, w tym w budowie sterowanych źródeł prądu. Opisano zasadę działania regulatora napięcia we wzmacniaczach magnetycznych wysokiej częstotliwości. Podano oscylogramy teoretyczne i eksperymentalne. Przedstawiono fotografie jednostki doświadczalnej oraz próbkę przemysłową wielokanałowego układu zasilania i sterowania aparatu do hemodializy. Podano ich główne parametry techniczne. Sformułowano wnioski z przeprowadzonej pracy. Przeprowadzenie regeneracji płynu do dializy znacząco obniża jego koszty – do pracy urządzenia wystarczają 2 litry płynu, który wystarcza na 6 miesięcy. Istniejące aparaty do hemodializy to stacjonarne systemy otwarte wykorzystujące roztwór do dializy jednorazowego użytku z szybkością do 35 l/h, co wiąże urządzenie ze stacjonarnymi warunkami klinicznymi. Wprowadzenie informacji zwrotnej o stężeniu mocznika w płynie dializacyjnym pozwala zautomatyzować procedurę oczyszczania krwi, a także automatycznie zakończyć hemodializę w wymaganym czasie, a także eliminuje zależność urządzenia od warunków panujących w szpitalu.


Słowa kluczowe:

hemodializa, układ zasilania i sterowania, prostokątna pętla histerezy, wzmacniacz magnetyczny wysokiej częstotliwości

Brkovic M., Cuk S.: Novel single-stage AC-to-DC converters with magnetic amplifiers and high power factor. IEEE APEC Conf. Rec. 1, 1995, 447–453.
DOI: https://doi.org/10.1109/APEC.1995.468986   Google Scholar

Chen C. L., Wen C. C.: Magamp application and limitation for multiwinding flyback converter. IEE Proceedings – Electric Power Applications 152(3), 2005, 517–525.
DOI: https://doi.org/10.1049/ip-epa:20040829   Google Scholar

Costa T. H. et al.: A safety engineering on the design of hemodialysis systems. IEEE International Conference on Consumer Electronics (ICCE), Las Vegas, 2018, 1–2 [http://doi.org/10.1109/ICCE.2018.8326292].
DOI: https://doi.org/10.1109/ICCE.2018.8326292   Google Scholar

Dyvak M., Yaskiv V., Yaskiv A.: Simulation and Numerical Optimization of Specific Characteristics of the Unified Range of Power Converters. 12th International Conference on Advanced Computer Information Technologies – ACIT 2022, 2022, 13–17 [http://doi.org/10.1109/ACIT54803.2022.9913076].
DOI: https://doi.org/10.1109/ACIT54803.2022.9913076   Google Scholar

Galad M. et al.: Comparison of parameter and efficiency of transformerless inverter topologies. IEEE Intenational Conference on Electrical Drives and Power Electronics 2015, 65–68.
DOI: https://doi.org/10.1109/EDPE.2015.7325271   Google Scholar

Harada K., Nabeshima T.: Applications of magnetic amplifiers to high-frequency dc-to-dc converters. Proc. IEEE 76(4), 1988, 355–361.
DOI: https://doi.org/10.1109/5.4422   Google Scholar

Hang L.J., Gu Y.L., Lu Z.Y., Qian Z.M., Xu D.H. Magamp post regulation for LLC series resonant converter with multi-output. 31st Annual Conference of IEEE Industrial Electronics Society – IECON, 2005, 207–213 [http://doi.org/10.1109/IECON.2005.1568977].
DOI: https://doi.org/10.1109/IECON.2005.1568977   Google Scholar

Lee J., Chen D. Y., Jamerson C. Magamp post regulators-practical design considerations to allow operation under extreme loading conditions. Proceedings of the IEEE APEC-98, 1988, 368–376.
  Google Scholar

Mammano B.: Magnetic amplifier control for simple, low-cost, secondary regulation. Unitrode corporation [now Texas Instruments]. Lexington, MA 02173, 2001, SLUP129 [https://www.ti.com/lit/ml/slup129/slup129.pdf].
  Google Scholar

Saliba J. et al.: Nanostructured porous silicon membrane for hemodialysis. 2nd International Conference on Advances in Biomedical Engineering, Tripoli, Lebanon, 2013, 145–147 [http://doi.org/10.1109/ICABME.2013.6648868].
DOI: https://doi.org/10.1109/ICABME.2013.6648868   Google Scholar

Saturable cores for mag-amps, – Toshiba, https://pdf.directindustry.com/pdf/toshiba-america-electronics-components/saturable-cores-mag-amps/33679-562725.html#search-en-saturable-cores-mag-amps
  Google Scholar

Sezdi M., Benli İ.: Disinfection in hemodialysis systems. Medical Technologies National Congress (TIPTEKNO), Antalya, 2016, 1–4 [http://doi.org/10.1109/TIPTEKNO.2016.7863132].
DOI: https://doi.org/10.1109/TIPTEKNO.2016.7863132   Google Scholar

Sharma R.: Soft Switched Multi-Output PWM DC-DC Converter. International Journal of Power Electronics and Drive Systems (IJPEDS) 3(3), 2013, 328–335.
DOI: https://doi.org/10.11591/ijpeds.v3i3.4024   Google Scholar

Tape Wound Cores for Magnetic Amplifier Chokes, Nanocrystalline VITRO-PERM 500 Z, Preliminary Product Leaflet Vacuumschmelze, GmbH &Co. KG. [https://www.vacuumschmelze.de/fileadmin/documents/broschueren/kbbrosch/PKVP500Z_10.pdf].
  Google Scholar

Wen C. et al.: Magamp Post Regulation for Flyback Converter. Proc. of IEEE Power Electron. Spec. Conf., 2001, 333–338.
  Google Scholar

Yahya M. B. et al.: Measurement of water transfer changes during hemodialysis cycle. 2nd International Conference on Advanced Technologies for Signal and Image Processing (ATSIP), Monastir, 2016, 313–318
DOI: https://doi.org/10.1109/ATSIP.2016.7523098   Google Scholar

Yaskiv V. et al.: Synchronous Rectificier in High-Frequency 24V/15A MagAmp Power Converter. IEEE 4th International Conference on Intelligent Energy and Power Systems (IEPS), Istanbul, 2020, 113–117.
DOI: https://doi.org/10.1109/IEPS51250.2020.9263190   Google Scholar

Yaskiv V. et al.: Synchronous rectification in High-Frequency MagAmp Power Converters. Proceedings of the International Conference Advanced Computer Information Technologies – ACIT 2018, Ceske Budejovice 2018, 128–131 [http://ceur-ws.org/Vol-2300/] (available 23.03.2020).
  Google Scholar

Yaskiv V. et al.: System of Power Supply and Control of the Apparatus “the Artificial Kidney”. IEEE International Conference on Modern Problems of Telecommunications, Computer Science and Engineers Training TCSET’2000, Lviv-Slavsko, 2000, 162.
  Google Scholar

Yaskiv V. et al.: Modular High-Frequency MagAmp DC-DC Power Converter. 9th International Conference on Advanced Computer Information Technologies (ACIT). Ceske Budejovice, 2019, 213–216.
DOI: https://doi.org/10.1109/ACITT.2019.8780090   Google Scholar


Opublikowane
2023-09-30

Cited By / Share

Yaskiv, V., & Yaskiv, A. (2023). ROZWÓJ UKŁADU ZASILANIA I STEROWANIA URZĄDZENIA DO HEMODIALIZY. Informatyka, Automatyka, Pomiary W Gospodarce I Ochronie Środowiska, 13(3), 23–28. https://doi.org/10.35784/iapgos.3745

Autorzy

Volodymyr Yaskiv 
yaskiv@yahoo.com
Ternopil Ivan Puluj National Technical University Ukraina
https://orcid.org/0000-0003-0043-3909

Autorzy

Anna Yaskiv 

Ternopil Ivan Puluj National Technical University Ukraina
https://orcid.org/0000-0003-3101-7107

Statystyki

Abstract views: 152
PDF downloads: 95