Modul napájecího zdroje pro systém elektrické impedanční tomografie

Abstract

Tato bakalářská práce se zabývá návrhem izolovaného napájecího zdroje pro modulární elektrický impedanční tomograf, určeného pro laboratorní měření i experimenty ve venkovním prostředí. V teoretické části je vysvětlen princip tomografie. Práce kvantifikuje zadané parametry a popisuje proces tvorby zdroje se symetrickými výstupy 48 V a 3,3 V. Dále se zabývá realizací napájení pomocí USB Power Delivery, návrhem LC filtrů, elektrického spínače a ochranou proti přepólování. Pro snížení spotřeby v klidovém režimu je použit elektronický spínač řízený procesorem, který aktivuje napájení pouze během měření. Výstupy zdroje jsou realizovány pomocí navržené sběrnice, rozdělené na signálovou a napájecí část. Poslední částí práce je vyhodnocení skutečných parametrů zdroje. Navržený zdroj splňuje všechny požadované parametry pro napájení modulárního tomografu. Výsledky této práce mají uplatnění při experimentálním měření pomocí elektrického impedančního tomografu na UTEE.This bachelor’s thesis addresses the design of an isolated power supply for a modular electrical impedance tomography system, intended for both laboratory measurements and outdoor experiments. The theoretical part explains the principle of tomography. The work quantifies the specified parameters and describes the development process of a power supply with symmetrical outputs of 48 V and 3.3 V. Furthermore, it covers the implementation of power delivery via USB Power Delivery, the design of LC filters, an electronic switch, and reverse polarity protection. To reduce power consumption in standby mode, an electronic switch controlled by a microcontroller is used, which activates the power supply only during measurements. The power supply outputs are realized through a custom-designed bus, divided into signal and power sections. The final part of the thesis evaluates the actual parameters of the power supply. The designed power supply meets all the required specifications for powering the modular tomography system. The results of this work have practical applications in experimental measurements using electrical impedance tomography at UTEE.