环球电气之家-午夜精彩视频-中国专业电气电子产品行业服务网站!

產品分類

當前位置: 首頁 > 工業電氣產品 > 端子與連接器 > 線路板連接器 > FFC連接器

類型分類:
科普知識
數據分類:
FFC連接器

無線醫療儀表設計,你照顧好電源了嗎?

發布日期:2022-04-17 點擊率:55

【導讀】在患者護理情形中醫療產品通常對于可靠性、運行時間和堅固性有著高得多的標準,不僅必須確保它們能夠依靠多種電源實現無縫運行,并在對從患者身上收集的數據進行無線傳輸的過程中提供高可靠性。新型電源 IC 讓無線醫療儀表受益。

 

背景

 

與許多其他的應用一樣,低功率高精度組件實現了便攜式和無線醫療儀器的快速成長。不過,和很多其他應用不同的是,此類醫療產品通常對于可靠性、運行時間和堅固性有著高得多的標準。這個負擔大部分落在電源系統及其組件的身上。醫療產品必須正確地操作,并在多種電源 (例如:交流電源插座、備份電池、甚至是收集的環境能量源) 之間無縫地切換。此外,還必須竭盡全力地提供針對各種不同故障情況的保護及耐受能力,盡量地延長依靠電池供電時的工作時間,并確保每當接入了某種有效電源時正常的系統操作是可靠的。

 

患者護理,推動便攜式和無線醫療儀表成長的關鍵因素

 

目前,推動便攜式和無線醫療儀表成長的主要趨勢之一是患者護理。具體來說,這就是在病患自己的家中越來越多地使用遠程監護系統。這一發展趨勢的起因從本質上說完全是出于經濟的考慮,讓患者住在醫院里觀察治療所需承擔的費用簡直讓人望而卻步。因此,許多這樣的便攜式電子監護系統都必須結合 RF 發送器,以便能夠把從患者身上收集的任何數據直接發回醫院內的監控系統,以供主管醫師日后復審和分析之用。

 

電源管理架構的四個要求

 

面對上述情形,合理的假設是:為患者提供合適家用醫療儀表的成本遠遠低于讓患者留院觀察所需支付的費用。然而,頭等重要的一點是:交由患者使用的設備必須具有可靠和簡單易用的特性。因此,這些產品的制造商和設計師必須確保它們能夠依靠多種電源實現無縫運行,并在對從患者身上收集的數據進行無線傳輸的過程中提供高可靠性。這就要求設計師確保電源管理架構擁有堅固、靈活、緊湊和高效的特點。

 

電源 IC 解決方案

 

醫療電子系統中的許多應用即使在交流電源發生中斷時也需要連續供電;因此一項關鍵的要求就是實現低靜態電流以延長電池壽命。于是,自 2010 年以來,電源 IC 制造商一直在生產備用靜態電流小于 30μA 的開關穩壓器。事實上,我們近期推出的部分產品已經把這一數字降低到只有 2.5μA。因此,這些產品已完全具備了在由電池提供備份電源的醫療系統中使用之條件。

 

盡管開關穩壓器產生的噪聲高于線性穩壓器,但其效率指標則比后者優越得多。已經證實:在許多敏感型應用中,只要開關電源以可預知的方式運行,那么噪聲和 EMI 水平是可控的。如果開關穩壓器在正常模式中以恒定頻率執行開關操作,而且開關脈沖邊沿是干凈和可預知的,并沒有過沖或高頻振鈴,則可實現 EMI 的最小化。小封裝尺寸和高工作頻率能提供小巧緊湊的布局,從而最大限度地降低 EMI 輻射。除此之外,假如穩壓器可與低 ESR 陶瓷電容器配合使用,那么就能盡量地減少輸入和輸出電壓紋波,而這些紋波是系統中的額外噪聲源。

 

許多功能豐富的患者監測醫療裝置中電源軌數目有所增加,而工作電壓則持續地下降。雖然如此,許多此類系統仍然需要 1.xV 至 8.xV 的寬廣電壓范圍,用于為電機、低功率傳感器、存儲器、微控制器內核、I/O 和邏輯電路供電。

 

傳統上,這些電壓軌一直是由降壓型開關穩壓器或低壓差穩壓器提供。然而,對于那些還在系統中納入了一個備份電池以應對主電源故障情況的配置,此類 IC 并未進行相應的優化。于是,當采用降壓-升壓型轉換器 (其能提升電壓或降低電壓) 時,它將使電池的全工作范圍能得到利用。這增加了操作裕量,并延長了電池運行時間,因為更多的電池壽命是可用的,尤其當它接近其放電曲線的較低端時。

 

電源IC解決方案的特殊屬性

 

相應地,在可能也配有一個主電池的便攜式醫療儀表中使用的 DC/DC 轉換器解決方案應具有以下特性:

 

一種具有寬輸入電壓范圍的降壓-升壓型 DC/DC 架構,以在采用多種電池供電型電源及其相關電壓范圍時調節 VOUT

 

  • 在工作模式和停機模式中均提供超低靜態電流以延長電池運行時間

  • 能夠有效地為系統電壓軌供電

  • 電流限制功能以用于減小浪涌電流,從而保護電池

  • 解決方案占板面積小、重量輕、外形扁平

  • 可提供先進封裝以改善熱性能和空間效率

 

新型電源:LTC3119

 

可滿足上述要求的一款新型電源 IC 是—— LTC3119,它是一款同步電流模式單片降壓-升壓型轉換器,在降壓模式中,可從多種輸入源提供高達 5A 的連續輸出電流,輸入源包括單節或多節電池、未穩壓交流適配器、以及太陽能電池板和超級電容器。一旦啟動,該器件 2.5V 至 18V 的輸入電壓范圍就可擴展至 250mV。輸入高于、低于或等于輸出時,輸出電壓都是穩定的,且輸出電壓在 0.8V 至 18V 范圍內是可編程的。用戶可選的突發模式 (Burst Mode?) 操作將靜態電流降至僅為 31μA,從而提高了輕負載效率,同時延長了電池運行時間。

 

LTC3119 采用的專有 4 開關 PWM 降壓-升壓型拓撲在所有工作模式時均提供低噪聲、無抖動切換,因而非常適合對電源噪聲敏感的 RF 應用和精確的模擬應用。另外,該器件還包含可編程最大功率點控制 (MPPC) 功能,以確保從光伏電池等具較高輸出阻抗的電源提供最大功率。參見圖 1 以了解該器件的簡化原理圖。

 

無線醫療儀表設計,你照顧好電源了嗎?

圖 1:高集成度和高性能 LTC3119 的原理圖

 

LTC3119 包含 4 個內部低 RDSON N 溝道 MOSFET,提供高達 95% 的效率。突發模式操作可停用,以提供低噪聲連續切換。外部頻率編程或采用內部 PLL 實現同步使得可以在很寬的 400kHz 至 2MHz 開關頻率范圍內運行,這就允許在轉換效率和解決方案尺寸之間做出權衡。其他特點包括短路保護、熱過載保護、低于 3μA 的停機電流和一個電源良好指示器。該器件采用纖巧的外部組件,工作電壓范圍很寬,擁有緊湊的封裝,靜態電流也很低,因此非常適合 RF 電源、大電流脈沖負載應用、系統備份電源、以及甚至連接 12V 轉換系統的鉛酸電池。

 

很多便攜式醫療系統都需要用多個輸入源供電,包括單節或多節電池配置、交流適配器和超級電容器組。

 

結論

 

就設計眾多電池供電和 / 或由電池提供備份電源的醫療系統而言,已經呈現出巨大的機會。與此同時,在選擇合適的電源轉換解決方案以滿足關鍵設計目標方面,系統設計師面臨一些艱難的挑戰,這些設計目標包括在不損害效率、運行時間,并且可滿足輻射規范要求和解決方案尺寸的情況下,符合輸入至輸出電壓涵蓋限制、提供合適的功率水平和易設計性。

 

設計一個滿足系統目標又不影響性能的解決方案是個艱巨的任務。幸運的是,我們提供了越來越多的降壓-升壓型轉換器解決方案,這些解決方案由于能夠跨很寬的負載范圍高效率運行,所以可簡化設計,提供同類最佳性能,并能在電池充電周期之間最大限度地延長運行時間。

 

下一篇: PLC、DCS、FCS三大控

上一篇: 選對了連接器,卻沒考

推薦產品

更多
主站蜘蛛池模板: 拖鞋定制厂家-品牌拖鞋代加工厂-振扬实业中国高端拖鞋大型制造商 | 煤机配件厂家_刮板机配件_链轮轴组_河南双志机械设备有限公司 | _网名词典_网名大全_qq网名_情侣网名_个性网名 | HDPE储罐_厂家-山东九州阿丽贝防腐设备| 泵阀展|阀门展|水泵展|流体机械展 -2025上海国际泵管阀展览会flowtech china | Dataforth隔离信号调理模块-信号放大模块-加速度振动传感器-北京康泰电子有限公司 | 丹佛斯变频器-Danfoss战略代理经销商-上海津信变频器有限公司 | 铝板冲孔网,不锈钢冲孔网,圆孔冲孔网板,鳄鱼嘴-鱼眼防滑板,盾构走道板-江拓数控冲孔网厂-河北江拓丝网有限公司 | 火锅加盟_四川成都火锅店加盟_中国火锅连锁品牌十强_朝天门火锅【官网】 | 304不锈钢无缝管_不锈钢管厂家 - 隆达钢业集团有限公司 | 铸铁平台,大理石平台专业生产厂家_河北-北重机械 | 校车_校车价格_19座幼儿园校车_幼儿园校车_大鼻子校车 | 乐之康护 - 专业护工服务平台,提供医院陪护-居家照护-居家康复 | ★济南领跃标识制作公司★济南标识制作,标牌制作,山东标识制作,济南标牌厂 | 烘干设备-热泵烘干机_广东雄贵能源设备有限公司 | 真空上料机(一种真空输送机)-百科 | 山东商品混凝土搅拌楼-环保型搅拌站-拌合站-分体仓-搅拌机厂家-天宇 | 对夹式止回阀厂家,温州对夹式止回阀制造商--永嘉县润丰阀门有限公司 | 定量包装机,颗粒定量包装机,粉剂定量包装机,背封颗粒包装机,定量灌装机-上海铸衡电子科技有限公司 | 环氧乙烷灭菌器_压力蒸汽灭菌器_低温等离子过氧化氢灭菌器 _低温蒸汽甲醛灭菌器_清洗工作站_医用干燥柜_灭菌耗材-环氧乙烷灭菌器_脉动真空压力蒸汽灭菌器_低温等离子灭菌设备_河南省三强医疗器械有限责任公司 | 盛源真空泵|空压机-浙江盛源空压机制造有限公司-【盛源官网】 | 杭州月嫂技术培训服务公司-催乳师培训中心报名费用-产后康复师培训机构-杭州优贝姆健康管理有限公司 | 热工多功能信号校验仪-热电阻热电偶校验仿真仪-金湖虹润仪表 | 智慧食堂_食堂管理系统_食堂订餐_食堂消费系统—客易捷 | 篮球架_乒乓球台_足球门_校园_竞技体育器材_厂家_价格-沧州浩然体育器材有限公司 | 海外仓系统|国际货代系统|退货换标系统|WMS仓储系统|海豚云 | 搜木网 - 木业全产业链交易平台,免费搜货、低价买货! | 粉末包装机,拆包机厂家,价格-上海强牛包装机械设备有限公司 | 杭州公司变更法人-代理记账收费价格-公司注销代办_杭州福道财务管理咨询有限公司 | 水平垂直燃烧试验仪-灼热丝试验仪-漏电起痕试验仪-针焰试验仪-塑料材料燃烧检测设备-IP防水试验机 | 净化工程_无尘车间_无尘车间装修-广州科凌净化工程有限公司 | 诗词大全-古诗名句 - 古诗词赏析 | 谷梁科技| 东莞市超赞电子科技有限公司 全系列直插/贴片铝电解电容,电解电容,电容器 | 顶空进样器-吹扫捕集仪-热脱附仪-二次热解吸仪-北京华盛谱信仪器 | 聚氨酯保温钢管_聚氨酯直埋保温管道_聚氨酯发泡保温管厂家-沧州万荣防腐保温管道有限公司 | 焊锡丝|焊锡条|无铅锡条|无铅锡丝|无铅焊锡线|低温锡膏-深圳市川崎锡业科技有限公司 | 搜活动房网—活动房_集装箱活动房_集成房屋_活动房屋 | 首页 - 军军小站|张军博客| 泥浆在线密度计厂家-防爆数字压力表-膜盒-远传压力表厂家-江苏大亚自控设备有限公司 | 变色龙云 - 打包app_原生app_在线制作平台_短链接_ip查询 |