في الوقت الحاضر، واحدة من الاتجاهات الرئيسية التي تدفع نمو الأجهزة الطبية المحمولة واللاسلكية هي رعاية المرضى، وهو على وجه التحديد الاستخدام التدريجي لنظم المراقبة عن بعد في منازل المرضى، والسبب الجذري لهذا التطور هو في الأساس نتيجة الاعتبارات الاقتصادية لأنها ببساطة مكلفة باهظة للسماح للمرضى إلى المستشفى للمراقبة والعلاج ونتيجة لذلك العديد من أنظمة المراقبة الإلكترونية المحمولة هذه يجب أن تتضمن أجهزة الإرسال اللاسلكية بحيث يمكن توجيه أي بيانات تم جمعها من المريض مباشرة تمرير نظام مراقبة المستشفى للمراجعة والتحليل في المستقبل من قبل الطبيب المختص.
في مواجهة السيناريو أعلاه، من المعقول أن نفترض أن تكلفة توفير جهاز طبي منزلي مناسب للمريض أقل بكثير من تكلفة إخراج المريض من المستشفى، ولكن النقطة الأكثر أهمية هي أن الجهاز الذي يجب استخدامه من قبل المريض يجب أن يكون ميزات موثوقة وسهلة الاستخدام والمصنعين والمصممين من هذه المنتجات يجب التأكد من أنها يمكن أن تعمل بسلاسة على إمدادات الطاقة متعددة وتوفير موثوقية عالية في نقل البيانات لاسلكيا التي تم جمعها من المرضى وهذا يتطلب من المصممين التأكد من أن بنية إدارة الطاقة قوية ومرنة وصغيرة وفعالة.
التبديل منظم كفاءة عالية
بالنسبة لكثير من التطبيقات في الأنظمة الإلكترونية الطبية، مطلوب الطاقة المستمرة حتى في حالة انقطاع التيار الكهربائي أس، لذلك واحد من المتطلبات الرئيسية هو تحقيق انخفاض الحالية هادئة لتمديد عمر البطارية، وبالتالي، منذ عام 2010، تصنيع الطاقة إيك وقد تم البائعين جعل المنظمات التنظيمية التبديل مع الاستعداد الحالية هادئة أقل من 30μA في الواقع، وبعض من الخطي أدخلت مؤخرا المنتجات خفضت هذا فقط 2.5μA، لذلك هذه المنتجات هي مجهزة تجهيزا كاملا مع الطاقة الاحتياطية التي توفرها البطارية شروط الاستخدام في النظام الطبي.
وعلى الرغم من أن تغيير المنظمين ينتج ضوضاء أكثر من المنظمين الخطيين، فإن المبادئ التوجيهية للكفاءة أعلى بكثير من تلك الأخيرة، وقد ثبت أنه في كثير من التطبيقات الحساسة، طالما أن إمدادات الطاقة التحويلية تعمل بطريقة يمكن التنبؤ بها، يمكن التحكم في الضوضاء و إيمي المستويات، وإذا كان منظم التبديل يؤدي التحول في تردد ثابت في الوضع العادي وحواف نبض التبديل نظيفة ويمكن التنبؤ بها، لا يوجد أوفيرشوت أو رنين عالية التردد، و إيمي يمكن التقليل يمكن أن حجم حزمة صغيرة وارتفاع تردد التشغيل توفر تخطيط ضئيلة، وبالتالي تقليل الإشعاع إيمي.بالإضافة إلى ذلك، إذا كان المنظم يمكن استخدامها جنبا إلى جنب مع منخفضة إسر المكثفات السيراميك، ثم يمكنك تقليل المدخلات والمخرجات تموجات الجهد، وهذه التموجات هي مصادر إضافية من الضوضاء في النظام.
العديد من ميزة الغنية مراقبة المرضى الأجهزة الطبية، وعدد متزايد من القضبان السلطة، في حين يستمر الجهد التشغيل في الانخفاض.ومع ذلك، فإن العديد من هذه الأنظمة لا تزال بحاجة 1.xV إلى 8.xV مجموعة واسعة الجهد للمحرك، أجهزة استشعار منخفضة الطاقة، والذاكرة، متحكم الأساسية، I / O والمنطق الدوائر.
تقليديا، وقد تم توفير هذه القضبان إما من قبل منظم التحول تنحى أو منظم منخفض التسرب.ومع ذلك، لتلك التكوينات التي تشمل أيضا بطارية احتياطية في النظام لمعالجة حالات فشل أنابيب، لم مثل هذه المحاكمات بحيث عندما المحول باك دفعة (التي يمكن أن تعزز أو تقليل الجهد)، وسوف تكون قادرة على الاستفادة الكاملة من مجموعة البطارية، مما يزيد من هامش التشغيل ويمتد وقت تشغيل البطارية، لأن المزيد من عمر البطارية هو متاح، وخصوصا عندما يكون بالقرب من الطرف السفلي من منحنى التفريغ.
الطبية دس / دس متطلبات عالية
في المقابل، حلول تحويل دس / دس المستخدمة في الأجهزة الطبية المحمولة التي قد تأتي أيضا مع البطارية الرئيسية يجب أن يكون الميزات التالية:
A باك دفعة دفعة دس / دس العمارة مع مجموعة واسعة مساهمة الجهد لتنظيم فوت عند استخدام مصادر متعددة تعمل بالبطارية ونطاقات الجهد المرتبطة بها
2. فائقة منخفضة الحالية هادئة في كل من وضع التشغيل ووضع إيقاف التشغيل لتمديد وقت تشغيل البطارية
3. يمكن تزويد نظام السكك الحديدية الجهد بشكل فعال
4. الحد الحالي وظيفة للحد من تدفق الحالية لحماية البطارية
5. الحل البصمة الصغيرة، خفيفة الوزن، شكل مسطح
6. التعبئة والتغليف المتقدمة المتاحة لتحسين الكفاءة الحرارية والفضاء
السلطة الجديدة إيك التي تلبي هذه المتطلبات هو LTC3119 من التكنولوجيا الخطية، وهو متزامن الحالي وضع واحد الكريستال باك دفعة تحويل الذي يوفر ما يصل إلى 5A الانتاج المستمر من مصادر الإدخال متعددة في وضع باك وتشمل مصادر الإدخال الحالية خلايا مفردة أو متعددة، ومحول التيار المتردد غير المنظم، والألواح الشمسية والمكثفات الفائقة، وبمجرد أن تبدأ، يمكن توسيع هذا المكون إلى 250mV من 2.5V إلى 18V نطاق الجهد المدخلات المدخلات أعلاه، في أو يساوي الإخراج، والجهد الناتج مستقر والجهد الناتج هو برمجة من 0.8V إلى 18V.عملية المستخدم اختيار وضع انفجار يقلل من التيار هادئة إلى 31μA فقط، يحسن كفاءة تحميل ضوء، مع زيادة عمر البطارية لمدة. ويعمل الملكية رابع التحول PWM باك طوبولوجيا LTC3119 لتوفير وانخفاض مستوى الضجيج، والتحول خالية من خلل في جميع وسائل التشغيل، مما يجعله مناسبا جدا لتطبيق الطاقة RF والضوضاء حساسة تطبيقات التناظرية الدقة.بالإضافة إلى ذلك، يتضمن وحدة أيضا برمجة أقصى نقطة التحكم في السلطة (مبك) وظيفة لضمان أقصى قدر من الطاقة من انتاج عالية مقاومة امدادات الطاقة مثل الخلايا الضوئية. تعلم التخطيطي مبسطة من التجمع.
الشكل 1 درجة عالية من التكامل والأداء العالي LTC3119 الدوائر الطرفية والكفاءة.
LTC3119 يحتوي على أربعة RDSON منخفض الداخلي قناة N في MOSFET، وتوفير ما يصل إلى كفاءة 95٪. قد يتم تعطيل عملية وضع انفجر، من أجل توفير المستمر منخفضة الضوضاء التبديل. باستخدام البرمجة PLL تزامن تردد داخلي أو خارجي يجعل من الممكن ل400kHz واسعة 2MHZ التبديل نطاق الترددات، مما يسمح للمفاضلة بين كفاءة التحويل وحجم الحل وتشمل الميزات الأخرى حماية ماس كهربائى، والحماية الزائد الحراري، والإغلاق الحالي أدناه 3μA ومؤشر جيد للطاقة. عناصر خارجية، واسعة الجهد التشغيل واسعة، لديه مجموعة صغيرة غرامة، والحالية هادئة منخفضة جدا، لذلك فهي مناسبة امدادات الطاقة RF، كبيرة تحميل التطبيقات نبض الحالية، ونظم الطاقة الكهربائية الاحتياطية، وبطاريات الرصاص الحمضية 12V حتى نظام تحويل متصلة.
العديد من الأنظمة الطبية المحمولة تتطلب مصادر مدخلات متعددة، بما في ذلك تكوينات خلية واحدة أو متعددة، محولات التيار المتردد، والمصارف فائقة مكثف.
وقد نشأت فرص كبيرة في تصميم العديد من البطاريات أو بدعم من النظم الطبية البطارية، في حين يواجه مصممي النظام تحديات صعبة في اختيار الحق حل تحويل الطاقة لتلبية أهداف التصميم الرئيسية ، وتشمل هذه الأهداف تصميم الامتثال لحدود المدخلات إلى الناتج الجهد التغطية، ومستويات الطاقة المناسبة، وسهولة التصميم دون المساس الكفاءة، والجهوزية، وتلبية المتطلبات التنظيمية الإشعاع وحجم الحل.
تصميم حل يلبي أهداف النظام دون المساس بالأداء هو مهمة شاقة.فورتيلي، وهناك المزيد والمزيد من باك تحويل المحولات التي تعمل بكفاءة على مدى واسع من الأحمال، هذا يبسط التصميم، ويقدم أفضل أداء في فئتها، ويزيد من وقت التشغيل بين دورات شحن البطارية.