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电源管理在医疗电子中不同方向的应用

导读: 就电源管理而言,医疗保健是一个十分有意思的市场领域。尽管医疗保健产品的设计周期非常长,高等级的创新还是不断激发了对医疗保健电子产品的需求。

  不同的医疗保健应用对电源管理解决方案的要求不尽相同。就电源管理而言,医疗保健是一个十分有意思的市场领域。尽管医疗保健产品的设计周期非常长,高等级的创新还是不断激发了对医疗保健电子产品的需求。这些创新产品不仅代替了旧有设备,还在新的市场和应用中使用,而数年前尚不存在这些应用领域。本文将讨论四个不同的医疗保健应用领域。它们是家庭医疗保健、仪器仪表、病人监护和成像应用。

  家庭医疗保健

  在家庭医疗保健方面存在大量的设计实践。全球范围内的老龄化压力、经济力量的增长以及技术创新为家庭医疗保健领域带来了许多全新应用。对病人而言,带来的好处包括:更高的灵活性、更好的服务以及与医生见面的次数更少。虽然家庭医疗保健市场早已存在,但最近才涌现出面向消费者且越来越先进的解决方案。这类解决方案的示例有:运动监护仪、血压监护仪以及心率监护仪。另外,便携式血液分析仪和脉搏血氧仪系统也进入了当今家庭医疗保健领域。

  从电源管理的角度出发,所有这些系统都由于必要的便携性而对集成度的要求较高。对于真正便携的产品而言,它们将采用电池供电,因此要求系统具有高电源效率。在这类应用中,较低的功耗可延长设备的工作时间而无需充电或更换电池。最后,成本也是个很重要的参数。虽然在某些其它医疗保健应用中,电源管理解决方案的成本可能不是关键参数,但在家庭医疗保健中它十分重要。成本约束对当今的消费电子市场影响深远。

  图1显示采用锂离子充电电池系统的电源链。该电源架构确保电路的某些部分可以通过负载开关关闭(如ADP190),而另一部分为实时时钟(RTC)供电的电路则始终开启(如 ADP160)。开启时,ADP190具有低于2?A的接地电流,而ADP160在空载时仅消耗大约560nA电源电流。该特性使电池的永久放电保持在最低水平。ADP2140是一款高度集成的降压开关调节器,集成线性调节器。这款电源管理单元可节省空间和成本。

医疗电子中的电源管理概论

图1:便携式电池供电型家庭医疗保健设备的典型电源链。

  某些仅供短期使用的低成本便携式医疗保健系统可能会围绕不可充电的碱性电池而设计。 相比常见的双电池设计,使用单颗电池将在重量和成本方面更有优势。单颗碱性电池系统面临的难题是电池电压范围仅为0.8 V至1.5 V。为了对电子设备供电,必须采用能以高能效处理低输入电压的升压调节器。图2显示采用ADP1607作为第一步电源转换的这类应用。该电路能产生 3.3V电压,满足大部分系统要求。

医疗电子中的电源管理概论

图2:采用单颗碱性电池为便携式医疗保健系统供电。

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