Èske dyòd yo itilize pou pwoteksyon siyal nan ekipman medikal aleka?

1, mekanis debaz pwoteksyon siyal dyod yo
1. Pwoteksyon ESD: Siprime enpak elektrisite estatik
Aparèy medikal adistans, tankou elektwokardyografi pòtab ak braslè entelijan, yo souvan opere atravè kontak imen epi yo gen tandans akimile chaj elektwostatik. Lè koòdone aparèy (tankou USB ak modil chaje san fil) antre an kontak ak kondiktè ekstèn, elektrisite estatik ka jenere dè dizèn de milye vòlt vòltaj segondè pasajè, ki ka kraze nan broch chip oswa sikui Capteur. Dyòd TVS (tankou SMBJ5.0CA) ka kranpon vòltaj la nan yon seri san danje nan tan ps nan efè a pann Zener (tankou 5V sistèm blocage a 10V), ak yon rezistans dinamik osi ba ke 0.5 Ω, epi yo ka absòbe plizyè kilowat nan pouvwa vag. Pou egzanp, yon sèten mak ponp ensilin te pase avèk siksè tès IEC 61000-4-2 ESD apre yo fin itilize TVS dyod pou pwoteje koòdone chaje a, ak fonksyon aparèy la pa te afekte anba 30A pik vag aktyèl la.

2. Limitation siyal: anpeche surcharge vòltaj
Ekipman medikal adistans bezwen transmèt siyal fizyolojik atravè modil san fil (tankou Bluetooth, Wi Fi), men fen antèn k ap resevwa a ka jenere pwent vòltaj akòz entèferans anviwònman an. Dyòd òdinè (tankou 1N4148) ka itilize pou konstwi yon kous limite, ki limite vòltaj siyal la nan yon seri sekirite. Prensip k ap travay li se: lè vòltaj la antre depase gout vòltaj la pi devan nan dyod la (apeprè 0.7V), dyod la kondui, ak enèji depase konsome nan rezistans nan divize vòltaj pou fè pou evite domaj nan kous la ki vin apre (tankou konvètisè ADC) akòz survoltaj. Pou egzanp, nan ekipman siveyans saturation oksijèn san, yon kous limite ka asire ke siyal la fèb (nivo mV) pwodiksyon pa Capteur fotoelektrik la pa afekte pa entèferans ekstèn.

3. Ranvèse aktyèl bloke: asire estabilite ekipman pou pouvwa
Ekipman medikal aleka souvan itilize pil ityòm pou ekipman pou pouvwa. Si batri a ranvèse oswa sikwi chaje a echwe, li ka lakòz vag aktyèl ranvèse. Dyòd Schottky (tankou SS14) se chwa ki pi pito pou bloke aktyèl ranvèse akòz gout ba vòltaj pi devan yo (0.2-0.3V) ak karakteristik switch rapid. Pou egzanp, yon modèl sèten nan entèlijan sifas mòn defibrilateur avèk siksè limite aktyèl la ranvèse pi ba pase 0.1 μ A apre koneksyon paralèl nan SS14 dyod nan tèminal pwodiksyon batri a, byen lwen anba papòt la sekirite batri, siyifikativman pwolonje lavi sèvis aparèy la.

2, senaryo aplikasyon tipik ak konsepsyon sikwi
1. Pwoteksyon ESD nan modil kominikasyon san fil
Modil san fil ekipman medikal aleka (tankou Bluetooth, 4G/5G) dwe satisfè estanda iminite vag IEC 61000-4-5. Pandan konsepsyon, dyod TVS bezwen paralèl konekte ak koòdone antèn ak liy transmisyon done (tankou I2C, SPI). Pou egzanp:

D1/D2:SMBJ5.0CA, Pwoteje kòd kouran 5V;
D3/D4: SLESD5V0LED02 (ki ba kapasite junction 0.28pF), pwoteje liy transmisyon done yo.
Sa a kalite konsepsyon asire ke ekipman an ka opere estab nan anviwònman imid ak swe, satisfè estanda medikal sekirite elektrik tankou IEC 60601-1.

2. Limite pwoteksyon nan kous akizisyon siyal fizyolojik
Anplitid siyal elektwokadyogram (ECG) se sèlman 1-5mV, ki sansib a entèferans frekans pouvwa (50Hz) ak bri elektrik nan misk. Lè w ap fè konsepsyon, yo ta dwe konekte yon kous limite an seri nan fen siyal la, pou egzanp:

D1/D2: 1N4148 dyod, fòme yon limiteur bidireksyon;
R1 / R2: 10k Ω vòltaj divize rezistans, limite aktyèl;
C1: 0.1 μ F kondansateur filtraj pou siprime gwo - bri frekans.
Sikwi sa a ka limite siyal la antre nan ± 0.7V ranje, asire operasyon an nòmal nan anplifikatè ki vin apre a (tankou INA128).

3. Pwoteksyon ranvèse nan sistèm jesyon batri
Aparèy siveyans adistans pou mete yo (tankou braslè entelijan) mande pou yon tan ki long -siveyans, epi dechaj pwòp tèt ou batri ak flit sikwi yo ka diminye lavi batri a. Lè w konekte yon dyod aktyèl flit ki ba (tankou BAS70) nan seri nan pwodiksyon batri a, aktyèl la sibstiti ka redwi soti nan 10 μ A pou pi ba pase 0.1 μ A. Pou egzanp, apre yon sèten mak nan monitè glikoz kontinyèl te adopte solisyon sa a, lavi batri aparèy la te pwolonje soti nan 3 jou a 10 jou.

3, endistri tandans ak defi
1. Aplikasyon materyèl bandgap lajè
Nitrure Galyòm (GaN) ki baze dyod yo te kòmanse aplike nan aparèy medikal aleka akòz frekans segondè yo ak karakteristik efikasite. Pa egzanp, GaN Schottky dyod yo gen yon tan 90% pi kout rekiperasyon ranvèse (trr) pase aparèy ki baze sou Silisyòm-, sa ki ka diminye pèt enèji nan sikui chaje ak amelyore andirans aparèy.

2. Konsepsyon entegre
Pou diminye gwosè aparèy la, dyod yo te entegre ak inite jesyon pouvwa (PMU) ak chips BMS. Pou egzanp, yon sèl solisyon -chip te lanse pa yon manifakti sèten entegre dyod TVS, dyod regilatè vòltaj, ak MOSFET nan yon pake 0.8mm × 0.8mm pou satisfè bezwen yo nan aparèy ultra ti tankou bag entelijan.

3. Balans konsomasyon pouvwa ki ba ak segondè fyab
Ekipman medikal aleka sansib a konsomasyon pouvwa, men an menm tan an bezwen satisfè kondisyon segondè fyab. Dyòd nan lavni bezwen kraze nan direksyon sa yo:

Pi ba gout vòltaj pi devan: tankou lè l sèvi avèk teknoloji Super Junction diminye gout vòltaj la nan dyod Schottky pi ba pase 0.1V;
Pi wo vòltaj rezistans ranvèse: Devlope mikwo dyod ak yon vòltaj reziste plis pase 100V pou satisfè bezwen aparèy ki gen gwo pouvwa -;
Fonksyon pwoteksyon entèlijan: Konbine detèktè ak algoritm pou ajiste dinamik paramèt dyod yo ak optimize efè pwoteksyon.