Ki sa ki ta dwe remake nan konsepsyon an layout nan dyod aparèy medikal?

1, idantifikasyon polarite ak konsepsyon prevansyon erè
Yon dyod gen konduktiviti unidireksyon, epi ranvèse polarite li ka lakòz yon kous kout oswa boule aparèy la. Nan ekipman medikal, erè sa a ka lakòz echèk ekipman e menm mal nan pasyan yo. Se poutèt sa, konsepsyon Layout la dwe entèdi swiv prensip sa yo:

Sik ekran make: Klèman make katod (K) oswa elektwòd negatif (-) alantou kò dyod la, souvan reprezante pa liy vètikal, liy epè, mak dan, oswa lèt "K". Pou egzanp, sifas mòn dyod ka koresponn ak katod atravè bann koulè oswa siyon.
Korespondans anbalaj: kousinen anbalaj PCB bezwen byen klè distenge ant katod / anod. Tipikman, kousinen katod yo fèt ak antay, kwen, oswa fòm espesyal pou fè pou evite erè soude.
Direksyon inifòmite: menm kalite Dyòd ta dwe kenbe menm direksyon (tankou tout katod fè fas a gòch/moute) pou redwi risk soudure erè.
Konsepsyon anti erè: Pou sikui kritik oswa sitiyasyon ki gen tandans erè, yo ka itilize konsepsyon pad asimetri pou plis anpeche polarite ranvèse.
2, konsepsyon dissipation chalè ak jesyon tèmik
Nan ekipman medikal, dyod pouvwa (tankou redresman ak tib freewheeling) jenere siyifikatif chalè pandan operasyon an. Pòv dissipation chalè ka mennen nan pann tèmik oswa degradasyon pèfòmans. Konsepsyon Layout bezwen optimize dissipation chalè nan aspè sa yo:

Apwoche sous dissipation chalè a: Mete dyòd pouvwa a tou pre koule chalè a oswa zòn papye kwiv, epi sèvi ak kondiktè metal yo byen vit kondwi chalè. Pou egzanp, nan modil pouvwa a nan aparèy ultrason pòtab, dyod carbure Silisyòm yo an kontak sere ak koule chalè a nan kousinen tèmik diminye tanperati junction.
Gwo zòn kwiv plating: Konekte yon gwo zòn nan papye kwiv tè (GND Avyon) oswa pouvwa papye kwiv nan katod la ak kousinen anod nan dyod la amelyore kapasite dissipation chalè. Pou egzanp, nan kous la deteksyon elektwòd nan yon elektwokadyograf, kouch miltip nan papye kòb kwiv mete yo mete anba pad a dyòd regilatè vòltaj ak konekte nan kouch nan chalè enteryè dissipation atravè vias.
Dissipation chalè atravè: pes fè aranjman pou dissipation chalè atravè twou (dyamèt 0.3mm, espas 0.5 - 1mm) nan zòn nan kote gwo papye kwiv yo konekte, fòme yon chemen ki ba rezistans tèmik. Pou egzanp, nan kous la konvèsyon pouvwa nan ekipman X-ray pòtab, yo itilize yon kadriyaj tankou via etalaj anba dyod carbure Silisyòm, diminye ogmantasyon tanperati pa 40%.
Rete lwen konpozan sansib chalè: Evite mete dyod chofaj tou pre konpozan sansib chalè tankou kondansateur elektwolitik ak IC presizyon pou anpeche degradasyon pèfòmans ki te koze pa estrès tèmik.
3, izolasyon elektrik ak kondisyon règleman sekirite
Ekipman medikal yo dwe satisfè estanda sekirite elektrik strik (tankou IEC 60601-1), ak layout dyòd la dwe asire izolasyon ant zòn vòltaj segondè ak ba yo pou anpeche risk chòk elektrik.

Distans koule ak clearance elektrik: Yo ta dwe kenbe espas ki apwopriye ant broch wo -dyod vòltaj (tankou sa ki pi wo a 600V) ak lòt aparèy/filaj vòltaj segondè -. Pou egzanp, nan sikwi jenerasyon wo -vòltaj la nan yon defibrilatè, yon distans creepage nan omwen 2mm mete ant dyod la ak kondansateur a, ak fòs izolasyon ogmante lè ouvèti fenèt yo.
Groove izolasyon ak fenèt: Ant zòn vòltaj segondè ak ba, fenèt yo ka louvri anba kouch mask la soude (zòn an kwiv gratis), e menm fant yo ka fè sou PCB a ogmante distans la creepage. Pou egzanp, nan modil pouvwa a nan ekipman lazè medikal, bò vòltaj segondè a ak bò vòltaj ki ba yo konplètman separe pa fant izolasyon.
Pouvwa tè ak separasyon tè siyal: fizikman separe tè pouvwa a (PGND) pote gwo batman kè kouran soti nan tè a siyal (SGND) ki mande pou trankil, epi konekte yo nan yon pwen sèl pou fè pou evite entèferans. Pou egzanp, nan kous la akizisyon siyal nan yon monitè pòtab, fil tè a nan fotodyode a se poukont fil elektrik soti nan tè a pouvwa diminye kouti bri.
4, EMI repwesyon ak segondè -optimize frekans
Nan ekipman medikal, gwo -aksyon switch frekans nan dyod ka jenere entèferans elektwomayetik (EMI), ki afekte pèfòmans ekipman oswa entèfere ak lòt aparèy medikal. Konsepsyon Layout bezwen siprime EMI nan aspè sa yo:

Minimize zòn bouk kritik: Konpak layout segondè -konpozan bouk switch frekans tankou dyod, tib switch, induktè depo enèji / kondansateur, elatriye, epi diminye longè wout la. Pou egzanp, nan sikui Buck / Boost, dyòd freewheeling la mete adjasan a tranzistò a chanje, fòme yon layout triyangilè diminye zòn nan bouk.
Kontwòl parazit paramèt: Nan aplikasyon pou segondè -frekans, kapasite parazit (Cj) ak enduktans (Ls) nan dyod ka lakòz atenuasyon siyal oswa sonnen. Dyòd kapasite ki ba (tankou dyod Schottky) yo ta dwe chwazi, ak efè foul moun aktyèl yo ta dwe redwi pa optimize fil elektrik (tankou 45 degre oswa kwen awondi).
Pwoteksyon ak filtraj: Yo itilize izolasyon tè oswa wout diferansye pou liy siyal sansib (tankou I2C, SPI), ak pèl ferit oswa kondansateur filtraj yo ajoute nan tèminal yo antre / pwodiksyon. Pou egzanp, nan koòdone kominikasyon nan mèt glikoz nan san pòtab, dyod TVS yo konbine avèk induktè mòd komen pou siprime ESD ak entèferans ki fèt.
5, Layout pwoteksyon ak konsepsyon fyab
Ekipman medikal bezwen gen gwo fyab, ak layout dyod ta dwe konsidere mezi pwoteksyon tankou survoltaj, surkouran, ESD, elatriye:

Pwoteksyon ovèvoltaj: Sèvi ak yon dyod Zener oswa dyod TVS nan opinyon pouvwa a pou sere vòltaj la epi anpeche pwent vòltaj domaje kous segondè a. Pou egzanp, nan modil pouvwa a nan yon konsantratè oksijèn pòtab, dyòd TVS la konekte an paralèl nan fen opinyon an, ak yon tan repons ki mwens pase 1ps, epi li ka kenbe tèt ak 8kV egzeyat kontak.
Pwoteksyon Surkouran: Kouran an limite pa yon rezistans seri oswa dyod limit aktyèl pou anpeche dyod la boule akòz surcharge. Pou egzanp, nan yon sikwi chofè limyè -emisyon dyod (LED), yon rezistans limite aktyèl konekte an seri ak LED la pou asire ke aktyèl la opere nan yon seri sekirite.
Pwoteksyon ESD: Enstale ESD diodes tou pre done interfaces (tankou USB ak Ethernet pò) epi swiv prensip la nan "fèmen nan inlet ESD". Pou egzanp, nan koòdone USB nan aparèy ultrason pòtab, distans ki genyen ant dyod TVS ak konektè a se mwens pase 3cm, ak tèminal tè a konekte ak avyon an tè atravè plizyè vias, sa ki lakòz yon diminisyon 15V nan vòltaj blocage.
6, Layout optimize pou senaryo aplikasyon espesyal
Pou bezwen espesyal ekipman medikal, layout dyòd la bezwen plis optimize:

Konsepsyon sikwi fleksib: Nan aparèy medikal portable tankou pansman entelijan, dyod bezwen konekte nan fil elektrik fleksib pou adapte yo ak deformation aparèy. Pou egzanp, limyè -emisyon dyod yo konekte ak substrats Capteur atravè PCB fleksib, e menm si epesè nan abiye an chanje, LED yo ka toujou ranje stab sou sifas la pou fè pou evite konpresyon zòn ki afekte pasyan an.
Konsepsyon pouvwa ki ba: Nan aparèy pòtab, chwazi dyod aktyèl flit ki ba (tankou dyod rekiperasyon ultrarapid) pou diminye konsomasyon pouvwa estatik. Pa egzanp, nan sikwi akizisyon siyal monitè elèktrokardyogram pòtab yo, fotodyod yo fèt ak kouran fènwa ki ba epi yo asosye ak anplifikatè operasyon ki ba -bri pou amelyore rapò siyal-a-bri.
Segondè entegrasyon dansite: Nan aparèy medikal mikwo tankou detèktè implantable, dyod miniaturize pake (tankou DFN, SOD-123) yo itilize pou ekonomize espas. Pou egzanp, nan kous la jesyon pouvwa nan stimulateur neral, dyod carbure Silisyòm yo pake nan DFN, ki diminye zòn nan pa 80% konpare ak anbalaj tradisyonèl TO-220.