便携式医疗电子及相关保护技术 

分享 收藏 已有 510 次阅读  2018-04-11 14:01

便携式医疗电子将在近年内迎来快速发展。由于医疗电子设备适用对象是人体,对人体生命安全有着重要影响,因此需保证其电路安全。便携式电子产品对电路保护的要求包括电路响应时间短、功耗小、需要满足对环境的要求。下面,分别从过流保护、过压保护和过流、过压保护三方面来论述便携式医疗电子产品所采用的电路保护方案。

过流保护元件是一种非线性正温度系数热敏电阻一旦有过流状态出现,过大的电流让保护元件发热使阻值发生变化,由低阻态跃变为高阻态,从而限制电流,使被保护的电路免受过流损坏;在过流故障排除后,保 护元件冷却,自动由高阻态转变为低阻态,恢复正常工作。这种保护元件称为自复式过流保护元件,比如硕凯电子的自恢复保险丝PPTC,在未过流时,其电阻值很小(不同的额定电压下阻值不同,一般为零点几Ω到几Ω);在过流发生时,其电阻值可达mΩ,电流极小接近“断开”,且断开时间(time-to-trip)更短。



过压保护元器件并联在被保护的电路上。在输入电压未过压时,过压保护元器件呈高阻态,其泄漏电流甚微;一旦输入电压过压时,过压保护元器件在瞬 间提供低阻抗通路,并将电压钳位于安全的低电压,从而保护电路免受过压损害。当输入电压降落到正常工作电压时,过压保护元器件会自动恢复到高阻态。硕凯多层压敏电阻(MLV)及ESD保护元件ESD静电二极管就是常用的过压保护元件。



MLV、ESD静电二极管除用过压保护外,也是静电放电(ESD)保护元件。在插拔便携式产品的各种插头时,各端口很容易受到静电放电的损坏,因此插拔端口都需要加ESD保护元器件。现在,市场上已经开始出现通过便携式医疗电子终端直接实现视频会话和虚拟诊疗的方案。对于以触摸屏为主要的人机交互界面,同时需要传输告诉的音视频信号的应用场合来说,需要在实现ESD保护的同时满足信号传输质量。在电脑、手机中使用的ESD静电二极管产品也将大量应用在便携式医疗电子产品中。

此外,可以用作过压保护的还包括:

变阻器:金属氧化物变阻器(MOV)是一种电压钳位元件,如电压超过阀值则其阻抗将变得非常小。MOV具有高度非线性电压阻抗(V-I)特性,反应速度快,能承受很高峰值电流,待机状态下漏 泄电流又较低。其主要应用是保护那些必须满足“瞬态电压浪涌抑制器”UL1449所列要求的产品免受雷电损害,经常会用在便携式医疗设备中。

ESD抑制器:高密度电路都很容易受到静电或ESD的侵害。因此要求许多新的电子设备必须满足IEC61000-4-2标准。静电(ESD)抑制器的聚合物结构使得制造商可生产出各种形状因子和配置的ESD抑制器,以满足各种不同应用的需要。该器件具有小于IPF的电容,可提供良好的限制信号降级和衰减的性能,以保证高速数据能正常工作。

便携式医疗电子产品大多使用电池组。随着多功能保护IC的出现,电池组设计人员也将研究重点转向采用单个多功能保护器件的安全应用。随着市场越来越多地依赖保护IC,对电路来说ESD 保护也变得非常关键。虽然IC很容易整合多种功能,但它们容易受到ESD和热过载的影响。分立二极管、多层变阻器或基于聚合物的ESD解决方案对保护IC的ESD结构进行了有效补充,提供最高至15kv的ESD保护。

除了ESD,保护IC还容易受到长时间过载条件下的热应力影响。由于IC的击穿特性,因此有可能存在一种故障模式,即电路在安全工作限制之外仍能正常工作。随着对多功能保护IC依赖的增强,保险丝保护方案仅用于冗余保护。

硕凯电子电路防护器件能够帮助降低下一代便携式应用系统成本和尺寸,提供多功能保护IC来替代多个分立元件。硕凯ESD和保险丝保护在继续保持用户期待的高级别安全性的同时,也降低了电路的复杂度。这可使设计人员在降低整体系统成本的同时,继续保持便携式医疗设备用户期待的安全保护性能。了解更多电路保护器件型号及参数,请直接进入硕凯电子网址咨询在线客服http://www.socay.com/。


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