解决方案在于技术 电源技术助力全民移动医疗

2014-01-26 10:29 来源:电子信息网 作者:蒲公英

大多数用户需要每天给手机充电,但这对许多医疗应用程序来说还不够。常见移动医疗诊断,例如心电动态监测仪(即移动心电图),每次充电后必须运行一整天、数天甚至数周。因此,移动医疗设计必须抓住一切机会来降低功耗和增强当前移动平台的供电配置。

可充电单节锂离子电池具有充足的IC来提供2.5V~4.2V的电压范围,因此是大多数移动设计的常见起点平台。但是,它们对许多医疗设备来说可能不实用。随着如今手机和平板电脑上采用的显示技术普遍朝着更大更明亮的方向发展,导致相应功耗不断增加,电池尺寸不断增大。3000mAh电池现在变得相当普遍。即使这样,还是几乎每天都必须充电,因为随着电池变大,耗电量的功能也越来越多(亦或反之)。不管怎样,医疗手持设备和传感器的用户群与消费类手机和平板电脑的用户群截然不同,故而可以迅速排除使用需要每天充电的集成式可充电电池的可行性。因此,如果需要更长的使用寿命,那么如何能够提供呢?

这正是原电池发挥作用的地方。“原电池”定义为一种通过使用不可逆化学反应产生电势的电池。根据定义,该电池无法进行充电。原电池是您在商店购买的老式电池,用到电量耗尽后就扔掉。原电池的优势在于,它们的储电量通常大于可充电电池并且保存时间更久。原电池具有多种外形,但手持式或穿戴式应用的常用电源为1.5V柱状电池(例如五号、六号等)或3V钮扣电池。众所周知,这些电池在无负载条件下可以存放很长时间,并且更换成本相对较低。典型的1.5V碱性电池设计为具有0.9V Vmin,但通常会串联在一起,以使输出电压范围翻一倍或两倍。CR2032锂离子电池等钮扣电池则可以在其预期寿命的大部分时间内稳定提供3V输出电压(取决于负载瞬态轮廓)。由于这种有用的3V电势,纽扣电池通常以并联方式嵌装以处理较大的负载瞬态,并直接连接微处理器接口,而无需进行DC/DC调节。

由于在电池耗尽时需要人工将电池插入设备,因此可能会插错电池。反向电池的负电势对多数IC和微处理器有害。因此,必须提供反极性保护。最简单的保护形式是肖特基阻隔二极管,但压降和相应的效率损失在需要较长电池寿命的应用中是不可接受的。可以使用P沟道FET,但可能无法实现真正的负电压阻断。需要进行反向阻断时,通常需要串联两个FET体二极管以相反结构方向摆放。对于各种电池配置,还需要考虑这些MOSFET的合适栅极驱动以及应用时序。

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