ADI工程师：便携式医疗设备的电源管理解决方案

发布时间：2014-08-26 阅读量：1421 来源: 发布人:

【导读】什么是便携式医疗设备？它是一种易用、可操作的家用医疗保健设备，在家里就可以检测相关身体参数，降低了医疗成本。对于采用电池供电的医疗设备，如何降低能耗，提升电池效率是目前工程师们遇到的难点。

在医师办公室或医院内外诊断健康问题的便携式医疗设备迅速增多。在将病人送往医院之前，便携式医疗保健设备可帮助医疗专业人士监控生命体征、恢复心脏跳动、利用超声检查体内状况。

便携式医疗的目标是提供易于使用、可互操作并具有诊断价值的家庭医疗保健设备，以便将相关费用纳入医疗保险范围。这样就避免了医院出诊，降低了医疗成本。病人在家也可以使用便携式医疗设备来监控血压、肺活量、血糖水平，以及记录心脏事件。许多此类便携式医疗设备都带有USB或无线数据连接，允许医疗专业人员在医院和在家不间断地监控病人状况。同时，Continua Alliance正在制定基于USB、Zigbee和蓝牙标准的互通协议，这将加速上述通信接口的采用。

对于采用电池供电的便携式医疗设备，提高计算能力、减小尺寸和延长运行时间的要求使得电源系统设计极具挑战性。电源系统对电池大小、运行时间、待机时间、物料(BOM)成本和可靠性均有影响。

图1 通用手持便携式系统

便携式系统包含多个集成电路，各集成电路都有自己的优化半导体工艺和工作电压要求。便携式应用的IC采用比电池更低的工作电压，因此需要使用降压调节器。当今最常用的调节器是低压差（LDO）和降压型开关调节器，如图二所示。LDO由基准电压源、误差放大器、分压器和传输管组成。低压差调节器只需要使用两个外部电容就能用较高直流电压产生较低直流电压，十分简便。不过，当Vin远高于Vout时，LDO效率低下，这是因为未输送到负载的功率会以热量形式损失。