Hvernig koma díóða í veg fyrir straumhækkun í lífsmerkjavöktum?

一, Núverandi áhætta í vöktunartækjum fyrir lífsmerki
Kjarnaeiningar eftirlitsbúnaðarins fyrir lífsmark eru meðal annars ljósnemarar, rafrásir fyrir rafmöguleika og orkustjórnunareiningar. Núverandi áhætta kemur aðallega frá eftirfarandi atburðarásum:

Aflgjafatengi: Við notkun netbylgna eða rafhlöðuhleðslu og -afhleðslu geta skammvinnir spennutoppar farið yfir spennugildi búnaðarins sem þolir spennu, sem leiðir til rafrásarbrots.
Skynjarviðmót: Ljósdíóða (PPG skynjarar) eru næm fyrir umhverfistruflunum eða rafstöðuafhleðslu þegar þeir taka á móti endurspeglað ljósmerki, sem veldur ofhleðslu merkja.
Lífrafmagnsöflun: Þegar hjartalínurit rafskaut komast í snertingu við húð getur skammvinn háspenna myndast vegna stöðurafmagns eða truflana rafvöðva sem getur skemmt formagnarann.
Hátíðnirofi aflgjafi: Innri jafnstraumsbreytir-jafnstraumsbreytir geta valdið spennuhringi og rafsegultruflunum (EMI) vegna lélegrar díóðubaksendurheimtareiginleika við skiptingu.
2, Kjarna tæknilega meginreglan um díóða til að koma í veg fyrir straumbylgju
1. Transient Voltage Suppression (TVS): „Öryggisventill“ með nanósekúndustigssvörun
TVS díóður leiða fljótt þegar spennan fer yfir sundurliðunarspennuna (Vbr) í gegnum ólínulega volt ampereiginleika, sem klemmir yfirspennuna á öruggt svið. Viðbragðstími þess er allt að 1ps, sem getur á áhrifaríkan hátt tekið í sig tímabundna orku eins og eldingar og ESD. Til dæmis, í LED drifrásum púlsoxunarmælis, getur tvíátta TVS díóða (eins og SMAJ5.0A) samtímis bælt niður jákvæða og neikvæða spennu og verndað ljósdíóðuna gegn rafstöðueiginleikum.

2. Fínstilling á öfugum bata: útrýma rofahljóði
Hratt endurheimtardíóða (FRDs) og Schottky díóða draga úr spennuhringi í hátíðnirofi aflgjafa með því að stytta öfuga endurheimtartímann (TRR). Til dæmis, í DC-DC breytinum í hjartalínurittökurásinni, MBR30200PT Schottky díóða (trr<5ns) is used to avoid the superposition of reverse current and MOSFET turn off process, reduce EMI interference, and ensure the purity of ECG signal.

3. Núverandi takmarkandi vörn: mjúk byrjun og hitastjórnun
Tengdu NTC hitamæli í röð við aflinntaksklefann og notaðu kalt háviðnámsgildi hans (svo sem 5 Ω fyrir 5D-9 líkanið við 25 gráður) til að takmarka bylstrauminn þegar kveikt er á honum. Eftir að straumurinn hitnar lækkar viðnámsgildið í<1 Ω, achieving soft start. For example, a certain model of portable monitor adopts an NTC+relay combination scheme to suppress the impulse current of 220V AC input from 300A to 60A, with a reduction of over 80%.

4. Klemma og spennustöðugleiki: verndar viðkvæmar hringrásir
Zener díóður veita stöðuga viðmiðunarspennu fyrir lífrafmagnsmagnara í gegnum spennustöðuna á öfuga sundurliðunarsvæðinu. Til dæmis, AD8233 flísaröðin samþættir spennustillandi díóða innbyrðis, sem getur þjappað innspennu sveiflusviði hjartalínurits merki mögnunarrásarinnar frá ± 20% til ± 1%, sem tryggir nákvæmni hjartsláttargreiningar.

3, Dæmigert umsóknarsvið og lausnir
1. Vernd ljósfrumkvilla (PPG) skynjara
Í súrefnismælinum gefa rauða ljósdíóðan (660nm) og innrauða ljósdíóðan (940nm) til skiptis frá sér ljós og ljósdíóðan tekur við endurkasta ljósinu og breytir því í rafmerki. Til að koma í veg fyrir ESD-áhrif ætti tvíátta TVS-díóða (eins og P6SMB15CA) að vera tengd samhliða við skynjaraviðmótið, með klemmuspennu upp á 15V, sem getur tekið upp ± 8kV af rafstöðueiginleikaorku. Á sama tíma eru Schottky díóður (eins og BAT54S) tengdar í röð í LED akstursrásinni til að draga úr orkunotkun með því að nýta lágt framspennufall þeirra (0,15V) og forðast skemmdir á líftíma LED af völdum of mikils straums.

2. Verndun á hjartalínuriti lífrafmagns öflun hringrás
Þegar hjartalínurit rafskaut komast í snertingu við húð getur stöðurafmagn manna myndað þúsundir volta af skammvinnri spennu. Með því að samhliða TVS díóðum (eins og SMAJ12CA) við rafskautsinntakið er hægt að klemma spennuna undir 12V og vernda formagnarann ​​(eins og AD8221) gegn skemmdum. Að auki er samsetning brúarrafriðlar + NTC hitari notuð í aflinntaksendanum til að bæla niður bylgjustrauminn sem stafar af sveiflum netbylgjunnar og tryggja stöðugleika hjartalínuritsmerkjatöku.

3. Rafmagnsstjórnun fyrir flytjanlegt tæki
Í færanlegum skjám eins og snjallarmböndum þarf hleðslu- og afhleðslurás rafhlöðunnar að takast á við skammvinn háan straum. Með því að nota SiC Schottky díóða (eins og C6D10065A) í stað hefðbundinna sílikondíóða, er öfugur endurheimtartími nálægt núlli, sem getur dregið úr skiptatapi um 60% og staðist skammtímastrauma upp á 100A og forðast skemmdir á vélbúnaði af völdum ofhleðslu rafhlöðu eða skammhlaups. Að auki er ESD verndardíóða (eins og ESD5D150TA) samþætt við USB hleðsluviðmótið til að losa ± 15kV stöðurafmagn og vernda innri hleðsluflöguna.