Hvernig á að nota díóða til að hámarka skilvirkni í lækningatækjum sem eru-lítil?

1, Endurbygging hringrásaruppbyggingar: útrýming innbyggt tap á díóðum
Hefðbundnar díóðar eru með fast spennufall (eins og 0,5-0,7V fyrir sílikonrör), sem dregur verulega úr skilvirkni í lágspennu lækningarásum. Tökum ígræddan taugaörvun sem dæmi, DC-DC breytir hans þarf að auka 3,7V litíum rafhlöðuspennu í 15V. Ef Schottky díóða leiðrétting er notuð er leiðnartapið allt að 35%. Með því að innleiða samstillta leiðréttingartækni og skipta um díóða fyrir MOSFET, er hægt að minnka viðnámið úr nokkrum hundruðum milliohms niður í 10m Ω, sem leiðir til hagkvæmni um meira en 20%.

Dæmigert tilfelli: Ákveðin tegund af kraftmiklum hjartalínuritum notar LTC4412 tilvalinn díóðustýringu til að keyra samhliða MOSFET fylki og ná sjálfvirkri skiptingu á tvöföldum aflgjafa. Við 12V inntak minnkar leiðnispennufall hefðbundinna díóða úr 0,3V í 10mV, orkunotkun minnkar um 96% og endingartími tækisins er lengdur úr 6 klukkustundum í 24 klukkustundir, til að mæta þörfum klínísks stöðugrar vöktunar.

2, Tækjaval: nákvæmar breytur sem passa við læknisfræðilegar aðstæður
Lækningabúnaður hefur strangar kröfur um lykilfæribreytur díóða og aðgreint val ætti að fara fram í samræmi við umsóknaratburðarás

Lágt framspennufall (VF)
Í örstraumsgreiningartækjum eins og blóðsykursmælum hefur díóðan VF bein áhrif á merkisamplitude. Með því að skipta út hefðbundnum sílikondíóðum (VF=0.6V) fyrir Schottky díóða (VF=0.15V) sem byggir á germaníum getur það aukið skynjunarnæmi um þrisvar á sama tíma og orkunotkun minnkað um 40%.
Ofurhraður batatími (Trr)
Í stafrænum röntgenmyndakerfum þarf ljósdíóða fylkið að ljúka merkjaöflun innan 1 μs. Að velja ofurhraðan bata díóða með Trr<50ns can avoid image tailing caused by charge residue and improve the signal-to-noise ratio (SNR) by 12dB.
Lágur lekastraumur (IR)
Í tækjum sem hægt er að nota í hjartalínuriti getur lekastraumur díóða komið á grunnlínureki. BAS70 ofur-lítil lekastraumsdíóða (IR=0.1pA) pakkað í SOD-123 getur fínstillt merki-til-suð (SNR) í 85dB, uppfyllt kröfur um nákvæmni í læknisfræði.
Há bilunarspenna (BV)
Í háspennubúnaði eins og hjartastuðtækjum þurfa díóður að þola 5kV púls. Með því að nota SiC (kísilkarbíð) díóða (BV=6.5kV) minnkar öfuga endurheimtarhleðslan (Qrr) um 80% miðað við kísildíóða, sem geta dregið verulega úr rafsegultruflunum (EMI).
3, Kvik orkustjórnun: snjöll stjórn virkjuð eftir beiðni
Læknatæki þurfa að stilla orkunotkun díóða á virkan hátt í samræmi við vinnustöðu þeirra og dæmigerðar aðferðir eru ma:

Stýring á hluta aflgjafa
Í púlsoxímetrum er ljósdíóðan aðeins virkjuð á sýnatökutímabilinu. Með því að stýra MOSFET rofanum í gegnum MCU, næst fullur aflrekstur á sýnatökutímabilinu (100 μ s), og algjört afl-slökkt næst á því sem eftir er (99,9%), sem dregur úr meðalorkunotkun kerfisins í 0,3mW.
Adaptive Bias Technology
Í ígræðanlegum heilatölvuviðmótum þarf að stilla hlutdrægni APD (snjóflóðaljósdíóða) á virkan hátt með ljósstyrk. Með því að nota LTC6268 lágmark-rekstrarmagnara til að búa til endurgjöf, er APD styrkurinn stöðugur í 100 sinnum, en raforkunotkun hlutdrægni hringrásar minnkar úr 5mW í 0,8mW.
Svefnstilling fínstilling
Í stafræna hitamælinum er LTC2450-1 Δ - ∑ ADC beintengdur hitamælinum og svefnstraumur hans er aðeins 0,5 μ A. Samvinna með MOSFET rofanum til að slökkva á díóða aflgjafa, þannig að orkunotkun í biðstöðu allrar vélarinnar er minni en 1 μ W, sem uppfyllir CR20-2 þol kröfuna á einu ári.
4, Sérhæfð hagræðingarstarf í læknisfræðilegum aðstæðum
Ekki ífarandi blóðsykursmæling
Með því að nota 1310nm/1550nm leysidíóða með tvíbylgjulengd og InGaAs ljósdíóða fylki, er samstillt sýnataka náð með LTC2366-18 bita SAR ADC. Fínstilltu díóðaakstursrásina til að stytta leysipúlsbreiddina úr 100ns í 20ns, draga úr orkunotkun kerfisins um 60% og bæta nákvæmni glúkósaþéttnigreiningar í ± 5mg/dL.
Færanleg ómskoðunargreining
Í ómskoðunarnemanum er háspennu margföldunarrás smíðað með því að nota SiC Schottky díóða til að auka 12V inntakið í 100V. Með því að fínstilla PCB útlitið til að draga úr sníkjuspennu, minnkar tap díóða afturábaks um 75%, hita í rannsaka höfuðið minnkar um 40% og myndupplausnin er bætt í 256 línur.
hylkisspeglun
Í 0,3cm ³ smækkunarhönnuninni er BAT54 röð díóða fylki pakkað í TSOT-23 notað til að ná afleinangrun milli CMOS myndflögunnar og þráðlausu sendieiningarinnar. Með því að nota 3D stöflunartækni til að stytta samtengingarvegalengdina er merkiheilleiki (SI) fínstilltur í -40dB innsetningartapi og myndflutningshraði nær 2Mbps.