Qanday qilib diodlar hayotiy belgilar monitorlarida oqim kuchayishini oldini oladi?

y, Hayotiy belgilarni kuzatish qurilmalarida joriy kuchlanish xavfi
Hayotiy belgilarni kuzatish qurilmasining asosiy modullari fotoelektrik sensorlar, bioelektrik potentsialni yig'ish sxemalari va quvvatni boshqarish bloklarini o'z ichiga oladi. Hozirgi kuchlanish xavfi asosan quyidagi stsenariylardan kelib chiqadi:

Quvvatni kiritish terminali: Tarmoq to'lqinlarining ishlashi yoki batareyani zaryadlash va zaryadsizlantirish vaqtida vaqtinchalik kuchlanishning ko'tarilishi uskunaning chidamli kuchlanish qiymatidan oshib ketishi mumkin, bu esa kontaktlarning zanglashiga olib keladi.
Sensor interfeysi: Fotodiodlar (PPG datchiklari) aks ettirilgan yorug'lik signallarini qabul qilishda atrof-muhit yorug'ligi shovqiniga yoki elektrostatik zaryadga sezgir bo'lib, signalning haddan tashqari yuklanishiga olib keladi.
Bioelektrik potentsialni olish: EKG elektrodlari teri bilan aloqa qilganda, vaqtinchalik yuqori kuchlanish insonning statik elektr toki yoki elektromiyografiya aralashuvi natijasida paydo bo'lishi mumkin, bu esa oldindan kuchaytirgichga zarar etkazishi mumkin.
Yuqori chastotali kommutatsiya quvvat manbai: Ichki DC{0}}DC konvertorlari kommutatsiya paytida diodning teskari tiklanish xususiyatlarining yomonligi tufayli kuchlanish jiringlashi va elektromagnit parazitga (EMI) olib kelishi mumkin.
2, oqim kuchlanishining oldini olish uchun diodaning asosiy texnik printsipi
1. Vaqtinchalik kuchlanishni bostirish (TVS): nanosekundlik darajadagi javobga ega "xavfsizlik klapan"
TVS diodlari kuchlanish nochiziqli volt amper xarakteristikalari orqali buzilish kuchlanishidan (Vbr) oshib ketganda tezda o'tadi va ortiqcha kuchlanishni xavfsiz diapazonga mahkamlaydi. Uning javob vaqti 1ps ga teng, bu chaqmoq urishi va ESD kabi vaqtinchalik energiyani samarali o'zlashtira oladi. Misol uchun, puls oksimetrining LED haydovchi pallasida ikki tomonlama TVS diodi (masalan, SMAJ5.0A) bir vaqtning o'zida fotodiodni elektrostatik zarbadan himoya qilib, ijobiy va salbiy kuchlanish ko'tarilishini bostirishi mumkin.

2. Qayta tiklash funksiyasini optimallashtirish: kalit shovqinini yo'q qiling
Tez tiklanadigan diodlar (FRD) va Schottky diodlari teskari tiklanish vaqtini (TRR) qisqartirish orqali yuqori{0}}chastotali kommutatsiya quvvat manbalarida kuchlanish jiringlashini kamaytiradi. Masalan, EKG qabul qilish sxemasining DC{2}}DC konvertorida MBR30200PT Schottky diodi (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. Oqimni cheklovchi himoya: yumshoq boshlash va termal boshqaruv
NTC termistorini quvvat kirish terminali bilan ketma-ket ulang va yoqilganda kuchlanish oqimini cheklash uchun uning sovuq yuqori qarshilik qiymatidan foydalaning (masalan, 5D-9 modeli uchun 25 gradusda 5 Ō). Oqim qizdirilgandan so'ng, qarshilik qiymati pasayadi<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. Siqish va kuchlanishni barqarorlashtirish: sezgir davrlarni himoya qilish
Zener diodlari teskari parchalanish hududida kuchlanish doimiyligi orqali bioelektrik potentsial kuchaytirgichlar uchun barqaror mos yozuvlar kuchlanishini ta'minlaydi. Misol uchun, AD8233 chip seriyasi ichki kuchlanish regulyatori diyotini birlashtiradi, u EKG signalini kuchaytirish pallasining kirish voltajining o'zgarishi diapazonini ± 20% dan ± 1% gacha siqib, yurak urish tezligini aniqlashning aniqligini ta'minlaydi.

3, odatiy dastur stsenariylari va echimlari
1. Fotopletismografiya (PPG) sensori himoyasi
Oksimetrda qizil LED (660nm) va infraqizil LED (940nm) navbatma-navbat yorug'lik chiqaradi va fotodiod aks ettirilgan nurni oladi va uni elektr signaliga aylantiradi. ESD ta'sirini oldini olish uchun ikki tomonlama TVS diodi (masalan, P6SMB15CA) sensor interfeysida ± 8 kV elektrostatik zaryadsizlanish energiyasini o'zlashtira oladigan siqish kuchlanishi 15 V bo'lgan parallel ravishda ulanishi kerak. Shu bilan birga, Schottky diodlari (masalan, BAT54S) past kuchlanish pasayishi (0,15V) yordamida quvvat sarfini kamaytirish va haddan tashqari oqim tufayli LEDning ishlash muddatini pasaytirishning oldini olish uchun LED haydash pallasida ketma-ket ulanadi.

2. EKG bioelektrik potentsial olish sxemasini himoya qilish
EKG elektrodlari teri bilan aloqa qilganda, odamning statik elektr toki minglab voltli vaqtinchalik kuchlanish hosil qilishi mumkin. Elektrod kirishida TVS diodlarini (masalan, SMAJ12CA) parallel qilish orqali kuchlanishni 12V dan pastga mahkamlash mumkin, bu esa kuchaytirgichni (masalan, AD8221) shikastlanishdan himoya qiladi. Bunga qo'shimcha ravishda, tarmoq to'lqinining tebranishidan kelib chiqadigan kuchlanish oqimini bostirish va EKG signalini qabul qilish barqarorligini ta'minlash uchun quvvat kiritish uchida ko'prik rektifikator sxemasi + NTC termistor birikmasi ishlatiladi.

3. Portativ qurilma quvvatini boshqarish
Aqlli bilaguzuklar kabi portativ monitorlarda batareyani zaryadlash va zaryadsizlantirish davri vaqtinchalik yuqori oqim kuchlanishiga dosh berishi kerak. An'anaviy silikon diodlar o'rniga SiC Schottky diodlarini (masalan, C6D10065A) ishlatib, teskari qayta tiklash vaqti nolga yaqin bo'lib, bu kommutatsiya yo'qotishlarini 60% ga kamaytirishi va 100A vaqtinchalik oqimlarga bardosh berishi, batareyaning haddan tashqari zaryadlanishi yoki qisqa tutashuvlar tufayli apparatning shikastlanishiga yo'l qo'ymaydi. Bundan tashqari, ± 15kV statik elektrni zaryadsizlantirish va ichki zaryadlovchi chipini himoya qilish uchun USB zaryadlash interfeysiga ESD himoya diyoti (masalan, ESD5D150TA) o'rnatilgan.