ความเข้าใจผิดในการเลือกไดโอดในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทางการแพทย์มีอะไรบ้าง?

一,อาศัยปัจจัยทางไฟฟ้าพื้นฐานมากเกินไป

เมื่อออกแบบบางสิ่ง วิศวกรส่วนใหญ่เริ่มต้นด้วยการดูข้อมูลจำเพาะทางไฟฟ้าพื้นฐานของไดโอด เช่น แรงดันต้านทานย้อนกลับ (VR) กระแสไปข้างหน้า (IF) และแรงดันตกคร่อมไปข้างหน้า (VF) ปัจจัยเหล่านี้เป็นพื้นฐานในการตัดสินใจว่าอุปกรณ์นั้น "ใช้งานได้" หรือไม่ อย่างไรก็ตาม สำหรับอุปกรณ์ทางการแพทย์ การบรรลุมาตรฐานเหล่านี้ยังไม่เพียงพอ

อุปกรณ์ทางการแพทย์ต้องเป็นไปตามมาตรฐานความปลอดภัยขั้นสูง เช่น ข้อกำหนด IEC 60601 series สิ่งเหล่านี้ไม่เพียงแต่ต้องการประสิทธิภาพทางไฟฟ้าเท่านั้น แต่ยังกำหนดมาตรฐานที่เข้มงวดมากขึ้นสำหรับระดับฉนวนและกระแสไฟรั่วอีกด้วย

ข้อกังวลประการหนึ่งก็คือ วิศวกรมักจะใช้ไดโอดรุ่นทั่วไปจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคหรืออุปกรณ์อุตสาหกรรม โดยไม่ตรวจสอบว่าจะใช้ได้ในสถานพยาบาลหรือไม่ เช่น ในวงจรที่มีชิ้นส่วนสัมผัสผู้ป่วย

2 ไม่ต้องกังวลว่ากระแสไฟรั่วย้อนกลับจะส่งผลต่อสัญญาณทางการแพทย์ที่มีความแม่นยำสูง-อย่างไร

ให้ทำการประเมินการเลือกตาม IEC 60601 ในกระบวนการออกแบบตั้งแต่เนิ่นๆ แทน

โดยส่วนใหญ่ การอ่านค่าคลื่นไฟฟ้าหัวใจ (ECG) จะอยู่ในช่วงมิลลิโวลต์หรือไมโครโวลต์

สัญญาณคลื่นไฟฟ้าสมอง (EEG) มีความแรงน้อยกว่า

ไบโอเซนเซอร์มีความไวต่อเสียงรบกวนมาก

ในกรณีนี้ กระแสไฟรั่วย้อนกลับ (IR) ของไดโอดเป็นปัจจัยสำคัญ แต่ผู้คนมักลืมเกี่ยวกับพารามิเตอร์นี้

ไดโอดชอตกีและไดโอดเรียงกระแสปกติอาจทำงานได้ดีที่อุณหภูมิปกติ แต่เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น กระแสรั่วไหลจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ซึ่งจะทำให้เกิดสัญญาณรบกวนหรือออฟเซ็ตสะสมในสัญญาณที่รวบรวมได้ ทำให้การวัดมีความแม่นยำน้อยลง

ความเข้าใจผิดทั่วไปบางประการคือ:

การใช้ไดโอดปกติเพื่อให้-วงจรป้องกันส่วนหน้าทำงานได้

ไม่ตรวจสอบกระแสไฟรั่วในที่ร้อน

อย่าใส่ใจกับการเปลี่ยนแปลงของกระแสรั่วไหลหลังจากใช้งานอุปกรณ์มาระยะหนึ่งแล้ว

ข้อเสนอแนะสำหรับการปรับปรุง:

ใช้ไดโอดรั่วไหลต่ำพิเศษ-ในลิงก์สัญญาณเป็นลำดับความสำคัญสูงสุด

แทนที่จะเป็นไดโอดอเนกประสงค์- โหนดหลักใช้อุปกรณ์ป้องกัน ESD พิเศษ

ดูกราฟ IR กับอุณหภูมิอย่างใกล้ชิดในคู่มือข้อมูล

 

3,การใช้ไดโอดชอตกีในทางที่ผิดและไม่สนใจ-ปัญหาในตัว

ปัญหาสำคัญคือ:

กระแสรั่วไหลย้อนกลับค่อนข้างสูงและจะเพิ่มขึ้นมากเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น

ความสามารถในการทนต่อแรงดันย้อนกลับมักจะน้อยมาก

ไม่ค่อยดีในการรักษาความร้อนให้คงที่

ในบางกรณี เช่น วงจรการตรวจจับที่มีความแม่นยำหรือระบบสัญญาณรบกวนต่ำ- การใช้ไดโอดชอตกีอาจทำให้เกิดข้อผิดพลาดโดยไม่จำเป็น

วิธีทั่วไปที่ผู้คนใช้มันในทางที่ผิดคือ:

การใช้ Schottky เพื่อป้องกันการจับยึดที่ส่วนหน้าของการรับสัญญาณทางชีวภาพ

การใช้อุปกรณ์ Schottky ราคาถูกในอุปกรณ์ที่ทำงานในอุณหภูมิสูง

เสถียรภาพในระยะยาว-ยังไม่ได้รับการยืนยัน

คำแนะนำสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพ:

การใช้ Schottky อย่างดีในการแก้ไขกำลังไฟฟ้าหรือแอปพลิเคชัน DC-DC

พยายามอย่าใช้มันในสายสัญญาณอะนาล็อกและความแม่นยำให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้

เลือกรุ่นที่มีการรั่วไหล-ต่ำหากต้องการ และตรวจสอบอุณหภูมิ

 

4 ไม่ให้ความคิดเพียงพอที่จะป้องกันไฟกระชากและ ESD

แต่ในการออกแบบโลกแห่งความเป็นจริง- วิศวกรมักจะ:

ใช้ไดโอดธรรมดาแทนอุปกรณ์ป้องกัน ESD

ไม่ต้องกังวลกับการออกแบบการป้องกันระดับอินเทอร์เฟซ

ไม่ทำการตรวจสอบระดับ ESD ตามกฎ

ที่สุด ไดโอดไม่ตอบสนองเร็วเพียงพอหรือกดลงแรงพอที่จะรองรับแรงกระแทก ESD ตามมาตรฐาน IEC 61000-4-2 นี่อาจทำให้เกิดความเสียหายร้ายแรงต่อชิปหรือปัญหากับระบบ

คำแนะนำเพื่อทำให้สิ่งต่าง ๆ ดีขึ้น:

เพื่อป้องกันตัวคุณเอง ให้ใช้ไดโอด TVS (การปราบปรามชั่วคราว) แบบพิเศษ

เลือกระดับ ESD ที่เหมาะสมสำหรับงาน เช่น ± 8kV หรือ ± 15kV

เพื่อลดผลกระทบของปรสิต ให้วางอุปกรณ์ป้องกันให้ใกล้กับรูปแบบอินเทอร์เฟซมากที่สุด

5 ไม่คิดเกี่ยวกับความน่าเชื่อถือในระยะยาว- การออกแบบการระบายความร้อน หรือความเสถียรของห่วงโซ่อุปทาน

วงจรการใช้งานยาวนาน (5 ถึง 10 ปีขึ้นไป)

การทำงานต่อเนื่องยาวนาน (ตลอด 24 ชั่วโมง 7 วันต่อสัปดาห์)

มีพื้นที่สำหรับความผิดพลาดน้อยมาก

ในสถานการณ์เช่นนี้ ความน่าเชื่อถือและความมั่นคงในระยะยาว-ของห่วงโซ่อุปทานไดโอดกลายเป็นเรื่องสำคัญมาก แต่การออกแบบจำนวนมากยังอยู่ในขั้นตอน "ตราบเท่าที่สามารถใช้ได้"

โดยไม่คิดว่าอุณหภูมิจะส่งผลต่ออายุการใช้งานของอุปกรณ์อย่างไร

เลือกอุปกรณ์ที่สร้างขึ้นเพื่อผู้บริโภค แทนที่จะเป็นอุปกรณ์ที่สร้างขึ้นสำหรับอุตสาหกรรมหรือรถยนต์

โดยไม่สนใจว่าบรรจุภัณฑ์และการกระจายความร้อนของ PCB ทำงานได้ดีเพียงใดในแง่ของการถ่ายเทความร้อน

เลือกส่วนประกอบจากซัพพลายเออร์ที่มีวงจรชีวิตจำกัดหรือยังไม่เป็นที่รู้จัก

ปริมาณกระแสรั่วไหลจะเพิ่มขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป

การเบี่ยงเบนของพารามิเตอร์ทำให้ระบบมีความแม่นยำน้อยลง

การหยุดการผลิตล่าช้าทำให้ใบรับรองแพทย์เป็นโมฆะ

เลือกชิ้นส่วนเกรดอุตสาหกรรมหรือยานยนต์-ก่อน

ดูความต้านทานความร้อน (R θ JA) และค้นหาวิธีที่ดีที่สุดในการกำจัดความร้อน

เลือกแบรนด์ที่มีโปรแกรม Longevity Program เพื่อรับของใช้ระยะยาว

ตั้งค่าระบบตรวจสอบย้อนกลับ BOM เพื่อตอบสนองความต้องการของการตรวจสอบทางการแพทย์