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  • 患者监护仪中所用隔离式电源的拓扑选择

    • ZHCAAD1A October   2019  – October 2020 ISO7741 , ISOW7841 , LM25037 , LM25180 , LM5180 , LM5181 , LM5181-Q1 , UCC12040 , UCC12050

       

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  • 患者监护仪中所用隔离式电源的拓扑选择
  1.   商标
  2. 1引言
  3. 2反激式拓扑
  4. 3初级侧调节 (PSR) 反激式拓扑
  5. 4开环推挽式拓扑
  6. 5闭环推挽式拓扑
  7. 6集成的隔离式电源解决方案
  8. 7用单个器件实现数据和电源隔离
  9. 8总结
  10. 9修订历史记录
  11. 重要声明
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APPLICATION NOTE

患者监护仪中所用隔离式电源的拓扑选择

本资源的原文使用英文撰写。 为方便起见,TI 提供了译文;由于翻译过程中可能使用了自动化工具,TI 不保证译文的准确性。 为确认准确性,请务必访问 ti.com 参考最新的英文版本(控制文档)。

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1 引言

患者安全是全球健康优先事项。回顾 2002 年出台的 WHA55.18 号决议(敦促成员国“尽可能密切关注患者安全问题,并建立和加强以科学为基础的系统,这对于改善患者安全和卫生保健质量非常必要”),第七十二届世界卫生组织大会 (WHA72) 于 2019 年 5 月通过了 WHA72.6,这是一项关于“全球患者安全行动”的决议。(来源:https://www.who.int/patientsafety/en/)

多参数患者监护仪可测量人体生命体征,如心电图 (ECG)、血氧浓度 (% SpO2)、血压、温度等(请参阅图 1-1)。

GUID-901B6D5A-4463-4B94-A423-237FB8C6AD17-low.png图 1-1 显示模块如何连接到主监护仪的多参数患者监护仪

图 1-2 所示为 ECG 模块的通用方框图。它强调了模拟电路与数字处理单元是隔离的。医疗标准(如 IEC60601-1)规定,多参数患者监护仪需要具有最高 5kV 的隔离电压以隔离接地,防止任何接地回路电流,并防止从患者身体流出泄漏电流。在隔离数据的同时,它还需要与电源相同的隔离级别。

GUID-8EEBA5CA-DE64-4E6B-9415-13B093BB78F4-low.gif图 1-2 隔离的 ECG 模块方框图(显示隔离)

数据隔离可使用简单的数字隔离器来完成,但隔离电源拓扑需要进行仔细分析。表 1-1 所示为此类隔离电源的典型规范。

表 1-1 典型隔离式电源的技术规范
特性值
输入电压范围选项 - 1:来自交流/直流电源(3.3V 至 24V)
选项 - 2:来自 1S-4S 电池(i3.7V 至 16V)
输出电压选项 - 1:3.3V 或 5V
选项 - 2:3.5V 或 5.5V,后接低压差调节器 (LDO)
输出功率通常为 5-7 瓦
隔离5kV 及以上

此应用报告深入探讨了与隔离式电源和数据相关的关键设计挑战,例如输出调节、反馈机制、输入电压范围、输出功率和尺寸考虑以及合适的电源架构,如下所示:

  • 传统和 PSR 反激式 - 宽输入电压 (Vin) 和可调输出功率 (Pout)
  • 开环和闭环推挽式 - 反馈机制和输出调节
  • 集成隔离式电源和数据 – 具有有限 Pout 的外形受限设计

 

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