家庭便攜醫療設備成為新興市場 醫療電源成關鍵

人口老齡化正成為世界性難題，我國的老齡化數據并不樂觀。以上海為例，作為國內最早進入人口老齡化且老齡化程度最高的城市，目前其戶籍人口中超過三分之一為老年人，到2049年這個比例將可能成為全國的老齡化數據。而隨著社會老齡化的發展，家居健康管理的需求變得越來越強烈，因此近年來家庭便攜醫療設備成為一個新興的市場。

由于此類設備對便攜性的天然訴求，高效率的電池管理成為產品公司首要處理的難題。要怎么樣在兼顧產品體積、可靠性和舒適度的前提下通過醫療電源得到優良的運行續航？作為多年來最為重視的市場之一，ADI在醫療健康范疇擁有一系列創新產品和處理方案，其供應的高效醫療電源管理服務幫助便攜醫療設備快速發展。

便攜式醫療設備：醫療電源是關鍵

“家居健康管理的需求發展變得越來越強烈，開始向院外擴展，院外監護市場是一個新興的市場。”ADI我國區醫療行業市場總監彭智峰此前接受媒體采訪時指出，“而這一市場對元器件的緊要需求是超低功耗、高集成度和小尺寸等。因此，產品制造商須確保它們能夠依賴多種電源實現無縫運行，在對從患者身上收集數據的過程中供應高可靠性，意味著電源管理架構要擁有堅固、靈活、緊湊和高效的特點。”

ADI公司出品的ADp2140正是一款高度集成的降壓開關穩壓器，配合線性穩壓器使用，該電源管理單元可在便攜醫療范疇可節省空間和成本。

上圖展示了基于ADI器件的便攜醫療電源架構，保證了電池永久放電保持在最低水平。該電源架構可確保電路的某些部分可以通過負載開關封閉（如ADp190），而為實時時鐘（RTC）供電的其他電路（如ADp160）始終開啟。開啟時，ADp190具有低于2μA的接地電流，而ADp160在空載時僅消耗約莫560nA的電源電流。

針對鋰電池充電，ADI旗下還擁有更高級電池充電處理方案——ADp5065。該器件是一款極為高效的開關模式充電器，由于具有許多錯誤測試和安全功能因此特別適合醫療使用。該處理方案完全符合USB2.0、USB3.0和USB電池充電規格1.1，這意味著可通過mini-USBVBUS引腳從墻壁充電器、車載充電器或USB主機端口進行充電，其帶給醫療設備的便攜性不言而喻。

為了適應不同便攜式醫療的需求，ADI針對某些短時間使用的、采用不可充電堿性電池的低成本便攜式醫療設備供應了量身打造的方案。單堿性電池系統面對的難題是電池電壓范圍僅為0.8V至1.5V。而為了對便攜醫療電子設備供電，要能以高能效轉換此類低輸入電壓的升壓穩壓器，此時倘若采用ADp1607作為首個電源轉換步驟的使用，該電路能萌生3.3V電壓，可滿足大部分醫療系統的要求。

深挖市場，從便攜式到非便攜式的跨過

不僅是在便攜式醫療設備電源范疇有所建樹，事實上ADI在整個醫療健康范疇數年的耕耘完成了從單個產品（MEMS傳感器、光學傳感器、控制器等）到處理方案的完整布局，針對非便攜式醫療設備ADI同樣擁有諸多出色的電源管理方案。

儀器儀表、監護市場是非便攜醫療設備使用較多的范疇，如血液分解儀、心電圖（ECG）、脈搏血氧儀、數字X射線、MRI（磁共振成像）和pET（正電子發射斷層掃描）等。以血液分解儀為例，這類通常不用擔心電源效率而更重視低噪聲性能，要開關穩壓器和線性穩壓器具有極低的噪聲，才能保證極高精度的測量。

基于ADp5050而設計的微型pMU（電源管理單元）就良好的契合了醫療儀器儀表的需求。該pMU集成四個開關穩壓器以及一個線性穩壓器，ADp5050采用來自AC-DC電源的12V電軌供電，因而實現了諸多符合醫療設備的功能：單個降壓穩壓器的開關頻率進行同步和相移，以便最大程度地降低輸入線路上的噪聲；一個神奇的特性是兩個開關穩壓器能以另外兩個穩壓器開關頻率的一半運行，能夠保持可預測的低EMI曲線；準許低功率電軌以較高的開關頻率工作，并在高功率電軌上使用較低的開關頻率以獲得最高效率。

而在病人監護方面，以心電圖（ECG）為代表的設備電源管理通常采用線路供電，因此側重點在于解決散熱問題，以及可靠性、出于安全目的的電流隔離和低噪聲。其中，隔離要執行嚴格的IEC60601-1醫療安全標準，而采用ADIiCouplers?技術的數字隔離器使隔離完整性不受影響。上圖展示了集成iCoupler功能的典型isopower?器件，isopower不僅能通過隔離柵耦合信號，還能進行電源耦合。此外，ADuM540x系列隔離器可供應最高達500mW的總功率，該系列芯片還能集成最多四個數據耦合通道。

“結合自身的優點以及醫療的行業發展趨勢，ADI芯片已經廣泛使用在了防止、診斷、治療、慢病管理各個環節。”依據彭智峰透露的信息，ADI的芯片涵蓋了大多數要電源管理、數據轉換和信號解決的醫療器械產品。

本文小結

以數字和互聯網技術為核心的數字化遠程診療將成為新的熱點，并深入社區醫院和家庭醫療范疇，成為醫療市場發展的新熱點和趨勢。這些創新的防治模式的前提是基于準確的測試，以及高電源效率。ADI電源管理芯片結合自身的優點和醫療行業的發展趨勢，在防止、診斷、治療和慢性病管理等方面得到了廣泛的使用，推動醫療健康產業積極發展。

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