Какие существуют заблуждения при выборе диодов в медицинских электронных устройствах?

一, слишком сильно полагаться на фундаментальные электрические факторы.

При проектировании чего-либо большинство инженеров начинают с изучения основных электрических характеристик диодов, таких как обратное выдерживаемое напряжение (VR), прямой ток (IF) и прямое падение напряжения (VF). Эти факторы являются основой для принятия решения о том, «пригоден ли гаджет к использованию», однако для медицинского оборудования просто достижения этих стандартов недостаточно.

Медицинское оборудование должно соответствовать строгим стандартам безопасности, таким как спецификации серии IEC 60601. Они не только требуют электрических характеристик, но также устанавливают более строгие стандарты в отношении уровня изоляции, тока утечки.

Одна из проблем заключается в том, что инженеры часто используют типовые модели диодов из бытовой электроники или промышленных устройств, не проверяя, будут ли они работать в медицинских учреждениях. Например, в контурах, части которых касаются пациентов.

2. Не беспокойтесь о том, как обратный ток утечки влияет на высокоточные-медицинские сигналы;

вместо этого проведите оценку выбора на основе IEC 60601 на ранних стадиях процесса проектирования.

Большую часть времени показания электрокардиограммы (ЭКГ) находятся в диапазоне милливольт или даже микровольт.

Сигналы электроэнцефалограммы (ЭЭГ) менее сильны.

Биосенсоры очень чувствительны к шуму.

В этом случае важным фактором является обратный ток утечки диода (IR). Но люди часто забывают об этом параметре.

Диоды Шоттки и обычные выпрямительные диоды могут нормально работать при нормальной температуре, но при повышении температуры ток утечки будет расти очень быстро, что приведет к увеличению шума или смещения собранного сигнала, что сделает измерения менее точными.

Некоторые распространенные недоразумения:

Использование обычных диодов для работы схем защиты-переднего конца

Не проверять ток утечки в горячих местах

Не обращайте внимания на изменение тока утечки после длительного использования гаджета.

Предложения по улучшению:

В качестве первоочередной задачи используйте диоды со сверх-малой утечкой в ​​сигнальной линии.

Вместо диодов общего-назначения в ключевых узлах используются специальные устройства защиты от электростатического разряда.

Посмотрите внимательно на кривую зависимости ИК-температуры от температуры в справочнике данных.

 

3. Неправильное использование диодов Шоттки и игнорирование встроенных-в них проблем.

Ключевые проблемы:

Обратный ток утечки довольно велик и сильно возрастает при повышении температуры.

Способность выдерживать обратное напряжение обычно минимальна.

Не очень хорошо сохраняет тепло.

В некоторых случаях, например в схемах прецизионного обнаружения или системах с низким-шумом, использование диодов Шоттки может привести к ненужным ошибкам.

Вот некоторые распространенные способы, которыми люди злоупотребляют:

Использование Шоттки для защиты от зажимов на входе в процесс сбора биологического сигнала

Использование дешевых устройств Шоттки в оборудовании, работающем при высоких температурах.

Его долгосрочная-стабильность не подтверждена.

Предложения по оптимизации:

Хорошее использование Шоттки в выпрямлении мощности или приложениях постоянного-постоянного тока.

Старайтесь не использовать его в аналоговых и прецизионных сигнальных линиях, насколько это возможно.

При необходимости выберите модель с низкой-утечкой и проверьте температуру.

 

4. Недостаточно внимания к перенапряжению и защите от электростатического разряда.

Но в реальном-проектировании инженеры часто:

Используйте обычные диоды вместо устройств защиты от электростатического разряда.

Не беспокойтесь о разработке защиты на уровне интерфейса.

Не выполнение проверки уровня ESD по правилам

Большинство диодне реагируйте достаточно быстро и не зажимайте достаточно сильно, чтобы выдержать удары электростатического разряда в соответствии со стандартом IEC 61000-4-2. Это может привести к серьезному повреждению чипов или проблемам в системе.

Рекомендации по улучшению ситуации:

Чтобы обезопасить себя, используйте специальные диоды TVS (подавление переходных процессов).

Выберите правильный уровень электростатического разряда для работы, например ± 8 кВ или ± 15 кВ.

Чтобы уменьшить паразитное воздействие, разместите устройства защиты как можно ближе к интерфейсу.

5. Не думать о долгосрочной-надежности, термическом расчете или стабильности цепочки поставок.

Длительный цикл использования (от 5 до 10 лет и более)

Длительные периоды непрерывной работы (24 часа в сутки, 7 дней в неделю)

Очень мало места для ошибок

В этой ситуации долгосрочная-надежность и стабильность цепочки поставокдиодстали очень критичными. Но многие проекты все еще находятся на стадии «до тех пор, пока их можно использовать».

Не думать о том, как температура влияет на срок службы устройства

Выбирайте устройства, предназначенные для потребителей, а не те, которые созданы для промышленности или автомобилей.

Игнорирование того, насколько хорошо корпус и рассеивание тепла печатной платы работают с точки зрения теплопередачи.

Выбирайте компоненты от поставщиков с ограниченным жизненным циклом или малоизвестными.

Величина тока утечки со временем увеличивается.

Дрейф параметров делает систему менее точной.

Несвоевременное прекращение производства делает медицинскую сертификацию недействительной.

Сначала выберите промышленные или автомобильные-запчасти.

Посмотрите на термическое сопротивление (R θ JA) и найдите лучший способ избавиться от тепла.

Выберите бренд, у которого есть Программа долголетия, чтобы получить запасы на длительный срок.

Настройте систему отслеживания спецификации для удовлетворения потребностей медицинского аудита.