Quais são os equívocos sobre a seleção de diodos em dispositivos médicos eletrônicos?

一, Confiar demais em fatores elétricos fundamentais

Ao projetar algo, a maioria dos engenheiros começa observando as especificações elétricas básicas dos diodos, como tensão suportável reversa (VR), corrente direta (IF) e queda de tensão direta (VF). Esses fatores são a base para decidir se o gadget é “utilizável”. No entanto, para equipamentos médicos, apenas atingir esses padrões não é suficiente.

Os equipamentos médicos devem atender a padrões de segurança rigorosos, como as especificações da série IEC 60601. Estes não só necessitam de desempenho eléctrico, mas também estabelecem padrões mais rigorosos para o nível de isolamento, corrente de fuga

Uma preocupação é que os engenheiros muitas vezes empregam modelos genéricos de diodos de produtos eletrônicos de consumo ou dispositivos industriais sem verificar se funcionarão em ambientes médicos. Por exemplo, em circuitos que possuem peças que tocam pacientes

2,Não se preocupe sobre como a corrente de fuga reversa afeta sinais médicos de alta-precisão;

em vez disso, faça uma avaliação de seleção com base na IEC 60601 no início do processo de design.

Na maioria das vezes, as leituras do eletrocardiograma (ECG) estão na faixa de milivolts ou mesmo microvolts.

Os sinais do eletroencefalograma (EEG) são menos fortes.

Os biossensores são muito sensíveis ao ruído.

Neste caso, a corrente de fuga reversa (IR) do diodo é um fator importante. Mas muitas vezes as pessoas esquecem esse parâmetro.

Os diodos Schottky e os diodos retificadores regulares podem funcionar bem em temperatura normal, mas quando a temperatura aumenta, a corrente de fuga aumentará muito rapidamente, o que causará ruído ou deslocamento no sinal coletado, tornando as medições menos precisas.

Alguns mal-entendidos comuns são:

Uso de diodos comuns para fazer-circuitos de proteção frontais funcionarem

Não verificar se há corrente de fuga em locais quentes

Não preste atenção às mudanças na corrente de fuga após o uso do gadget por um tempo.

Sugestões para melhoria:

Use diodos de vazamento ultra{0}}baixo no link de sinal como prioridade máxima.

Em vez de diodos-de uso geral, os nós principais usam dispositivos especiais de proteção contra ESD.

Observe atentamente a curva IR vs. Temperatura no manual de dados.

 

3, Uso indevido de diodos Schottky e ignorando seus problemas-intrínsecos

Os principais problemas são:

A corrente de fuga reversa é bastante alta e aumenta muito quando a temperatura aumenta.

A capacidade de suportar tensão reversa é geralmente mínima.

Não é muito bom em manter o calor estável

Em alguns casos, como circuitos de detecção de precisão ou sistemas de baixo-ruído, o uso de diodos Schottky pode causar erros desnecessários.

Algumas maneiras comuns pelas quais as pessoas fazem uso indevido são:

Usando Schottky para defesa contra fixação no front-end da aquisição de sinal biológico

Usando dispositivos Schottky baratos em equipamentos que funcionam em altas temperaturas

Sua estabilidade-de longo prazo não foi confirmada.

Sugestões para otimização:

Um bom uso do Schottky em aplicações de retificação de energia ou CC-CC

Tente não usá-lo em linhas de sinal analógico e de precisão tanto quanto possível.

Escolha um modelo-de baixo vazamento se necessário e verifique a temperatura.

 

4, não pensando o suficiente em proteção contra surtos e ESD

Mas no design-do mundo real, os engenheiros geralmente:

Use diodos regulares em vez de dispositivos de proteção ESD.

Não se preocupe em projetar proteção no nível da interface

Não fazer a verificação do nível ESD de acordo com as regras

Maioria diodonão responda com rapidez suficiente nem reprima com força suficiente para lidar com choques ESD de acordo com o padrão IEC 61000-4-2. Isso pode causar sérios danos aos chips ou problemas no sistema.

Sugestões para melhorar as coisas:

Para se proteger, use diodos TVS (supressão de transitórios) especiais.

Escolha o nível de ESD correto para o trabalho, como ± 8kV ou ± 15kV.

Para diminuir os impactos dos parasitas, coloque os dispositivos de proteção o mais próximo possível do layout da interface.

5, Não pensar na confiabilidade-de longo prazo, no design térmico ou na estabilidade da cadeia de suprimentos

Ciclo de uso longo (5 a 10 anos ou mais)

Longos períodos de operação contínua (24 horas por dia, 7 dias por semana)

Muito pouco espaço para erros

Nessa situação, a confiabilidade-e a estabilidade de longo prazo da cadeia de fornecimento paradiodotornaram-se muito críticos. Mas muitos designs ainda estão no estágio “desde que possam ser usados”.

Não pensar em como a temperatura afeta a duração de um dispositivo

Escolha dispositivos feitos para consumidores em vez daqueles feitos para a indústria ou automóveis.

Ignorando o quão bem a embalagem e a dissipação de calor do PCB funcionam em termos de transferência de calor

Escolha componentes de fornecedores com ciclos de vida limitados ou que não sejam bem conhecidos.

A quantidade de corrente de fuga aumenta com o tempo.

O desvio de parâmetros torna o sistema menos preciso.

Interromper a produção tardiamente invalida o atestado médico.

Escolha primeiro peças de nível industrial ou automotivo-.

Observe a resistência térmica (R θ JA) e encontre a melhor maneira de se livrar do calor.

Escolha uma marca que tenha Programa de Longevidade para conseguir suprimentos por muito tempo.

Configure um sistema de rastreabilidade de BOM para atender às necessidades de auditorias médicas.