醫療電子技術降低醫療保健成本

由便攜式醫療設備設計需求所推動的電子行業的另一項重要進步是，功率模塊在不同負載上的效率得以提升。醫療應用設備常常處于休眠狀態，當傳感器未加偏壓和不采集實際數據時，僅消耗極少的功率。在這段時間內，系統Icc可降至10mA以下。在這些輕負載和中等負載狀態下，可使用PFM技術以最大限度地減小模塊內部的損耗。圖2所示為FAN4603的典型效率曲線

圖2 FAN4603的典型效率曲線

請注意其額定效率范圍為70%～85%，具體取決于輸入電壓，在對數X軸上僅為1mA。當應用范圍為10mA～200mA之間時，如數據采集或與基站進行RF通信期間，這一曲線對于電池壽命是至關重要的。

下游智能FET技術簡化功率分配
為了更好地將功率模塊的能量分配到下游傳感器、處理器和LCD，使用負載點功率開關正在業界變得流行。使用簡單的P溝道FET來傳輸功率本身并不新奇。FET周圍環繞著眾多二極管和晶體管以增加功能，比如負載放電、浪涌電流限制和反向電流阻隔(reverse current blocking, RCB)，這是其中的一部分功能。顯而易見，發展趨勢是轉向真正的智能FET，其可在單個IC中集成這些功能。飛兆半導體提供的IntellimaxTM系列產品是可供設計人員可以選擇的智能FET系列之一，其突出特性是集成了所有下述功能，過壓保護(OVP)、過流保護(OCP)、RCB、壓擺率控制(slew rate control)，以及用于通知處理器出現故障的錯誤標記。圖3 所示為一個典型的IntelliMAX 器件的內部示意圖及所采用的封裝。

圖3典型的IntelliMAX 器件的內部示意圖及封裝

醫療應用的一大優勢是可以在不使用時限制外部傳感器以及連接器的功率。當傳感器或連接器的功率超出推薦級別時，智能FET能夠隔離電源，并向處理器發出一個錯誤標記。這就增加了終端應用的可靠性，減少其現場故障頻率，最終降低總體系統成本。

信號路徑技術的發展實現進一步節能和互操作性
除了先前討論過的DC/DC效率大幅提升之外，通用小信號技術亦有進步，為醫療設備應用帶來更多價值。模擬開關是非常普通的IC產品，以往用途有限，主要用于多路復用或隔離低速數據線。現在開關中集成的新功能可以實現更好的導通阻抗和平坦度、斷電保護、更高的數據率，以及低得多的功耗。了解這些功能及其不同優勢，是充分發揮醫療設備功用的關鍵所在。

過去，導通阻抗只是一個靜態數值，而更新的Ron平坦度參數則可以確保Ron數值在給定條件下處于一定的范圍內。其可以用于需要400mΩ 以下Ron水平的醫療設備中的校準和傳感器多路復用等，較以前的8Ω水平有大幅提升。傳感器的補充功能有最近推出的斷電保護功能，當Vcc=0V時會顯示輸入信號，這種功能對連接器和傳感器的熱插撥應用十分有益。現在實際工作電流非常低，即使控制電壓低于Vcc，測得的數據也以μA (微安)計。輸入至輸出泄漏則小至以nA (納安)計，從而能夠進一步延長電池壽命。在當前醫療設備升級至更新的功能集時，通常使用這些模擬開關和固有的增添功能來增加互連即可，無須替換DSP和進行大量的重新校準工作。