優化便攜式醫療應用的功耗
設計便攜式醫療設備會遇到各種各樣的挑戰,從空間限制、干擾問題到人體工學考慮。然而,可以說以上問題并不比優化系統功耗更重要。本技術綜述討論了設計人員在開發下一款便攜式醫療設備時可以考慮的多種方法。
在醫師辦公室或醫院內外診斷健康問題的便攜式醫療設備迅速增多。病人在家也可以使用便攜式醫療設備來監控血壓、肺活量、血糖水平,以及記錄心臟事件。對于采用電池供電的便攜式醫療設備,提高計算能力、減小尺寸和延長運行時間的要求使得電源系統設計極具挑戰性。電源系統對電池大小、運行時間、待機時間、物料(BOM)成本和可靠性均有影響。
本文引用地址:http://www.j9360.com/article/199165.htm當與電源線路相連時,便攜式系統必須能夠發揮最大處理能力,同時不會產生過多熱量;遠程或在便攜狀態下使用時,電池使用時間必須最大化(圖1)。電池最長使用時間,即便攜式設備在需要充電或更換電池前所能工作的時間,取決于電源系統因素,如電池容量、電源系統效率和電源管理軟件。只有充分利用所有這些因素降低電池消耗,才能使電池壽命達到最長。
圖1. 一般手持式便攜系統
為使電池使用時間達到最長,設計人員需要通過優化電池管理軟件來增強便攜式系統硬件的效率。運行復雜的專用軟件對計算能力提出了更高要求,需要使用高耗電量的高速微處理器。降低處理器速度可以降低功耗,延長電池運行時間,但軟件性能會下降。系統架構師可以通過選擇最適合應用的處理器速度來提高系統效率。便攜式系統的另一種省電方法是關斷不用的子系統,如微處理器、顯示器背光、數據端口和處于測量間隙的傳感器,使用調節器的使能輸入或負載開關來隔離電池。
設計便攜式電源系統時,并不存在一體通用的解決方案。延長電池使用時間的方法有許多種,某種方法可能優于其它方法。本文所述的技術同時適用于便攜式和線路供電的醫療設備,能夠提高系統效率,降低內部溫度和運行成本。
便攜式醫療設備(如圖所示的PocketCPR)采用低至2.7 VDC的電源供電。PocketCPR使用ADI公司的iMEMS低g高性能加速度計ADXL322,其典型功耗僅340 μA,可以通過周期供電來進一步延長電池使用時間。
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