Kaip pasirinkti Schottky diodus nešiojamiems medicinos prietaisams?

1, pagrindiniai parametrai: tiksliai atitinka mažo energijos suvartojimo ir miniatiūrizavimo reikalavimus nešiojamiems prietaisams
1. Priekinės įtampos kritimas (VF): nustato galios konversijos efektyvumą
Schottky diodų tiesioginės įtampos kritimas tiesiogiai veikia grandinių energijos suvartojimą. Pavyzdžiui, 5 V galios lygintuvu, jei naudojamas SR360 (3A/60V) su VF=0.4V, efektyvumą galima pagerinti 5 %, sutaupant beveik 50 % šilumos generavimo, palyginti su silicio vamzdžiais. Nešiojamiems prietaisams, tokiems kaip išmaniosios apyrankės ir gliukozės kiekio kraujyje matuokliai, jų baterijos talpa paprastai yra 100–500 mAh, o žemi VF diodai gali žymiai pailginti baterijos veikimo laiką. Kaip pavyzdį imant širdies ritmo stebėjimo modulį, jei naudojamas SS14F (1A/40V) su VF=0.3V, palyginti su silicio vamzdžiais su VF=0.7V, energijos suvartojimas sumažėja 57 %, o vieno įkrovimo naudojimo laikas beveik padvigubėja.

2. Atvirkštinė nuotėkio srovė (IR): turi įtakos mažos-galios konstrukcijos patikimumui
Atvirkštinė nuotėkio srovė didėja eksponentiškai didėjant temperatūrai, o tai gali sukelti klaidingą grandinės suveikimą arba akumuliatoriaus savaiminį išsikrovimą esant aukštai temperatūrai (pavyzdžiui, kai nešiojamas prie žmogaus kūno). Pavyzdžiui, BAT54S (0,2A/30V) IR yra 5 μA esant 25 laipsniams , bet gali pakilti virš 100 μA esant 85 laipsniams . EKG įrenginiuose, kuriems reikalingas ilgalaikis-stebėjimas, naudojant diodus su dideliu IR, gali atsirasti jutiklio bazinės linijos poslinkis ir pakenkti duomenų tikslumui. Todėl mažo IR modeliai (pvz., RB531XN, IR)= 0.03mA@10V ) Labiau tinka galiai jautriems scenarijus.

3. Atbulinės įtampos atsparumas (VR): grandinės saugos ribos užtikrinimas
Nešiojamuose įrenginiuose paprastai naudojami žemos įtampos maitinimo šaltiniai (3,3 V–5 V), tačiau reikia atsižvelgti į trumpalaikius įtampos šuolių (pvz., elektrostatinės iškrovos ar galios svyravimus). Pavyzdžiui, USB PD greitojo įkrovimo sąsajoje MBR3045PT (30A/45V) gali atlaikyti 12V/3A išvestį, o šilumos nuostoliai yra tik 1,2 W, todėl jis tinka miniatiūriniam šilumos išsklaidymo dizainui. Medicininei įrangai (pvz., insulino pompoms) būtina pasirinkti modelį, kurio VR yra 2 kartus didesnė už darbinę įtampą (pvz., SS56, 5A/60V, VR{14}}V), kad įtampos šuoliai nepažeistų grandinės.

4. Pakuotės dydis ir šiluminė varža: balansavimo efektyvumas ir erdvės apribojimai
Nešiojami prietaisai yra ypač jautrūs PCB plotui ir storiui. Pavyzdžiui, „Dior“ SDT2U60CP3 naudoja X3-DSN1406-2 paketą, kuris yra tik 3,4 % dydžio už tradicinius SMB paketus, sumažina svorį 99 %, o VF=0.51V sumažina svorį. Didelio tankio modeliams, tokiems kaip išmanieji ausų kištukai, SMAF paketas (pvz., SS14F) yra tik 0,5 mm storio ir gali būti tiesiogiai montuojamas ant lanksčios plokštės (FPC), taip sutaupant vietos ir optimizuojant šilumos išsklaidymo kelią.

2, Taikymo scenarijaus pritaikymas: diferencijuotas pasirinkimas nuo maitinimo valdymo iki signalo apsaugos
1. Galios valdymas: efektyvus lygintuvas ir nuolatinė srovė
Perjungiamasis maitinimo šaltinis (DC{0}}DC keitiklis): pasirinkite modelį su mažu VF ir trumpu atvirkštinio atkūrimo laiku (trr). Pavyzdžiui, OBC įkroviklis, skirtas naujoms energijos transporto priemonėms, naudoja MBR20100CT (20A/100V), kuris sumažina didelio-dažnio ištaisymo nuostolius 40 % ir palaiko perjungimo dažnius, viršijančius 100 kHz, taip sumažinant induktoriaus dydį. Nešiojamuose įrenginiuose panašias technologijas galima pritaikyti belaidžio įkrovimo moduliams, siekiant pagerinti energijos konversijos efektyvumą.
Ličio akumuliatoriaus apsaugos grandinė: ji turi atlaikyti stiprius srovės impulsus (pvz., įkrovimo apsaugą nuo viršsrovių). SBR10U30CT (10A/30V) turi tranšėjos struktūrą, kurios viršįtampio srovės talpa yra 40 A, kuri yra tinkama apsaugoti ličio akumuliatorių paketus nuo trumpojo jungimo{6}}sugadinimo.
2. Signalo aptikimas: mažas triukšmas ir didelis jautrumas
Bioelektrinio signalo gavimas (EKG/EEG): norint sumažinti signalo iškraipymą, reikia pasirinkti mažos jungties talpos (Cj) ir žemo IR modelius. Pavyzdžiui, BAT46WS (0,15A/100V) su Cj=2pF esant 1MHz gali veiksmingai slopinti aukšto-dažnio triukšmą ir pagerinti elektrokardiogramos signalų signalo-ir-triukšmo santykį.
Optinis jutiklis (kraujo deguonies / širdies ritmo): turi būti suderintas su LED tvarkyklės grandine. Pavyzdžiui, naudojant žalią šviesos diodą (520 nm), naudojant Schottky diodą su VF=0.3V, galima sumažinti pavaros įtampą ir pailginti šviesos diodo tarnavimo laiką.
3. Apsaugos grandinė: atbulinės eigos jungtis ir ESD apsauga
Įvesties anti-reverse jungtis: pasirinkite modelį, kurio VR yra didesnė arba lygi 2 kartus įvesties įtampai. Pavyzdžiui, 5 V įvesties grandinėje naudojant SS12 (1A/40V) galima išvengti diodo gedimo, kai maitinimas yra atvirkštinis, o VF=0.55V įtampos kritimas mažai veikia grandinę.
ESD apsauga: ją reikia naudoti kartu su TVS diodais. Pavyzdžiui, USB sąsajoje naudojant SMBJ5.0CA (5V TVS) lygiagrečiai su SS14F (1A/40V), galima atlaikyti 8kV kontaktų iškrovą ir apsaugoti pasroviui skirtą grandinę.

3, atrankos praktika: nuo parametrų palyginimo iki tiekimo grandinės optimizavimo
1. Parametrų palyginimo lentelė: tipinių modelių našumo analizė
Modelio VF (@ 1A) IR (@ 25 laipsniai ) VR (V) pakavimo taikymo scenarijai
SS14F 0.55V 300 μ A 40V SMAF maitinimo lygintuvas, anti-atbulinė jungtis
BAT54S 0,3V 5 μA 30V SOT-23 signalo aptikimas, mažos galios grandinė
MBR20100CT 0,4 V 1 mA 100 V TO-220 aukštos įtampos ištaisymas, variklio pavara
SDT2U60CP3 0.51V 10 μA 60V X3-DSN1406-2 itin kompaktiška įranga
2. Tiekimo grandinės optimizavimas: sąnaudų ir patikimumo subalansavimas
Transporto priemonės lygio sertifikavimas: medicininės įrangos (pvz., implantuojamų jutiklių) atveju būtina pasirinkti modelį, kuris išlaikė AEC{0}}Q101 sertifikatą (pvz., SK34L, 3A/40V), kad būtų užtikrintas stabilus veikimas nuo -40 laipsnių iki 150 laipsnių temperatūroje.
Tiekimas iš kelių šaltinių: išvengiama vieno tiekėjo rizikos. Pavyzdžiui, SS14F gamina keli gamintojai, tokie kaip Heketai ir Ansenmei, ir gali lanksčiai keisti tiekimo grandines.
Gyvenimo ciklo valdymas: pirmenybę teikite brandiems modeliams (pvz., 1N5819, 1A/40V), kad išvengtumėte konstrukcijos pakeitimų dėl gamybos sustabdymo.