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【doc】手持医疗设备供电

  手持医疗设备供电手持医疗设备供电 当医疗设备的应用范围由医院扩展 到紧急应变和家庭医疗环境时,它的移 动性将由多种因素所决定.此外,在医 院内的医疗设备也经常需要电池的支 持,以方便患者在不同的病房中转移. 而且,在生育高峰期出生的人们已 步入了老年,他们仍然希望四处活动, 这就为传统固定设备的便携应用创造了 需求,这些设备能够方便患病老年人的 活动.它们包括了诊断仪器,如除纤维 颤动器,超声设备和血分析仪;还有面 向患者的设备,包括胰岛素注射器,左 心室辅助装置(LVADs)和无线生命信 号监控器. 此外,当多种手术器械只能在一定 范围内使用时,一些器械则因使用电池 组供电而摆脱了这种限制.像电动整形 工具或内窥镜这样的外科设备使用电池 供电的时候,外科医生感受到了这种灵 活性带来的极大便利. 传统电池组包含了提供主能源的电 芯和集成了剩余电量计,保护电路,温 度传感器,显示电池组或电芯状态的 LED 驱动器和串行数据通信总线的电路 板.电池组的外部则是一个典型的塑料 外壳,附带可以为同主设备的连接提供 电接口的外接触点和吸收外部振荡和保 持内部元器件的绝缘. JEFFREYVANZWOL 使用概况 设计一个安全可靠系统的第一步是 要准确理解医疗设备使用模型的诸特 性,这些特点包括了温度范围,放电曲 线,充电方式,保存寿命和传输需要.在 为移动应用设备挑选最优电池的时候, 所有外部的和内部的工作温度也都是重 要的考虑因素. 制造商们标明了电芯在理想的c/5 恒定电流和+20的外部温度下的性 能.然而,许多医疗设备被期望能够工 作在一20~+60的温度范围之间, 且热量可以在充放电过程中散发出来, 因而当电池系统同温敏元件放在一起的 时候,组合电池系统和设备外壳有最大 的温度阈值. 个不一致的脉冲放电或是典型的去纤颤器的脉冲会导致电芯产生更多的 热量,相比非一致放电曲线,这种情况 能更快的降低电池能力.而充电方式影 响了电池热量散发的方式,也应该被考 虑进电池的系统设计中. 最优化学特性 为电池组选择最优的电芯决定着野 外医疗工作设备能否正常工作,这就需 要对电芯性能曲线有充分的了解.了解 电压,充放电周期,负载电流,能量密 今日电子?2006 月63度,充电时间和放电率等指标是为手持 设备选择电芯的第一步,下面就以这几 个标准来分别介绍几种电池. 首先是密封式铅酸电池(SLA).可 充电SLA 的特性包括:2V 的额定电压, 棱柱或圆柱型结构,大容量,低成本和简 单的充电条件.SLA 电池最大的挑战包 括:庞大笨重的体积因素,线性电压衰 减,缺少快速充电技术和对高温度和高 自放电的敏感度(这会影响保存寿命). 其次是NiMH 电池.它的特点包括: 1.25V 的额定电压,寿命期内的500 电周期,100Wh/kg的平均能量密度,充 电时间小于四小时,接近30%的月放电 率以及严格的尺寸因素.在对低电压有 需求或价格敏感的场所,NiMH 电池有 着很好的表现,l0 个NiMH 电池可以串 连起来增加电压,使总电压达到l2.5v. 最后是锂离子电池.锂离子电池的 特点包括:3.6V 的额定电压,在寿命期 内500 到l000 的充放电周期,平均的能 量密度为l60Wh/kg,充电时间小于4 小时,每月的平均放电率为l0%;7 锂离子电池可以串接在一起,使总电压达到25.2V. 电池组智能化 手持化和户外化是当今医疗设备的 发展趋势.锂离子电池有更高的能量密 度,更轻的质量,更长的工作周期,出 众的容量保持性和宽广的环境温度适应 能力,相对于同样功率的NiMH 和SLA 解决方案,它需要的电芯数目更少. 电路板上的许多高级附件促进了系 统的智能化,这些附件包括剩余电量计, 保护电路,温度传感器和串行数据总线. 个智能的电池组,当终端用户的放电曲线或特性经过调整后,能提供更高的 功率利用率.电池组对医疗应用有价值 的一个原因是它有能力监控自己的状态, 能准确预测剩余的运行时间并将其工组 状态发送到医疗设备.这些特点允许终 端用户能智能的管理设备使用,还能避 免意外的故障或关机.一个智能化的电 池组能根据它的使用历史做出反馈,这 样为可追溯性和保iEf.3 题提供便利性. 安全性 医疗用电池组必须集成多重安全系 统和可靠的保护电路.其中,活动的安全 电路是保证电池的化学物质保持稳定状态 的必须因素.安全电路保护电池组免受过 充电,过放电,短路和极端温度的影响, 它可以将电压限定在严格的工作范围之 内.安全电路通过温度传感器使电池在特 定的温度下断路,预防热耗散和过热. 对于多电池电池组,拥有一个活动 的电池平衡电路是明智的.将电路放置 在电池组中尤其关键,因为这使得电池 不再有过热的危险.囝 (上接第62 可以通过串联电阻调节DC/DCl的输出阻抗,能进一步降低不平衡度, 但这样一来输出效率下降,二来导致输 出负载调整率增大. 从设计结果看,基本实现了热备份 DC/DC 输出,整体效率和各项指标比 较好地达到了设计要求. 参考文献 周志敏,周纪海着.开关电源实用技术设计与应用,人民邮电出版社.2003.85MarryBrown~-,徐德鸿,沈旭,杨成林,周邓燕译.开关电源设计指南.机械工业出版 社.2005.1 刘树棠译.信号与系统(第二版).西安交通大学出版社.1999.116GeneF.Franklin[美】J.DavidPowell,AbbasEmami—Naeini 着.动态系统的反馈控制. 朱齐丹,张丽珂,原新等译.电子工业出版社,2004.5 国内首台立体液晶显示器问世无须借助任何辅助工具,肉眼就可以直接身临其境地 看到立体图像,被显示物体仿佛触手可及.作为国家863 目,国内首台立体液晶显示器在南京问世.据南京大学电子科学与工程系介绍,目前研制出的液晶显示器为15 英寸和 17 英寸两种,具备平面与立体兼容功能,多个人能够同时 观察到正确的立体图像,综合运用了包括光学,图像处理, 徽型计算机,电子,精密机械与自动控制等高新技术,是我 国首台具有自主知识产权的立体液晶显示器,国际上只有 少数国家拥有研制能力.这种立体液晶显示器不仅可用于 电视等娱乐行业,还可广泛用于医学,商务和军事等领域. 64 今日电子?2006

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