Beth ddylid ei nodi yng nghynllun gosodiad deuodau dyfeisiau meddygol?

1, Adnabod Polaredd a dylunio atal gwallau
Mae gan deuod ddargludedd uncyfeiriad, a gall gwrthdroi ei bolaredd achosi cylched byr neu losgi'r ddyfais. Mewn offer meddygol, gall y gwall hwn achosi methiant offer a hyd yn oed niwed i gleifion. Felly, rhaid i ddyluniad y gosodiad ddilyn yr egwyddorion canlynol yn llym:

Marcio sgrin sidan: Marciwch yn glir y catod (K) neu'r electrod negyddol (-) o amgylch y corff deuod, a gynrychiolir yn gyffredin gan linellau fertigol, llinellau trwchus, marciau rhicyn, neu'r llythyren "K". Er enghraifft, gall deuodau mowntio arwyneb gyfateb i gathodau trwy fandiau lliw neu rigolau.
Gohebiaeth pecynnu: Mae angen gwahaniaethu'n glir rhwng padiau pecynnu PCB rhwng catod / anod. Yn nodweddiadol, mae padiau catod yn cael eu dylunio gyda rhiciau, corneli, neu siapiau arbennig i osgoi gwallau weldio.
Unffurfiaeth cyfeiriad: Dylai'r un math o ddeuod gadw'r un cyfeiriad (fel pob catod sy'n wynebu'r chwith / i fyny) i leihau'r risg o wallau weldio.
Dyluniad gwrth-gamgymeriad: Ar gyfer cylchedau critigol neu sefyllfaoedd lle mae gwallau, gellir defnyddio dyluniad pad anghymesur i atal gwrthdroi polaredd ymhellach.
2, Dylunio afradu gwres a rheolaeth thermol
Mewn offer meddygol, mae deuodau pŵer (fel cywiryddion a thiwbiau olwyn rydd) yn cynhyrchu gwres sylweddol yn ystod y llawdriniaeth. Gall afradu gwres gwael arwain at chwalfa thermol neu ddiraddio perfformiad. Mae angen i ddyluniad y gosodiad optimeiddio afradu gwres o'r agweddau canlynol:

Yn agosáu at y ffynhonnell afradu gwres: Rhowch y deuod pŵer ger y sinc gwres neu'r ardal ffoil copr, a defnyddiwch ddargludyddion metel i ddargludo gwres yn gyflym. Er enghraifft, ym modiwl pŵer dyfeisiau uwchsain cludadwy, mae deuodau carbid silicon mewn cysylltiad agos â'r sinc gwres trwy badiau thermol i leihau tymheredd y gyffordd.
Platio copr ardal fawr: Cysylltwch ardal fawr o ffoil copr daear (GND Plane) neu bweru ffoil copr â phadiau catod ac anod y deuod i wella gallu afradu gwres. Er enghraifft, yng nghylched canfod electrod electrocardiograff, mae haenau lluosog o ffoil copr yn cael eu gosod o dan y pad deuod rheoleiddiwr foltedd a'u cysylltu â'r haen afradu gwres mewnol trwy vias.
Gwasgariad gwres trwy: trefnwch afradu gwres yn ddwys trwy dyllau (diamedr 0.3mm, gofod 0.5- 1mm) yn yr ardal lle mae ffoiliau copr mawr wedi'u cysylltu, gan ffurfio llwybr gwrthiant thermol isel. Er enghraifft, yng nghylched trosi pŵer offer pelydr-X cludadwy, defnyddir grid fel trwy arae islaw'r deuod carbid silicon, gan leihau cynnydd tymheredd o 40%.
Cadwch draw oddi wrth gydrannau sy'n sensitif i wres: Osgowch osod deuodau gwresogi yn agos at gydrannau sy'n sensitif i wres fel cynwysyddion electrolytig ac ICau manwl gywir i atal dirywiad perfformiad a achosir gan straen thermol.
3, Ynysu trydanol a gofynion rheoliadau diogelwch
Rhaid i offer meddygol fodloni safonau diogelwch trydanol llym (fel IEC 60601-1), a rhaid i gynllun y deuod sicrhau ynysu rhwng ardaloedd foltedd uchel ac isel i atal y risg o sioc drydanol.

Pellter ymlusgol a chliriad trydanol: Dylid cadw digon o fylchau rhwng pinnau deuodau foltedd uchel (fel y rhai dros 600V) a dyfeisiau/gwifrau foltedd uchel eraill. Er enghraifft, yng nghylched cynhyrchu foltedd uchel y diffibriliwr, mae pellter ymgripiad o 2mm o leiaf yn cael ei osod rhwng y deuod a'r cynhwysydd, a chynyddir cryfder inswleiddio trwy agor ffenestri.
Groove ynysu a ffenestr: Rhwng ardaloedd foltedd uchel ac isel, gellir agor ffenestri o dan yr haen mwgwd sodr (ardal di-gopr), a gellir gwneud slotiau hyd yn oed ar y PCB i gynyddu'r pellter creepage. Er enghraifft, yn y modiwl pŵer o offer laser meddygol, mae'r ochr foltedd uchel a'r ochr foltedd isel yn cael eu gwahanu'n llwyr gan slotiau ynysu.
Gwahaniad tir pŵer a daear signal: gwahanwch yn gorfforol y tir pŵer (PGND) sy'n cario cerrynt pwls mawr o'r ddaear signal (SGND) sy'n gofyn am dawelwch, a'u cysylltu ar un pwynt i osgoi ymyrraeth. Er enghraifft, yng nghylched caffael signal monitor cludadwy, mae gwifren ddaear y ffotodiode wedi'i wifro'n annibynnol o'r ddaear pŵer i leihau cyplu sŵn.
4, ataliad EMI ac optimeiddio -amledd uchel
Mewn offer meddygol, gall gweithred newid amledd uchel deuodau gynhyrchu ymyrraeth electromagnetig (EMI), gan effeithio ar berfformiad offer neu ymyrryd â dyfeisiau meddygol eraill. Mae angen i ddyluniad y gosodiad atal EMI o'r agweddau canlynol:

Lleihau arwynebedd y ddolen gritigol: Crynhowch gynllun cydrannau dolen switsio amledd uchel megis deuodau, tiwbiau switsio, anwythyddion/cynwysorau storio ynni, ac ati, a byrhau hyd y llwybro. Er enghraifft, mewn cylchedau Buck/Boost, gosodir y deuod olwyn rydd wrth ymyl y transistor newid, gan ffurfio cynllun trionglog i leihau'r ardal ddolen.
Rheoli paramedr parasitig: Mewn cymwysiadau -amledd uchel, gall cynhwysedd parasitig (Cj) ac anwythiad (Ls) deuodau achosi gwanhau signal neu ganu. Dylid dewis deuodau cynhwysedd isel (fel deuodau Schottky), a dylid lleihau'r effeithiau gorlenwi cyfredol trwy optimeiddio gwifrau (fel corneli 45 gradd neu grwn).
Gwarchod a hidlo: Defnyddir ynysu tir neu lwybr gwahaniaethol ar gyfer llinellau signal sensitif (fel I2C, SPI), ac ychwanegir gleiniau ferrite neu gynwysorau hidlo yn y terfynellau mewnbwn / allbwn. Er enghraifft, yn rhyngwyneb cyfathrebu mesuryddion glwcos gwaed cludadwy, cyfunir deuodau TVS ag anwythyddion modd cyffredin i atal ESD ac ymyrraeth a gynhelir.
5, gosodiad amddiffyn a dyluniad dibynadwyedd
Mae angen i offer meddygol fod yn ddibynadwy iawn, a dylai cynllun deuod ystyried mesurau amddiffynnol megis gorfoltedd, gorlif, ESD, ac ati:

Diogelu gorfoltedd: Defnyddiwch ddeuod Zener neu ddeuod TVS wrth y mewnbwn pŵer i glampio'r foltedd ac atal pigau foltedd rhag niweidio'r gylched eilaidd. Er enghraifft, yn y modiwl pŵer o grynhöwr ocsigen cludadwy, mae'r deuod TVS wedi'i gysylltu yn gyfochrog ar y pen mewnbwn, gydag amser ymateb o lai nag 1ps, a gall wrthsefyll gollyngiad cyswllt 8kV.
Amddiffyniad overcurrent: Mae'r cerrynt wedi'i gyfyngu gan wrthydd cyfres neu ddeuod cyfyngu cerrynt i atal y deuod rhag llosgi oherwydd gorlwytho. Er enghraifft, mewn cylched gyrrwr deuod allyrru golau (LED), mae gwrthydd cyfyngu cerrynt wedi'i gysylltu mewn cyfres â'r LED i sicrhau bod y cerrynt gweithredu o fewn ystod ddiogel.
Diogelu ESD: Gosod deuodau ESD ger rhyngwynebau data (fel porthladdoedd USB a Ethernet) a dilynwch yr egwyddor o "agos at fewnfa ESD". Er enghraifft, yn y rhyngwyneb USB o ddyfeisiau uwchsain cludadwy, mae'r pellter rhwng y deuod TVS a'r cysylltydd yn llai na 3cm, ac mae'r derfynell ddaear wedi'i gysylltu â'r awyren ddaear trwy gyfrwng lluosog, gan arwain at ostyngiad o 15V mewn foltedd clampio.
6, Optimeiddio gosodiad ar gyfer senarios cais arbennig
Ar gyfer anghenion arbennig offer meddygol, mae angen optimeiddio gosodiad y deuod ymhellach:

Dyluniad cylched hyblyg: Mewn dyfeisiau meddygol gwisgadwy fel gorchuddion smart, mae angen cysylltu deuodau trwy wifrau pŵer hyblyg i addasu i ddadffurfiad dyfeisiau. Er enghraifft, mae deuodau allyrru golau wedi'u cysylltu â swbstradau synhwyrydd trwy PCBs hyblyg, a hyd yn oed os yw trwch y gorchuddion yn newid, gellir dal i drefnu'r LEDs yn sefydlog ar yr wyneb er mwyn osgoi cywasgu'r ardal yr effeithir arni gan y claf.
Dyluniad pŵer isel: Mewn dyfeisiau cludadwy, dewiswch deuodau cerrynt gollyngiadau isel (fel deuodau adfer cyflym iawn) i leihau'r defnydd o bŵer statig. Er enghraifft, yng nghylched caffael signal monitorau electrocardiogram cludadwy, mae ffotodiodau wedi'u dylunio â cherrynt tywyll isel a'u paru â mwyhaduron gweithredol sŵn isel i wella'r gymhareb signal i sŵn.
Integreiddio dwysedd uchel: Mewn dyfeisiau meddygol micro fel synwyryddion mewnblanadwy, defnyddir deuodau pecyn bach (fel DFN, SOD-123) i arbed lle. Er enghraifft, yng nghylched rheoli pŵer symbylyddion niwral, mae deuodau carbid silicon yn cael eu pecynnu yn DFN, sy'n lleihau'r ardal 80% o'i gymharu â phecynnu TO-220 traddodiadol.