תכנון מעגלים של כוח נמוך למכשירים ביו-רפואיים בלתי פתלים: עקרונות וקלקלות

תכנון מעגלים בעלי עוצמה נמוכה למכשירים ביו-רפואיים מושתלים חיוני כדי להבטיח חיי סוללה ארוכים ומבצע בטוח בתוך הגוף האנושי. המעגלים האלה חייבים לפעול ביעילות תוך צמצום ייצור חום וצריכת חשמל. מאמר זה דן עקרונות מרכזיים וחישובים המעורבים ביצירת מערכות אלקטרוניות בעלות כוח נמוך כל כך.

עקרונות עיצוב מעגל נמוך עוצמה

עיצוב מעגלים יעיל של כוח נמוך כולל בחירת רכיבים וארכיטקטורה אשר להפחית את השימוש באנרגיה.טכניקות כוללות באמצעות פעולה חסכונית, כוח גינון, מתח דינמי ותדירות הגדלה.שיטות אלה עוזרות להפחית את צריכת החשמל הכוללת ללא ביצועים של מכשיר.

כוח שכנוע

צריכת החשמל הכוללת (P) של מעגל ניתן להעריך באמצעות הנוסחה:

(ב) ויקרא י"א:2 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

כאשר C הוא מגבלת העומס, V הוא מתח האספקה, f הוא תדירות ההחלפה, ו-α הוא הגורם הפעילות. minimizing פרמטרים אלה מפחית את צריכת החשמל.

דרישות עיצוב למכשירים לא מותאמים

עבור מכשירים ביו-רפואיים מושתלים, שיקולים נוספים כוללים ביו-תחרותיות, מגבלות גודל ואמינות. אסטרטגיות ניהול כוח חייב להבטיח ניתוק חום מינימלי להאריך את תוחלת החיים של המכשיר, לעתים קרובות דורשות קציר אנרגיה או רכיבים אולטרה-נמוכים.