Apa kesalahpahaman tentang pemilihan dioda pada perangkat elektronik medis?

一, Terlalu mengandalkan faktor kelistrikan mendasar

Saat merancang sesuatu, sebagian besar insinyur memulai dengan melihat spesifikasi dasar kelistrikan dioda, seperti tegangan tahan balik (VR), arus maju (IF), dan penurunan tegangan maju (VF). Faktor-faktor ini adalah dasar untuk memutuskan apakah gadget tersebut “dapat digunakan”, namun untuk peralatan medis, mencapai standar ini saja tidak cukup.

Peralatan medis harus memenuhi standar keselamatan yang ketat, seperti spesifikasi seri IEC 60601. Ini tidak hanya memerlukan kinerja listrik, tetapi juga menetapkan standar yang lebih ketat untuk tingkat isolasi, arus bocor

Salah satu kekhawatirannya adalah para insinyur sering kali menggunakan model dioda generik dari perangkat elektronik konsumen atau perangkat industri tanpa memeriksa apakah model tersebut dapat berfungsi dalam lingkungan medis. Misalnya saja pada sirkuit yang bagian-bagiannya bersentuhan dengan pasien

2,Jangan khawatir tentang bagaimana arus bocor balik memengaruhi-sinyal medis presisi tinggi;

sebaliknya, lakukan evaluasi seleksi berdasarkan IEC 60601 di awal proses desain.

Seringkali, pembacaan elektrokardiogram (EKG) berada dalam kisaran milivolt atau bahkan mikrovolt.

Sinyal Electroencephalogram (EEG) kurang kuat.

Biosensor sangat sensitif terhadap kebisingan.

Dalam hal ini, arus bocor balik (IR) dioda merupakan faktor penting. Namun orang sering melupakan parameter ini.

Dioda Schottky dan dioda penyearah biasa dapat bekerja dengan baik pada suhu normal, tetapi ketika suhu naik, arus bocor akan meningkat dengan sangat cepat, yang akan menyebabkan noise atau offset menumpuk pada sinyal yang dikumpulkan, sehingga pengukuran menjadi kurang akurat.

Beberapa kesalahpahaman umum adalah:

Menggunakan dioda biasa untuk membuat-sirkuit perlindungan front-end berfungsi

Tidak memeriksa kebocoran arus di tempat panas

Jangan perhatikan perubahan arus bocor setelah gadget digunakan beberapa saat.

Saran untuk perbaikan:

Gunakan dioda kebocoran ultra{0}}rendah pada tautan sinyal sebagai prioritas utama.

Daripada menggunakan dioda{0}}umum, node kunci menggunakan perangkat perlindungan ESD khusus.

Perhatikan baik-baik kurva IR vs. Suhu di buku panduan data.

 

3,Penyalahgunaan dioda Schottky dan mengabaikan masalah-yang ada di dalamnya

Masalah utamanya adalah:

Arus bocor balik cukup tinggi dan meningkat pesat seiring kenaikan suhu.

Kapasitas untuk menahan tegangan balik biasanya minimal.

Tidak pandai menjaga kestabilan panas

Dalam beberapa kasus, seperti sirkuit deteksi presisi atau sistem{0}}dengan kebisingan rendah, penggunaan dioda Schottky dapat menyebabkan kesalahan yang tidak diperlukan.

Beberapa cara umum orang menyalahgunakannya adalah:

Menggunakan Schottky untuk bertahan dari penjepitan di ujung depan akuisisi sinyal biologis

Menggunakan perangkat Schottky murah pada peralatan yang bekerja pada suhu tinggi

Stabilitas-jangka panjangnya belum dikonfirmasi.

Saran untuk optimasi:

Penggunaan Schottky yang baik dalam penyearah daya atau aplikasi DC-DC

Cobalah untuk tidak menggunakannya dalam jalur sinyal analog dan presisi sebanyak yang Anda bisa.

Pilih model-kebocoran rendah jika perlu dan periksa suhunya.

 

4, Tidak cukup memikirkan lonjakan dan perlindungan ESD

Namun dalam{0}}desain dunia nyata, para insinyur sering kali:

Gunakan dioda biasa sebagai pengganti perangkat perlindungan ESD.

Jangan khawatir tentang merancang perlindungan tingkat antarmuka

Tidak melakukan verifikasi level ESD sesuai aturan

Paling diodatidak merespons dengan cukup cepat atau menekan cukup keras untuk menangani guncangan ESD sesuai standar IEC 61000-4-2. Hal ini dapat menyebabkan kerusakan serius pada chip atau masalah pada sistem.

Saran untuk membuat segalanya lebih baik:

Untuk melindungi diri Anda sendiri, gunakan dioda TVS (penekan transien) khusus.

Pilih level ESD yang tepat untuk pekerjaan tersebut, seperti ± 8kV atau ± 15kV.

Untuk mengurangi dampak parasit, letakkan perangkat perlindungan sedekat mungkin dengan tata letak antarmuka.

5, Tidak memikirkan-keandalan jangka panjang, desain termal, atau stabilitas rantai pasokan

Siklus penggunaan yang panjang (5 hingga 10 tahun atau lebih)

Pengoperasian berkelanjutan dalam jangka waktu lama (24 jam sehari, 7 hari seminggu)

Sangat sedikit ruang untuk kesalahan

Dalam situasi ini,-ketergantungan dan stabilitas rantai pasokan jangka panjang akan diperlukandiodas menjadi sangat kritis. Namun banyak desain yang masih dalam tahap "selama masih bisa digunakan".

Tidak memikirkan bagaimana suhu mempengaruhi berapa lama suatu perangkat bertahan

Pilih perangkat yang dibuat untuk konsumen, bukan perangkat yang dibuat untuk industri atau mobil.

Mengabaikan seberapa baik pengemasan dan pembuangan panas PCB bekerja dalam hal perpindahan panas

Pilih komponen dari pemasok dengan siklus hidup terbatas atau yang kurang dikenal.

Jumlah arus bocor meningkat seiring waktu.

Penyimpangan parameter membuat sistem menjadi kurang akurat.

Menghentikan produksi terlambat membuat sertifikasi medis tidak valid.

Pilih suku cadang kelas industri atau otomotif-terlebih dahulu.

Perhatikan hambatan termal (R θ JA) dan temukan cara terbaik untuk menghilangkan panas.

Pilihlah merk yang memiliki Program Panjang Umur untuk mendapatkan persediaan dalam jangka waktu yang lama.

Menyiapkan sistem ketertelusuran BOM untuk memenuhi kebutuhan audit medis.