智能電池電量計(jì)如何有效改進(jìn)動(dòng)態(tài)血糖監(jiān)視儀的電池使用壽命
發(fā)布時(shí)間:2019-12-23 責(zé)任編輯:wenwei
【導(dǎo)讀】人體血糖值的偏高或偏低都有可能導(dǎo)致嚴(yán)重的健康威脅,因此監(jiān)測血糖水平是重中之重。目前全球已有1.5億人口罹患糖尿病,所以個(gè)人便攜型血糖監(jiān)測儀(BGM)的需求巨大。
圖1所示的動(dòng)態(tài)血糖監(jiān)測儀(CGM),可幫助糖尿病患者實(shí)時(shí)檢查血糖讀數(shù),也可在超長時(shí)間段內(nèi)監(jiān)測血糖值。CGM能夠持續(xù)監(jiān)測血糖水平,然后在用戶血糖值達(dá)到危險(xiǎn)值時(shí)提示用戶。這款監(jiān)測儀通常包含圖2所示的傳感器單元和圖3所示的聚合器單元。
圖1:動(dòng)態(tài)血糖監(jiān)測儀(CGM)
此傳感器單元使用紐扣電池或硬幣電池,在一定時(shí)間段內(nèi)與人體連接(例如,8到10天)。聚合器單元是由電池供電的手持單元,可以利用如近場通信等無線射頻(RF)技術(shù)來讀取血糖數(shù)據(jù)。聚合器單元的電池管理子系統(tǒng)由電池充電器、電池電量計(jì)和保護(hù)器構(gòu)成。3.7 V鋰離子單電池就可運(yùn)行一般的聚合器單元。其可通過電源適配器的USB或DC輸入進(jìn)行充電。
圖 2:CGM傳感器單元
圖 3:CGM聚合器單元的示意框圖
電池電量計(jì)可以預(yù)測并估算電池在不同負(fù)載狀態(tài)下的剩余容量、充電狀態(tài)、電量耗盡時(shí)間和運(yùn)行狀況,從而幫助解決電池管理中的難題。利用智能電池電量計(jì),用戶可以延長運(yùn)行時(shí)間(如圖4所示)和電池循環(huán)壽命。德州儀器(TI)的Impedance Track™測量算法實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確度高于99%的電池容量預(yù)測,使其具有卓越的模擬測量性能和電池特征建模功能。
圖4:采用TI電量計(jì)實(shí)現(xiàn)超長運(yùn)行時(shí)間
這款血糖監(jiān)測儀提供多種單節(jié)電池測量選項(xiàng),不僅外形小巧,經(jīng)濟(jì)高效,而且功耗超低。電量計(jì)可以搭載在電池組內(nèi)或系統(tǒng)PCB上,后者更多見于便攜型醫(yī)療應(yīng)用。
圖5和圖6分別展示了典型的系統(tǒng)側(cè)和組側(cè)電量計(jì)配置。系統(tǒng)PCB上的電量計(jì),如BQ27426,只需要最低的用戶配置,并且在正常工作時(shí)電流消耗也很小。對于更高級別的集成,某些電量計(jì)具有集成式檢測電阻,如BQ27421-G1。
另一方面,如果電量計(jì)搭載在電池組內(nèi),則可以通過基于閃存的固件和256位集成式安全哈希算法(如BQ27Z561-R1)提供具有高準(zhǔn)確性的解決方案。BQ2970等保護(hù)集成電路可提供電壓、電流和反向充電器保護(hù)。
圖 5:典型的主機(jī)/系統(tǒng)側(cè)電量計(jì)配置
圖 6:典型的電池組側(cè)電量計(jì)配置
電池電量計(jì)提高了電源管理的先進(jìn)性和智能水平。不具有準(zhǔn)確電量計(jì)的系統(tǒng)只能在固定電壓下關(guān)閉。許多設(shè)備關(guān)閉時(shí)系統(tǒng)電壓為3.5 V,以便保護(hù)用于最壞情況的備用容量(保留電能用于關(guān)機(jī)),但如圖4所示,只通過微控制器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器測量電池電壓,進(jìn)而生成低電池電量警告并不是測量剩余電量的可靠方法。這是由于大多數(shù)應(yīng)用都具有可變負(fù)載。電池電量計(jì)將計(jì)算剩余電量并改變關(guān)機(jī)電壓,以滿足任何條件下所需的備用容量要求,從而增加運(yùn)行時(shí)長。
除保有備用容量的優(yōu)勢外,由于應(yīng)用產(chǎn)生的高瞬態(tài)脈沖負(fù)載,一些電池電量計(jì)還能夠不報(bào)告0%的電荷狀態(tài),從而使電池電壓降至終端電壓以下。當(dāng)電池仍然具有高電量時(shí),這個(gè)特性很有優(yōu)勢,但是高瞬態(tài)負(fù)載會造成提前達(dá)到終止電壓。
電池是復(fù)雜的電化學(xué)系統(tǒng),受電池老化、溫度和阻抗的影響。算法、緊湊設(shè)備和高級設(shè)備集成都是改進(jìn)系統(tǒng)性能的關(guān)鍵特性。您在動(dòng)態(tài)血糖監(jiān)測儀等醫(yī)用電池供電應(yīng)用方面面臨的最大挑戰(zhàn)是什么?請?jiān)谖哪└嬖V我們您的觀點(diǎn)。
推薦閱讀:
特別推薦
- 兆易創(chuàng)新GD32F30x STL軟件測試庫獲得德國萊茵TüV IEC 61508功能安全認(rèn)證
- 芯科科技第三代無線開發(fā)平臺引領(lǐng)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展
- MSO 4B 示波器為工程師帶來更多臺式功率分析工具
- 艾為電子推出新一代高線性度GNSS低噪聲放大器——AW15745DNR
- 瑞薩發(fā)布四通道主站IC和傳感器信號調(diào)節(jié)器, 以推動(dòng)不斷增長的IO-Link市場
- e絡(luò)盟現(xiàn)貨供應(yīng) Abracon 新推出的 AOTA 系列微型鑄型電感器
- 加賀富儀艾電子推出支持Wi-Fi 6和藍(lán)牙的無線局域網(wǎng)/藍(lán)牙組合模塊
技術(shù)文章更多>>
- 讓汽車LED照明無死角,LED驅(qū)動(dòng)的全面進(jìn)化
- 開關(guān)模式電源問題分析及其糾正措施:晶體管時(shí)序和自舉電容問題
- 熱電偶的測溫原理
- 【泰克先進(jìn)半導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)室】 遠(yuǎn)山半導(dǎo)體發(fā)布新一代高壓氮化鎵功率器件
- ADALM2000實(shí)驗(yàn):變壓器
技術(shù)白皮書下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動(dòng)避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
電容器公式
電聲器件
電位器
電位器接法
電壓表
電壓傳感器
電壓互感器
電源變壓器
電源風(fēng)扇
電源管理
電源管理IC
電源連接器
電源濾波器
電源模塊
電源模塊
電源適配器
電子書
電阻測試儀
電阻觸控屏
電阻器
電阻作用
調(diào)速開關(guān)
調(diào)諧器
鼎智
動(dòng)力電池
動(dòng)力控制
獨(dú)石電容
端子機(jī)
斷路器
斷路器型號