便携式胰岛素泵设计方案
若电机驱动需要稳压,系统设计者会使用开关模式转换器。为减小尺寸和重量,这些转换器的工作频率应尽可能地高。当需要多个电源输出时,可采用电源管理IC(PMIC)以节省空间。
电池供电的胰岛素泵制造商在降低功耗、延长电池寿命方面取得了长足进展。对当今的胰岛素泵来说,电池的寿命或充电续航时间可达到3至10周。市场上的许多胰岛素泵,采用单节AA或AAA碱性或锂电池。一次性(不可充电)电池很常见,但可充电电池可用来降低病人的长期费用。由于可充电电池的电量比一次性电池少,所以其两次充电间的续航时间较短。
鉴于尺寸限制以及一次性电池的广泛使用,胰岛素泵不包括电池充电器。由于一次性电池没有燃料计,所以电池寿命指示一般依靠简单的电池电压测量、有时也借助温度测量实现。这些电压和温度读数被发送到ADC进行数字化处理。微控制器会处理这些数据,并利用一个查找表来确定剩余电量在三、四格以内的情况。然后它会驱动一个显示器,通常是带剩余电量指示格的一个电池符号。当剩下最后一格时,胰岛素泵将发出低电量警告。
可编程能力和控制选项
如前面提到的,用功率电感户可借助一个复杂的选项组合、根据需要设定其基础代谢率和推注剂量。借助不多几个差模电感用户输入按键这样的简单接口,就可完成这些设定。用户还可以设置提醒信息,以帮助管理胰岛素注入剂量。
显示器一般采用单色、自定义字符的背光液晶显示器(LCD),虽然有些泵也使用彩屏。显示器提供了胰岛素剂量、基础代谢率、电池可用时间、时间和日期、提示信息和系统报警条件(例如,堵塞或胰岛素存量低)等。自检和上电显示是FDA的要求,因此设计师需要带内置自检功能的驱动器。自制电感通常还需要对用户的触摸输入给出可见可闻的提示响应。
较新的胰岛素泵产品则包括连续监测显示。对于这些系统,有一个单独的、带无线发射器的连续监测器对血糖水平进行测量,并将数据报告给支持传感器的泵。作为回应,该泵会以图形图表方式显示葡萄糖的历史趋势信息,以帮助计算胰岛素的注入剂量。
自检确保设备正常运行
所有胰岛素泵都必须执行开机自检(POST)以满足FDA的要求。这包括对所有关键处理器、关键电路、指示器、显示器和报警功能的检测。某些POST操作可能需用户观察,但实施自检要采用额外电路,以减少未被发现故障带来的风险。
例如,某些型号的设备使用一个安全监测处理器来监测主处理器的性能并当检测到意外行为时发出报警。自我检测的另一种简单方式是当发光二极管(LED)导通和截至时,监测通过的电流。如果电流不在可接受的范围内,则表明有故障。看门狗电感生产定时器(WDT)也许是最常见的自检方式。通常采用带WDT功能的微处理器监测器,以确保处理器执行的是正确代码、没有跑飞。在医疗设备中,将监控器与微处理器集成在同一芯片上通常是不可取的,因为这将使监控器不能幸免于可导致微处理器出错的那种瞬态条件的影响。
为确保胰岛素泵在病人使用过程中正常工作,监控器的功能很关键。在所有电源输出都在容限范围内且达到稳定之前,微控制器必须保持在复位状态。电压监控器对电源进行欠压和过压条件监控。需要对电机荷载进行监测、对电机堵转(失速)进行检测。(电机堵转是关键故障,要发出最高优先级报警。)为对诸如温度、电机负荷、胰岛素线压力和电池电压等传感器数据进行数字化处理,需要集成在微处理器内或外接的ADC。
警报和I/O选项
为了根据检测到的故障、已到达特定时间、已触发警告等情况向用户示警,胰岛素泵需要明确的报警机制。在远程血糖监测器和胰岛素泵系统中,单个LED可以用作视觉指示器。闪烁的绿色LED通常表示工作正常,红色LED发出的是报警或警告信号。
音频蜂鸣器必须包括自检功能,可通过直接和间接两种方式实现蜂鸣器自检。1)直接方式:在扬声器附近埋置麦克风,以检测扬声器音频输出是否在正常功率水平;2)间接方式:监测扬声器阻抗是否在规定范围。设计师通常使用一系列运算放大器、比较器、音频放大器、麦克风放大器和其它器件来实现报警和自检功能。音频数模转换器(DAC)可用来生成独特的报警输出。 平面变压器厂家 | 平面电感厂家
NCP1601型功率因数校正控制器的原理及应用摘要:NCP1601型功率因数校正控制器可工作在不连续信号模式(DCM)和临界传导模式(CRM)二种工作模式下。文中介绍NCP1601的结构和特点,详细叙述其工作原理并给出一种典型应用电路。关键词:功
[充电器]揭密效率最高的移动电源方案大家好,本人将在这里揭密一个世界上效率最高的移动电源方案,充电效率97%(2A非线性),放电效率95%(1A)97%(0.5A)。 如果您不信,那就关注吧,到底你就信了,首先让我们来看看传统的方案吧。 现在市场上的移动电源其实全是一个方案:升压IC(3.7V-5.3V) + 锂电充电管理IC + 锂电保护IC + 单片机。 传统技术的工作原理充电:用线性的锂离子电池充电IC,将
成本优化的太阳能供电公共服务基础设施进行能量转向更加环保的解决方案是当前的一种趋势,与这种趋势一致的是自助维持运行的太阳能供电基础设施开始在全世界采用。为了改进客户服务、便利性和安全性,具有夜间照明和无线通信能力的公共服务站数量日益增多。有照明