超聲成像技術(shù)的進(jìn)步，以及對微創(chuàng)診斷和治療的需求不斷增長，使得將超聲應(yīng)用用于醫(yī)療成為可能。例如，鑒于其具有成本效益、安全和快速的診斷能力，將超聲波用于遠(yuǎn)程患者監(jiān)測變得越來越流行。還需要超聲波設(shè)備變得更加便攜，以便從醫(yī)院或醫(yī)生辦公室到某人的家或偏遠(yuǎn)村莊的任何地方都可以始終如一地提供高質(zhì)量的醫(yī)療服務(wù)。

在本文中，我將研究緊湊型電池充電器集成電路 (IC) 和超聲波床旁護(hù)理產(chǎn)品的解決方案，醫(yī)療專業(yè)人員使用這些產(chǎn)品來診斷患者接受治療的任何地方的問題。

床旁超聲設(shè)備的類型和充電要求

超聲設(shè)備主要有三種類型：推車式、筆記本式和手持式。三者的系統(tǒng)功耗各不相同。因此，他們需要不同的電池配置。

如圖 1 所示，推車式超聲機(jī)是三種類型中功能最強(qiáng)大的。最大系統(tǒng)電流在 12 V 時(shí)可高達(dá) 20 A。推車通常包括四個(gè)并聯(lián)的獨(dú)立電池組，以充分為系統(tǒng)負(fù)載供電。每個(gè)電池組配置有四個(gè)或更多串聯(lián)的電池。

由于鋰電池的空中交通管制規(guī)定，每個(gè)電池組的容量不能超過 100 瓦時(shí)。因此，四個(gè)電池組不能直接綁在一起。每個(gè)單獨(dú)的電池組都需要自己的充電和放電路徑，如圖 2 所示。

圖 1：床旁超聲設(shè)備（推車式、筆記本式和手持式）

圖 2：簡化的多電池組電池管理系統(tǒng)

基于筆記本電腦的設(shè)備還具有 100 瓦時(shí)的最大電池容量限制。超聲筆記本電腦的系統(tǒng)功耗在 12 V 時(shí)可高達(dá) 10 A。因此，這種類型的機(jī)器通常包括兩個(gè)具有獨(dú)立充電和放電路徑的獨(dú)立電池組。

手持式智能探頭體積小得多；它只收集和傳輸數(shù)據(jù)。因此，串聯(lián)一到兩個(gè)鋰離子或鋰聚合物電池的單個(gè)電池組足以支持操作。與使用電池作為備用電源的推車式或筆記本式超聲設(shè)備不同，智能探頭中的電池是主要電源。因此，例如，日常使用需要使用 USB Type-C® Power Delivery 進(jìn)行快速充電。

電池充電器建議

同樣，對于基于手推車的設(shè)備和筆記本設(shè)備，電池用作備用電源，而線路電源是主要電源。由于這些應(yīng)用中的系統(tǒng)電流很高，您可以使用直接電源路徑，系統(tǒng)直接由輸入源供電。當(dāng)輸入源被移除時(shí)，直接電源路徑管理會(huì)自動(dòng)從電池為系統(tǒng)負(fù)載供電。

TI 的 BQ24610 是一款獨(dú)立的電池充電控制器，可為多達(dá)六個(gè)串聯(lián)的鋰離子或鋰聚合物電池提供直接電源路徑充電。獨(dú)立功能可通過電阻輕松配置充電參數(shù)。

對于可以具有從 12 V 到 24 V 不等的多種類型輸入源的超聲筆記本電腦，BQ25713 升降壓充電器可以支持從不同輸入源充電，而無需在充電器輸入前增加額外的 DC/DC 轉(zhuǎn)換器。

對于最緊湊的超聲設(shè)備，智能探頭，像 BQ25790 這樣的集成降壓-升壓充電器提供了更小的解決方案尺寸，具有高集成度和芯片級(jí)封裝。該器件支持 1 到 4 節(jié)串聯(lián)電池和高達(dá) 5 A 的電池電流以進(jìn)行快速充電。3.6 V 至 24 V 的輸入電壓范圍支持 USB Type-C® 供電的全范圍。它還具有雙輸入控制功能，可在兩個(gè)電源（例如無線電源或 USB）之間切換。BQ25792 屬于同一電池充電器 IC 系列，采用四方扁平無引線 (QFN) 封裝，可提供更好的熱性能。

對于僅采用單節(jié)電池配置的設(shè)備，BQ25892 或 BQ25895 降壓充電器也是不錯(cuò)的選擇，具有高達(dá) 5 A 的高充電電流能力。 D+/D- 功能可檢測標(biāo)準(zhǔn) USB 端口和可調(diào)高壓適配器作為輸入電源。

在提供高質(zhì)量的床旁病人診斷時(shí)，隨著超聲設(shè)備的便攜性變得更加重要，您必須優(yōu)化電池設(shè)計(jì)。不同的功率水平需要不同的電池設(shè)計(jì)配置，因此了解您的系統(tǒng)和充電要求以選擇最佳的電池充電器集成電路非常重要。