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医疗设备中峰值辅助和备份的必要性

发布时间:2017-01-13 来源:judyzhong 责任编辑:wenwei

【导读】随着人口老龄化的加速,家族形态也在发生着一定的变化,医疗、护理等社会保障制度也相应进行了各种各样的制度改革。云服务的普及以及网络利用范围的扩大,使得Information and Communication Technology (以下称ICT)等技术也在不断发展,人们能够更好地利用大数据和开放数据信息,创造更多的附加价值。在医疗领域如何合理应用ICT,实现高效且高品质的医疗、护理服务,促进健康管理,实现健康长寿社会备受期待。

1.背景

随着少子高龄化、家族形态也发生着一定的变化。为应对这些变化,医疗、护理等社会保障制度已进行了各种各样的医疗制度改革。近年来Information and Communication Technology (以下称ICT)等技术随着云服务的普及以及网络利用范围的扩大,人们更好地利用大数据和开放数据信息,对创造更多附加价值的期待也越来越高。在医疗领域如何合理应用ICT,实现高效且高品质的医疗、护理服务,促进健康管理等,实现健康长寿社会备受期待。

2.医疗设备的ICT化动向以及课题

医疗设备数据的数字化普及,由最初的使用有线LAN连接,之后是在能有效记录数据的大部分设备中普及SD卡等外部存储器。现今,无线通信设备的数据传输速率有所提高、基础设施也比较完善,在推进机动性,将有线LAN电缆线发展为不占用空间无线LAN。特别是为了应对便携式医疗设备的要求,其设备整体的小型化需要电池小型化、电池使用寿命长、维持系统稳定(热交换:插入电源维持工作状态,插拔供电线、交换供电线、交换电池)以及设备的工作稳定性。本文将针对便携式医疗设备中的峰值辅助和备份进行讲解。

3.超级电容适用于便携式医疗设备的事例解说

便携式医疗设备的峰值辅助


村田的超级电容拥有小型•薄型化的同时具有业内超高水平的功率密度和能量密度。特别是如图1所示的对于连续运行负载的功能,也可进行高输出辅助。如图2所示,将超级电容与1次电池并联,就能在高峰值负载运行时,均衡电压输出。(图3)据此,能够有助于提高设备的性能和品质。

用2个均衡峰值负载输出的例子讲解适用于便携式医疗设备的事例

一个是便携式医疗设备的显示屏和SD卡等存储功能启动时的适用事例,另一个是具有无线LAN功能的便携式设备启动无线LAN功能时的适用事例。

医疗设备中峰值辅助和备份的必要性

医疗设备中峰值辅助和备份的必要性

医疗设备中峰值辅助和备份的必要性
图3 超级电容的负载平均化

此为均衡峰值负载输出的事例(假设便携式医疗设备的电源为1次电池)

负载条件①(图4)

便携式医疗设备的显示屏以及SD卡等存储功能启动时,仅用电池时和同时使用电池+超级电容时的比较结果如图5所示。村田的超级电容可以均衡负载运行时的电压波动,可以不浪费电池电量,充分利用到最后。

负载条件②(图6)

便携式医疗设备的无线LAN功能启动时,仅用电池时和同时使用电池+超级电容时的比较结果如图7所示。

村田的超级电容可以均衡负载运行时的电压波动,使设备更稳定地工作。从以上来看,通过使用村田的超级电容,能够均衡负载大功率输出时的电压波动,有助于提升设备工作的稳定性,更充分地利用电池的能量。

医疗设备中峰值辅助和备份的必要性
图4负载条件①

医疗设备中峰值辅助和备份的必要性
图5 负载条件①的比较结果

医疗设备中峰值辅助和备份的必要性
图6 负载条件②

医疗设备中峰值辅助和备份的必要性
图7 负载条件②的比较结果

产品阵容如表1所示。DMT系列可在周围温度高达85℃环境下使用,是能够长期用于高温环境下的通用型产品。DMF系列ESR更低,更适合支持长时间大功率负载输出辅助。

医疗设备中峰值辅助和备份的必要性
表1 产品阵容

4.小型能源装置(UMA系列)在便携式医疗设备中的使用事例解说

便携式医疗设备的备份

与传统锂离子电池(以下称LIB)不同的,村田的小型能源装置是在阴极材料上使用钛酸锂的新型锂离子二次电池。通过刷新使用材料,实现了一般LIB不可能达成的高速率充放电、长寿命以及不会发生热失控的高安全性,最适合作为辅助电源应用于便携式医疗设备的系统备份。圆柱型(UMAC)和薄片型(UMAL)各自的小型能源装置规格如表2所示。

医疗设备中峰值辅助和备份的必要性
表2 小型能源装置(UMA系列)产品规格

在替换便携式医疗设备上的电池时,要维持系统、在操作OS和系统时避免深度休眠模式,从而缩减再启动导致的时间损耗。在便携式医疗设备不慎跌落而造成的电池错位时,为了维持系统,由于超级电容容量较小,在交换电池时不能支持足够的备份时间。而传统的小型锂离子电池不能够输出系统备份所需的功率,并且存在循环寿命短的问题。村田的小型能源装置与其他元件相比,在备份时间、备份功率输出、循环寿命(在满电~50%充电循环内,5000次循环后容几乎没有发生劣化,如图8)各方面性能表现优异,非常适合作为便携式医疗设备备份用的蓄电元件。特性比较如图3所示。

医疗设备中峰值辅助和备份的必要性
图8 循环特性(UMAL事例)
医疗设备中峰值辅助和备份的必要性
表3 备份用元件比较表


5.未来展望

村田的超级电容(DMF/DMT系列)以及小型能源装置(UMA)系列是具备今后便携式医疗设备所需各项特性的高功能能源装置。村田今后将通过继续改善该产品优势、扩充产品阵容以及产品解决方案,为便携式医疗设备的高功能化做贡献。

本文来源于村田中文技术社区。




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