PPG远程患者生命符号监视器供电子系统（第2部分）

本文是一部分Techxchange.：电源设计系列：远程PPG生命符号监视器供电子系统

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你会学到什么：

• 了解如何根据PPG系统要求选择电源配置。
• 检查用于离散（第1部分）和集成设计的交换模式电源参考电路的实现（第2部分）。
• 请参阅电源性能测试方法，以通过不同的设备使用案例和瞬态加载条件验证系统。
• 获取核对表以验证实现。
• 获得故障排除知识以解决执行问题。

可以实现光学肌谱（PPG）装置以测量血容量，从哪种生命的符号信息，例如血氧水平和心率率。在第1部分，我们提供了离散电源电路设计解决方案，以便使用最佳性能MAX86171.光脉冲血氧计和心率传感器模拟前端（AFE）。在第2部分中，我们向使用该应用程序显示空间受限应用的集成解决方案MAX86141.光脉冲血氧计和心率传感器AFE（也可以与MAX86171一起使用）。

如第1部分所述，Analog Devices提供已预先验证的电源子系统电路设计（即，设计，构建和测试），确保了每个生物调位AFE设备的信噪比（SNR）性能。

重新标准，下面是电源电路的详细信息，每个示例与验证清单和故障排除指南辅助电路设计人员进行补充，如果需要。图1显示许多远程患者监控应用中遇到的标准电源块图。表格1揭示了设计限制，表2.显示离散和集成解决方案的设计考虑因素。

综合设计描述

该DC-DC电源管理集成电路（PMIC）设计用于调节三个输出电源轨，以用于遥控患者生命标志监控子系统。IC具有单电感器多输出（SIMO）降压 - 升压调节器，可从单个电感器提供电源导轨，以最大限度地降低总溶液尺寸，同时保持高效率。

该电路提供适当的线路和负载调节，同时保持保存由可充电锂聚合物电池供电的生物传感器SNR性能所需的低输出噪声水平。图2.使用集成电源设备显示PPG子系统表3列出主要组件。

1.8-V / 1.8-V / 5.0-V使用PMIC的SMPS电路

基于以下电路MAX77642PMIC在远程患者生命标志监视器应用中显示出适当的操作开关模式电源（SMPS）设备的典型输入和输出电源电平。数字万用表（DMM）可用于探测输入和输出端口以验证电源电压电平（图3）。电源输出电平由于诸如放电电池或更换负载的各种因素（即设备模式而变化，从睡眠模式唤醒等），因此电源输出电平可能变化。

集成1.8V / 1.8V / 5.0V SMPS和电路验证清单

图4.显示遥远患者生命标志监控的集成MAX77642 PMIC。

表4.可以用作清单，以验证使用MAX77642设备的1.8-V / 1.8-V / 5.0-V SMPS电路的操作，同时连接到生物传感电路负载。

1.8-V / 1.8-V / 5.0-V SMPS电路故障排除指南

以下电路故障排除说明（图5）如果使用1.8V / 1.8V / 5.0-V SMPS电路的运行，将有助于设计人员。本指南解决了实现这些集成开关模式电源的最常见问题。

MAX77642 SMPS电路故障排除

步骤1：检查输入电压

使用具有1MΩ或更大的内部阻抗（例如，Fluke 87）的DMM，测量输入到MAX77642设备的电压。务必将负“黑色”导致接地连接，正面的“红色”导致设备的输入“in”。如果输入引脚不易进入，请将引线放在输入电容上（C_在）。

采用表5.诊断和修复相关问题。

第2步：检查电感信号波形

使用示波器或数字存储范围（DSO），请在MAX77642设备上探测LXA引脚。如果输入引脚不容易评估，请将探头放在（LXA）电感端盖上。笔记：建议示波器和探头具有200 MHz的最小带宽。

如果电路正常运行，则波形应为一系列脉冲波，上升和下降的振铃最小（图6）。

脉冲波形演示三个SMP的时间复用共用单个电感（也称为SIMO电源）。

偏离理想系列的脉冲波可以用来有效地诊断和解决许多问题。采用表6.诊断和修复相关问题。

步骤3a：检查输出直流电压

使用具有1MΩ或更大的内部阻抗的DMM（例如，Fluke 87），测量MAX77642器件的三个输出处的电压。务必将负“黑色”导致接地，正面“红色”导致设备的相关SSBX通道输出“OUT”引脚。如果输出引脚不易进入，请将引线放在相关的输出电容上（C_出去）。

采用表7,8，和9.要诊断和修复相关的SSB0（1.8 V DC），SSB1（1.8 V DC）和SSB2（5.0 V DC）输出问题。

步骤3b：检查输出交流电压

使用示波器或DSO，现在通过探测MAX77642设备的三个输出来测量输出纹波（AC）。建议使用差分技术正确测量输出并避免射频拾取器。笔记：建议示波器和探头具有200 MHz的最小带宽。

如果电路正常运行，则SSB0波形应为1.8-V DC（数字）输出，具有叠加在其上的小纹波波形。图7.显示纹波波形。

采用表10.诊断和修复相关问题。

如果电路正常运行，则SSB1波形应为1.8-V DC（模拟）输出，叠加在其上的小纹波波形。图8.显示纹波波形。

采用表11.诊断和修复相关问题。

如果电路正常运行，则SSB2波形应为5.0-V DC（对于LED）输出，其中小纹波波形叠加在其上。图9.显示纹波波形。

采用表12.诊断和修复相关问题。

结论

这总结了呈现预验证电源电路的两部分系列，包括离散和集成，与MAX86171为基础的MAX86141的PPG遥感患者生命符号监视器。虽然集成和离散开关模式电源电路设计支持PPG性能，但集成的解决方案提供较小的占地面积和减少的部分计数，并建议用于尺寸约束应用。

可以在Maxim集成，现在的模拟设备，网站网站上找到相应的验证测试数据远程患者生命符号监视器的电源子系统。“

参考

用于生命符号监视器的电源子系统

设计精确，可穿戴光学心率监视器