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Stromversorgung in der Medizin

Wie sich mobile Medizingeräte sicher mit Energie versorgen lassen

| Redakteur: Hendrik Härter

Mobile und drahtlose Medizingeräte sind gefragt: Doch sie müssen sicher mit Energie versorgt werden. Linear bietet einen speziellen Wandler-Baustein über den wir uns mit Tony Armstrong unterhalten haben.

Trends der Medizinelek-tronik: Portable Medizintechnik und drahtlose Medizinmessgeräte erleben derzeit ein starkes Wachstum. Wir sprachen mit Tony Armstrong, Director of Product Marketing Power Products bei Linear Technology Corporation.
Trends der Medizinelek-tronik: Portable Medizintechnik und drahtlose Medizinmessgeräte erleben derzeit ein starkes Wachstum. Wir sprachen mit Tony Armstrong, Director of Product Marketing Power Products bei Linear Technology Corporation.
( Bild: Linear Technology )

Herr Armstrong, wie ist der Entwicklungsstand und welche Trends in der Medizinelektronik sind derzeit von besonderem Interesse in ihrer Firma?

Linear Technology bedient das Medizinmarktsegment von Anfang an. Low-Power-Präzisionskomponenten wachsen stark bei portablen und drahtlosen Medizinmessgeräten. Allerdings müssen diese Geräte sehr zuverlässig und robust sein. Viele Anforderungen betreffen die Stromversorgung mit ihren Komponenten. Medizinprodukte müssen zuverlässig arbeiten und nahtlos zwischen den verschiedenen Versorgungsquellen umschalten: zwischen Netzgeräten oder Batterie-Back-up- und aus Quellen für das Energie-Harvesting. Viel Arbeit gibt es bei langen Betriebszeiten im Batteriebetrieb. Außerdem muss sichergestellt werden, dass das System zuverlässig arbeitet und immer mindestens eine Versorgungsquelle zur Verfügung steht.

Portable und drahtlose Medizinmessgeräte sind derzeit gefragt. Die Gründe sind ökonomischer Natur, da Krankenhausaufenthalte sehr teuer sind. Deshalb müssen diese Geräte HF-Sender enthalten, um die gesammelten Daten direkt zum Überwachungssystem im Krankenhaus für spätere Analysen durch die Experten zu senden. Neben geringeren Kosten ist es wichtig, dass die Geräte zuverlässig arbeiten und Fehlbedienungen ausgeschlossen sind. Ein nahtloser Betrieb an den verschiedenen Quellen ist sicherzustellen.

Da in der Medizinelektronik in vielen Applikationen eine kontinuierliche Versorgung sichergestellt werden muss – sogar bei Netzausfall –, sind für eine lange Batterielaufzeit geringe Ruheströme erforderlich. Deshalb fertigt Linear Technology bereits seit 2000 Schaltregler mit Ruheströmen von <100 µA. Aktuelle Produkte benötigen 2,5 µA. Zwar rauschen Schaltregler im Vergleich zum Linearregler mehr, allerdings sind sie effizienter.

Schaltet ein Schaltregler mit konstanter Frequenz im Normalmodus und die Schaltflanken sind sauber und vorhersehbar ohne Überschwingen oder Hochfrequenz-Ringing, dann ist die EMV gering. Kleine Gehäuse und hohe Taktfrequenz ermöglichen ein kleines Layout, was die EMV-Abstrahlung zusätzlich reduziert. Zusätzlich können diese Regler zusammen mit Keramikkondensatoren mit niedrigem ESR betrieben werden, was sowohl Eingangs- wie Ausgangsripple minimiert; sie stellen zusätzliche Rauschquellen in einem System dar.

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