便攜式醫療設備需要較長的電池壽命和小巧的外形尺寸，以確保患者成功使用和積極的醫療結果。MAX16164，毫微功耗開/關控制器兼具長壽命和便攜性，同時提供設計靈活性和可編程休眠時間。

介紹

健康是幸福和生活充實的基礎。最近的COVID-19大流行進一步凸顯了健康生活方式的必要性和重要性，以及持續健康監測的重要性。活動追蹤器、血壓監測儀、生物傳感器和連續血糖監測儀 （CGM） 等醫療可穿戴設備能夠定期監測健康有價值的信息，例如檢查一天內步數的運動、跌倒檢測、心率跟蹤以檢查心房顫動或監測血糖水平。這些設備以不顯眼的方式不斷收集有價值的數據用于診斷和治療目的。半導體技術的最新創新和消費者對健康監測需求的增加產生了對醫療可穿戴設備的蓬勃發展的需求。

電池供電/醫療可穿戴技術挑戰

在設計醫療可穿戴設備時，最重要的考慮因素之一是高效、可靠的操作和小巧的外形。例如，CGM跟蹤用戶的葡萄糖水平，并指示這些水平是過高還是過低。1型或2型糖尿病患者必須對這些變異做出反應，如果不及時治療，會導致危及生命的脫水和糖尿病昏迷。在CGM之前，用戶每天會多次刺破手指并抽血以測量血糖水平。幸運的是，可穿戴CGM減少了手指刺破血液分析的需要。由于 CGM 貼片由電池供電，因此電池續航時間越長，用戶需要應用貼片的次數就越少。這顯然是一個非常理想的功能。

系統設計人員現在有許多工具可以延長電池供電設備的電池壽命。除了電池類型和尺寸外，許多低功耗器件還可以降低系統功耗，包括低功耗微控制器、低功耗信號調理器件、降壓/升壓轉換器、負載開關和LDO。首先，低靜態電流通過降低系統待機功耗顯著延長了電池壽命。其次，毫微功耗降壓、升壓和信號調理等毫微功耗器件允許采用新的解決方案架構，進一步降低系統功耗。

在許多醫療應用中，如連續血糖監測和心電圖，系統需要定期和自動監測和報告信息。這意味著設備需要始終通電，但在不測量或報告時消耗盡可能少的功率。微控制器和微處理器可以執行此任務，但它們通常消耗太多功率，即使在低功耗或睡眠模式下也是如此。定期喚醒系統的另一種解決方案是使用實時時鐘和負載開關。這種解決方案導致額外的IC和較低的可靠性。

開/關控制器系統圖

一種新穎的解決方案是開/關控制器，用于在必要時喚醒系統微控制器，并在待機模式下最大限度地降低功耗。具有可編程休眠時間的開/關控制器具有功耗最低、無軟件依賴性和最小外形尺寸等優點。

MAX16164為毫微功耗開/關控制器，具有可編程休眠時間，可通過電阻或通過I電路進行編程。2C總線。該器件在休眠時消耗 30nA 電流，在關斷模式下僅消耗 10nA 電流。

毫微功耗開/關控制器如何幫助節省能源和延長電池壽命？假設電池供電的醫療設備的電流消耗如下，就像上面顯示的系統框圖一樣。

基于賽普拉斯 PSoC 6 CPU

平均有功電流為 4.7mA

占空比：0.1%

這假設電池電壓一致，并且有微控制器負責打開和關閉系統，并具有睡眠模式，RTC功耗為7μA。

電流消耗：

CPU 活動電流 x CPU 占空比 + CPU 休眠電流 x （1 - CPU 占空比） = 4.7mA x 0.001 + 7μA x 0.999 = 4700nA + 7000nA = 11700nA。

如果使用MAX16164，器件和系統的休眠時間功耗為30nA。

MAX16164功耗：

CPU 有效電流 x CPU 占空比 + MAX16164 休眠電流 x （1 - CPU 占空比） = 4.7mA x 0.001 + 30nA x 0.999 = 4700nA + 30nA = 4730nA。

因此，MAX16164的功耗與休眠模式下CPU的功耗=4730/11700 = 40%。因此，使用MAX16164可將電池壽命延長60%。

此外，MAX16164采用纖巧型WLP和小尺寸μDFN封裝，以極小的占位面積提供可靠性和節能等優點。

總結

人們對自己的生計更加了解和謹慎，并尋找更好地監測和控制其健康的方法。現在，小型、可靠和長期運行的醫療設備對于健康監測比以往任何時候都更加重要。使用毫微功耗MAX16164開/關控制器可以延長需要連續監測健康信號的醫療穿戴設備的電池壽命。

審核編輯：郭婷