Lääketieteelliset laitteet ovat riippuvaisia luotettavasta tehosta. Onko laite kannettava näyttö, infuusiojärjestelmä, diagnostinen instrumentti, potilaan käyttämä anturi tai hätälaite, akun on toimittava vakaasti koko käyttöjakson ajan.
Tavallisen kulutustuotteen akun vikaantuminen voi aiheuttaa haittaa. Lääketieteellisissä laitteissa, se voi keskeyttää seurannan, viivästyttää hoitoa tai aiheuttaa vakavan toimintahäiriön. Tästä syystä, akun valinnassa on otettava huomioon enemmän kuin kapasiteetti ja jännite. Insinöörien on arvioitava turvallisuus, suoja, lataaminen, lämpötila, mekaaninen suunnittelu, käyttöikä ja viranomaisvaatimukset.
Lääketieteellisen laitteen akun tulee myös sopia tuotteen koteloon ja olla yhteydessä oikein lataus- tai ohjausjärjestelmään. Monissa tapauksissa, tavallinen lieriömäinen kenno on vain osa suurempaa tehoratkaisua. Lopullinen pakkaus voi vaatia useita soluja, suojapiiri, polttoainemittari, lämpötila-anturit, mukautettu liitin, eristys ja mekaaninen vahvistus.
Keeppower tarjoaa ladattavia litiumakkuja, suojattuja soluja, suuren kapasiteetin akut, räätälöityjä akkuja ja lisävarusteita erilaisiin laitesovelluksiin. Sen tuotevalikoima tukee sekä vakioakkuvalikoimaa että sovelluskohtaista OEM-kehitystä.
Tämä opas selittää, kuinka valita sopiva akku lääketieteellisiin laitteisiin.
Sisällysluettelo
- Miksi paristojen valinnalla on merkitystä lääkinnällisissä laitteissa
- Lääketieteellisen laitteen akun tärkeimmät vaatimukset
- Kapasiteetti ja käyttöaika
- Jännitteen ja akun kokoonpano
- Suojaus ja akunhallinta
- Li-ion- ja LiFePO4-kemian valinta
- Lämpötila ja ympäristötehokkuus
- Lataus ja huolto
- Mekaaninen suunnittelu ja liittimet
- Mukautettu akkukehitys
- Usein kysytyt kysymykset
Miksi paristojen valinnalla on merkitystä lääkinnällisissä laitteissa
Lääketieteelliset laitteet toimivat usein ympäristöissä, joissa sähkökatkoksia ei voida hyväksyä. Joitakin laitteita käytetään sairaaloissa, kun taas toisia käytetään ambulansseissa, klinikat, laboratoriot, kotona tai ulkona hätätilanteissa.
Lääketieteellisen laitteen akun on toimittava luotettavasti käytön aikana:
- Normaali toiminta
- Potilaskuljetus
- Hätävarmuuskopiointi
- Toistuva lataus
- Pitkät valmiusajat
- Akun vaihto
- Lämpötilan muutokset
- Mekaaninen liike
- Säännöllinen puhdistus ja käsittely
Kannettavat laitteet edellyttävät myös huolellista tasapainoa akun kapasiteetin ja painon välillä. Suuri akku voi pidentää käyttöaikaa, mutta vaikeuttaa laitteen kantamista. Pienempi akku voi vähentää painoa, mutta vaatii useammin lataamista.
Akku tulee siksi suunnitella osaksi kokonaista lääketieteellistä laitetta sen sijaan, että se valitaan tuotekehitysprosessin lopussa.
Lääketieteellisen laitteen akun tärkeimmät vaatimukset
Sopiva lääkinnällisen laitteen akkupaketti tulee arvioida useiden teknisten vaatimusten mukaan.
| Vaatimus | Miksi sillä on väliä |
|---|---|
| Jännite | Sen on vastattava elektronista järjestelmää |
| Kapasiteetti | Määrittää odotetun käyttöajan |
| Purkausvirta | Tukee normaalia ja huipputehoa |
| Suojaus | Auttaa estämään vaarallisia käyttöolosuhteita |
| Pyörän elämä | Vaikuttaa vaihtotiheyteen |
| Lämpötila-alue | Määrittää luotettavuuden todellisissa ympäristöissä |
| Koko ja paino | Vaikuttaa tuotteen siirrettävyyteen |
| Liitin | Pitää vastata laitetta ja laturia |
| Latausmenetelmä | Ohjaa akun turvallisuutta ja käytettävyyttä |
| Sertifiointi | Tukee sääntelyn ja markkinoiden vaatimuksia |
Täydellinen erittely tulee laatia ennen akkutarjouksen pyytämistä. Tämä auttaa akun valmistajaa suosittelemaan sopivaa kennoa, konfigurointi ja suojausjärjestelmä.
Asiakkaat voivat aloittaa tarkastelemalla Keeppower-tuotekeskus ymmärtääksesi käytettävissä olevat akkumuodot ja tuoteluokat.
Kapasiteetti ja käyttöaika
Kapasiteetti ilmaistaan yleensä milliampeeritunteina tai ampeeritunteina. Se osoittaa, kuinka paljon latausta akku voi teoriassa tarjota.
Lääketieteelliseen laitteeseen, tarvittava kapasiteetti tulee laskea virrankulutuksesta ja odotetusta käyttöajasta. Yksinkertainen arvio voidaan tehdä käyttämällä seuraavaa suhdetta:
Käyttöaika on yhtä suuri kuin akun käyttöenergia jaettuna laitteen keskimääräisellä virrankulutuksella.
Käytännössä, laskennassa on otettava huomioon myös muunnostehokkuus, akun ikääntyminen, purkautumisolosuhteet, valmiusvirta ja varakapasiteetti.
Lääketieteellisillä laitteilla voi olla erilaisia tehotiloja, mukaan lukien:
- Jatkuva seuranta
- Lyhyet suuren tehon jaksot
- Pienitehoinen valmiustila
- Langaton viestintä
- Näytön toiminta
- Tietojen tallennus
- Hälytystoiminto
- Pumpun tai moottorin aktivointi
Keskimääräinen virta saattaa näyttää alhaiselta, mutta laite saattaa silti vaatia korkean huippuvirran pumpun aikana, venttiili, moottori tai langaton lähetin käynnistyy.
Keeppower's suuren kapasiteetin akkutuotteet voidaan harkita laitteissa, jotka vaativat pidennettyä käyttöaikaa. Kuitenkin, suurikapasiteettinen kenno ei aina ole oikea valinta. Kapasiteetti tulee arvioida yhdessä nykyisen kapasiteetin kanssa, koko, paino ja lämpöteho.
Jännitteen ja akun kokoonpano
Akun jännitteen on vastattava lääketieteellisen laitteen sähköistä rakennetta. Yksi litiumionikenno tuottaa yleensä nimellisjännitteen 3.6 V tai 3.7 V, kun taas LiFePO4-solu on yleensä lähellä 3.2 V.
Jos laite vaatii suurempaa jännitettä, solut voidaan kytkeä sarjaan. Esimerkiksi, 2S-kokoonpano käyttää kahta solua sarjassa, kun taas 3S-kokoonpano käyttää kolmea solua sarjassa.
Rinnakkaisliitännät lisäävät kapasiteettia ja virtakykyä. 2P-konfiguraatiossa käytetään kahta rinnakkain kytkettyä solua. Sarja-rinnakkaisjärjestelyt yhdistävät molemmat toiminnot.
Yleisiä pakkauskokoonpanoja ovat mm:
- 1S1P
- 2S1P
- 2S2P
- 3S1P
- 3S2P
- 4S2P
Pakkauksen kokoonpano vaikuttaa laturin valintaan, suojapiirin suunnittelu, tasapainotusvaatimukset ja lopulliset mitat.
Lääketieteellisiin laitteisiin, Kaikki pakkauksen solut tulee sovittaa yhteen huolellisesti. Erot kapasiteetissa, sisäinen vastus ja lataustila voivat vaikuttaa pakkauksen suorituskykyyn ja käyttöikään.
Keeppower tarjoaa mukautettu Li-ion 18650 akkupaketteja ja mukautettu Li-ion 21700 akkupaketteja erilaisiin jännite- ja kapasiteettivaatimuksiin.
Suojaus ja akunhallinta
Akun suojaus on välttämätöntä lääketieteellisissä sovelluksissa. Suojapiirimoduuli voi auttaa valvomaan ja ohjaamaan akun käyttöolosuhteita.
Tärkeitä suojaustoimintoja voivat olla mm:
- Ylilataussuoja
- Ylipurkaussuoja
- Ylivirtasuojaus
- Oikosulkusuojaus
- Ylikuumenemissuoja
- Solujen tasapainotus
- Alilämpötilan lataussuoja
- Latauksen seuranta
Monikennoiselle akulle, tasapainottaminen on erityisen tärkeää. Ilman tasapainotusta, yksi kenno voi saavuttaa korkean jännitteen ennen muita, luo epätasaista stressiä pakkauksen sisällä.
Akunhallintajärjestelmä voi myös tarjota tietoa:
- Jäljellä oleva kapasiteetti
- Akun jännite
- Latausvirta
- Purkausvirta
- Lämpötila
- Kierrosluku
- Akun kunto
- Vikaolosuhteet
Lääketieteellisten laitteiden valmistajan tulee määritellä, mitä suoja- ja viestintätoimintoja tarvitaan. Jotkut tuotteet tarvitsevat vain perussuojauksen, kun taas edistyneet laitteet saattavat vaatia tiedonsiirtoa erillisen käyttöliittymän kautta.
Keeppower's akkutarvikkeiden luokka sisältää PCM-komponentteja, liittimet, akkukotelot, välikkeet, USB-sovittimet ja USB-kaapelit, jotka tukevat akun integrointia.
Li-ion- ja LiFePO4-kemian valinta
Sekä perinteisiä Li-ion- että LiFePO4-akkuja voidaan käyttää lääketieteellisissä laitteissa, mutta ne tarjoavat erilaisia etuja.
Perinteiset Li-ion-akut tarjoavat tyypillisesti korkeamman energiatiheyden. Tämä tekee niistä houkuttelevia kannettaville laitteille, joissa paino ja koko ovat tärkeitä. Niitä on laajalti saatavilla 18650, 21700 ja muut lieriömäiset muodot.
LiFePO4-akut tarjoavat yleensä vahvan lämpöstabiilisuuden ja pitkän käyttöiän. Ne saattavat sopia laitteille, jotka vaativat usein lataamista, pitkä käyttöikä tai vakaa suorituskyky useiden syklien aikana.
| Valinnan prioriteetti | Mahdollisesti sopiva kemia |
|---|---|
| Pienin paino | Perinteinen Li-ion |
| Kompakti koko | Perinteinen Li-ion |
| Pitkä syklin käyttöikä | LiFePO4 |
| Säännöllinen päivittäinen pyöräily | LiFePO4 |
| Korkea energiatiheys | Perinteinen Li-ion |
| Vahva lämpöstabiilisuus | LiFePO4 |
| Olemassa 3.7 V järjestelmä | Perinteinen Li-ion |
| Olemassa 3.2 V järjestelmä | LiFePO4 |
Lopullisessa valinnassa on otettava huomioon laitteen laturi, käyttöjännite ja viranomaisvaatimukset. LiFePO4-akku ei voi yksinkertaisesti korvata perinteistä Li-ion-akkua tarkistamatta sähköistä rakennetta.
Turvallisuuspainotteisille tuotteille, tarkista saatavilla olevat LiFePO4-akut ja vertailla niiden teknisiä tietoja lääkinnällisen laitteen vaatimuksiin.
Lämpötila ja ympäristötehokkuus
Lämpötila vaikuttaa akun kapasiteettiin, latausnopeus, sisäinen vastus ja käyttöikä.
Lääketieteellisiä laitteita voidaan käyttää erilaisissa ympäristöissä, mukaan lukien:
- Sairaalan huoneet
- Ambulanssit
- Leikkaussalit
- Klinikat
- Laboratoriot
- Potilaiden kodit
- Hätätilanteet ulkona
- Kylmäkuljetus
- Korkean lämpötilan varastotilat
Akun spesifikaation tulee määrittää sallittu lataus- ja purkauslämpötila-alue. Litiumakun lataaminen sopimattoman alhaisessa lämpötilassa voi vahingoittaa kennoa. Käyttö korkeassa lämpötilassa voi nopeuttaa ikääntymistä ja lyhentää käyttöikää.
Myös lääketieteellisen laitteen akku voi vaatia:
- Lämpötila-anturit
- Lämmöneristys
- Lämmön hajoaminen
- Vedeneristys
- Tärinänkestävyys
- Iskusuojaus
- Palonkestävät materiaalit
- Turvallinen sisäinen kiinnitys
Kylmiin ympäristöihin, valmistajat voivat tarkistaa matalan lämpötilan akkuratkaisut ja keskustele odotetuista lataus- ja purkuolosuhteista.
Lataus ja huolto
Latausjärjestelmän on oltava yhteensopiva valitun akkukemian ja akkujännitteen kanssa.
Lääketieteellistä laitetta voidaan käyttää:
- Ulkoiset pöytälaturit
- Telakointiasemat
- USB-lataus
- AC adapterit
- Ajoneuvon lataus
- Sisäiset latauspiirit
- Varalatausjärjestelmät
Laturin tulee ohjata virtaa ja jännitettä oikein. Sen tulisi myös estää ylilatautuminen ja reagoida tarvittaessa akun lämpötila- tai suojasignaaleihin.
Jotkut kannettavat laitteet hyötyvät integroidusta USB-latauksesta. Keeppower tarjoaa USB-suojatut akkutuotteet USB Type-C- ja Micro USB -liitännöillä.
Myös huoltosuunnittelu on tärkeää. Lääketieteellisten laitteiden valmistajien tulisi määritellä:
- Suositeltu latausmenettely
- Varastointitila ladattu
- Akun tarkastusvälit
- Korvauskriteerit
- Suurin säilytysaika
- Hävitys- ja kierrätysprosessi
- Käyttäjien varoitukset ja ohjeet
Selkeät ohjeet vähentävät väärinkäyttöä ja pidentävät akun käyttöikää.
Mekaaninen suunnittelu ja liittimet
Akkupakkauksen on oltava tukevasti lääkinnällisen laitteen sisällä. Mekaaninen rakenne vaikuttaa turvallisuuteen, luotettavuus ja käyttökokemus.
Tärkeitä mekaanisia parametreja ovat mm:
- Suurin pituus
- Suurin leveys
- Suurin korkeus
- Solun suuntaus
- Liittimen asento
- Kaapelin pituus
- Kiinnityspisteet
- Eristeen paksuus
- Kotelon materiaali
- Pääsy vaihtoon
Liitin tulee valita virran mukaan, jännite, koko, lukitusmekanismi ja odotettavissa olevat paritusjaksot. Lääketieteelliset laitteet saattavat vaatia liittimen, jota ei voi asettaa väärin.
Akun tulee myös välttää liiallista liikkumista kotelon sisällä. Tärinä ja toistuva isku voivat vahingoittaa johtoja, hitsit tai eristys.
Räätälöityihin projekteihin, valmistajan tulee saada piirustus tai kolmiulotteinen malli, jossa näkyy käytettävissä oleva tila. Valokuvat ja käsimitat voivat auttaa varhaisissa keskusteluissa, mutta lopputuotannon tulee perustua valvottuihin suunnittelupiirustuksiin.
Mukautettu akkukehitys
Mukautettu akkupaketti on usein tarpeen, kun lääketieteellisellä laitteella on ainutlaatuinen muoto tai erityiset sähkövaatimukset.
Tyypillinen kehitysprosessi sisältää:
- Määritä jännite ja kapasiteetti.
- Mittaa käytettävissä oleva asennustila.
- Tunnista jatkuva ja huippuvirta.
- Valitse akun kemia.
- Valitse solumuoto.
- Suunnittelusarja ja rinnakkaiskokoonpano.
- Valitse suojaus- ja viestintätoiminnot.
- Tarkista liittimen ja kaapelin vaatimukset.
- Tarkista lämpötila ja mekaaniset olosuhteet.
- Rakenna näytteitä testausta varten.
- Täydellinen sähkö, mekaaninen ja turvallisuustarkastus.
- Valmistele tuotantodokumentaatio.
Keeppower luettelee kauttaan räätälöityjä akkuja lääkinnällisiin laitteisiin ja muihin erikoissovelluksiin mukautettu akkuluokka.
Kun pyydät tarjousta, antaa mahdollisimman paljon tietoa. Hyödyllisiä tietoja ovat laitteen nimi, jännite, kapasiteetti, nykyinen, mitat, liitin, lataustapa, käyttölämpötila ja odotettu määrä.
Usein kysytyt kysymykset
Minkä tyyppistä akkua käytetään yleisesti kannettavissa lääketieteellisissä laitteissa?
Ladattavia litiumakkuja käytetään laajalti, koska ne tarjoavat korkean energiatiheyden, kevyt ja joustava pakkauskokoonpano. Oikea kemia riippuu laitteen suunnittelusta.
Pitäisikö lääketieteellisessä akussa olla suojaus?
Kyllä. Lääketieteellisessä akussa tulee olla sopivat suoja- ja valvontatoiminnot sovelluksen mukaan. Näihin voi sisältyä ylihinta, ylipurkaus, ylivirta, oikosulku- ja lämpötilasuoja.
Sopiiko LiFePO4 lääketieteellisiin laitteisiin?
LiFePO4 voi olla sopiva, kun sykli on pitkä, lämpöstabiilisuus ja turvallisuus ovat tärkeitä. Laite on suunniteltava sen jännite- ja latausvaatimusten mukaan.
Kuinka lasken tarvittavan akun kapasiteetin?
Arvioi keskimääräinen virrankulutus ja tarvittava käyttöaika, sisällytä sitten muunnostappiot, ikääntyminen, varakapasiteetti ja odotettavissa olevat purkuolosuhteet.
Voiko standardi 18650 akkua saa käyttää lääketieteellisessä laitteessa?
Sitä voidaan käyttää, kun se on sähköinen, mekaaninen, nykyiset ja suojausvaatimukset vastaavat laitetta. Vakiosolua ei pidä valita vain siksi, että se sopii fyysisesti.
Voi Keeppower mukauttaa liittimen ja pakkauksen muotoa?
Räätälöidyt akut voidaan suunnitella eri kokoonpanoilla, liittimet, johdot ja mitat. Anna tekniset piirustukset ja sähkövaatimukset arviointia varten.
Mitä tietoja tarvitaan akkutarjoukseen?
Tarjoa jännite, kapasiteetti, nykyinen, mitat, liitin, lataustapa, lämpötila-alue, suojausvaatimukset ja arvioitu tilausmäärä.
Kuinka voin ottaa yhteyttä Keeppoweriin lääkeakkuprojektista??
Voit ottaa yhteyttä Keeppoweriin sen kautta virallinen yhteydenottosivu ja toimittaa hankkeen tekniset vaatimukset.
Johtopäätös
Akun valinta lääkinnällisiin laitteisiin vaatii täydellisen sähköarvioinnin, mekaaninen, ympäristö- ja turvallisuusvaatimukset. Pelkkä kapasiteetti ei voi määrittää, onko akku sopiva.
Suunnitteluryhmän tulee vahvistaa jännite, kapasiteetti, nykyinen, lataaminen, suoja, lämpötila-alue, syklin käyttöikä, liitin, kotelotila ja säädökset ennen kennon tai pakkauksen valintaa.
Perinteiset Li-ion-akut voivat sopia pienikokoisiin kannettaviin laitteisiin, jotka vaativat suurta energiatiheyttä. LiFePO4 voi olla houkutteleva sovelluksissa, jotka asettavat etusijalle lämpöstabiilisuuden ja pitkän käyttöiän. Kun vakiosolut eivät täytä suunnitteluvaatimuksia, räätälöity akkupaketti tarjoaa hallitumman ja luotettavamman ratkaisun.
Keeppower tarjoaa suojattuja akkuja, suuren kapasiteetin soluja, korkeapurkautuvia akkuja, LiFePO4 pakkauksissa, mukautettuja akkupaketteja, lataustuotteet ja akkutarvikkeet. Sen laaja tuoterakenne antaa lääketieteellisten laitteiden valmistajille mahdollisuuden verrata standardiratkaisuja ja kehittää todelliseen tuotteeseen sopivan akkujärjestelmän.
