（文章來源：愛板網(wǎng)）

智能可穿戴設備的核心架構取決于產品類型，但基本上由一個微控制器、MEMS?傳感器、無線連接電路、電池和支持性電子組件組成。

總體醫(yī)療電子市場在 2015 年的估值約為 30 億美元，并預期將以 5.4% 的年復合增長率持續(xù)成長，到 2022 年達到 44.1 億美元的市場規(guī)模。[信息來源：Marketsandmarkets.com]。那么，認為以下因素是推動這種發(fā)展的一些主要動力就不足為奇了，即：不斷上升的人口老齡化和日趨增多的生活方式疾病；對于個性化、易用型和先進保健裝置日益攀升的需求；以及可穿戴式醫(yī)療電子產品使用率的不斷提高。

與此同時，由于長時間地讓患者在醫(yī)院的病床上治療和康復所產生的費用在經(jīng)濟上逐漸變得難以為繼，對于醫(yī)療機構自身和患者而言都是如此。因此，醫(yī)院正在尋找減少這些費用負擔的方法，在不會影響患者完全康復的情況下，讓患者盡快獲得良好和自主性。實現(xiàn)此目標的一種方法是用遠程監(jiān)測和診斷設備解放患者，這樣他們就可以回到自己的家中休養(yǎng)了。

這些遠程病患監(jiān)測功能通常包括心率、血壓、呼吸率、睡眠呼吸暫停、血糖水平和體溫。因此，這對“刺激便攜式和無線醫(yī)療儀表增長的現(xiàn)實走向之一是門診治療”的假設提供了支持。結果，許多此類便攜式電子監(jiān)測系統(tǒng)必須內置 RF 發(fā)送器，這樣從患者監(jiān)測系統(tǒng)收集的任何數(shù)據(jù)都能容易地直接發(fā)送回醫(yī)院內的監(jiān)控系統(tǒng)，主治醫(yī)師稍后即可在此進行檢查和分析。

低功率精準型組件促成了便攜式和無線醫(yī)療儀器的快速成長。然而，與許多其他應用不同的是，此類醫(yī)療產品對于可靠性、工作時間和堅固性通常有著高得多的標準。該負擔的大部分落在了電源系統(tǒng)及其組件身上。醫(yī)療產品必須正確地工作，并且在交流電源插座、備份電池、甚至收集的環(huán)境能量源等多種電源之間無縫地切換。此外，必須竭盡全力地提供針對各種不同故障情況的保護及耐受能力，盡量地延長依靠電池供電時的工作時間，并確保每當接入了某種有效電源時正常的系統(tǒng)操作是可靠的。

鑒于上述情形，這是合理認為“給患者提供合適家用醫(yī)療儀表的花銷遠遠不及出于相同目的而讓患者住院治療所支付之費用”。不過，至關重要的是：患者使用的設備不僅必需可靠，而且還要為患者提供防護！因此，這類產品的制造商和設計師必須確保它們能夠依靠多種電源 (包括備份能源) 無縫地運行，從患者身上收集的數(shù)據(jù)具有高可靠性，并實現(xiàn) 99.999% 的無線數(shù)據(jù)傳輸完整性。這要求系統(tǒng)設計師確保即將采用的電源管理架構不僅具備堅固性和靈活性，而且還必需緊湊和高效。這樣，醫(yī)院和患者的需求相互得到了滿足。

幸運的是，凌力爾特等多家模擬公司致力于通過推出創(chuàng)新型產品來提供針對上述問題的解決方案。由于醫(yī)療電子系統(tǒng)中有很多應用即使在交流電源中斷的情況下也需要連續(xù)運行功率，因此一項關鍵的要求是實現(xiàn)低靜態(tài)電流以延長電池壽命。相應地，備用靜態(tài)電流小于 9?A 的開關穩(wěn)壓器常常是用戶所需要的。事實上，有些依靠電池與能量收集之組合作為其主電源供電運行的新型系統(tǒng)，要求其靜態(tài)電流為個位數(shù)的微安級，或者在某些場合中甚至是納安級。這是在此類“居家使用型”患者醫(yī)療電子系統(tǒng)中得到采納所必需滿足的先決條件。

盡管開關穩(wěn)壓器產生的噪聲高于線性穩(wěn)壓器，但是它們的效率水平要比后者好得多。只要開關電源以可預知的方式運行，噪聲和 EMI 水平在許多敏感應用中被證明是易控制的。如果開關穩(wěn)壓器在正常模式中以恒定頻率執(zhí)行開關操作，而且開關邊沿是干凈和可預知的 (沒有過沖或高頻振鈴)，則 EMI 得到了最大限度的抑制。小的封裝尺寸和高工作頻率能夠提供小巧緊湊的布局，這極大地降低了 EMI 輻射。此外，假如穩(wěn)壓器可使用低 ESR 陶瓷電容器，則能盡量地減小輸入和輸出電壓紋波，這些紋波是系統(tǒng)中的額外噪聲源。

當今多功能患者監(jiān)測醫(yī)療裝置中的電源軌數(shù)目有所增加，而工作電壓則持續(xù)地下降。雖然如此，許多此類系統(tǒng)仍然要求 3V、3.3V 或 3.6V 電源軌以為低功率傳感器、存儲器、微控制器內核、I/O 和邏輯電路供電。此外，由于它們的運作有時是生死攸關的，所以其中很多都配有一個電池備份系統(tǒng)以防裝置的主電源發(fā)生故障。

傳統(tǒng)上，它們的電壓軌一直是由降壓型開關穩(wěn)壓器或低壓差穩(wěn)壓器提供。然而，此類 IC 并未利用電池的全工作范圍，因而縮短了裝置的潛在電池運行時間。于是，當采用降壓-升壓型轉換器 (其能提升電壓或降低電壓) 時，它將使電池的全工作范圍能得到利用。這增加了操作裕量并延長了電池運行時間，因為更多的電池壽命是可用的，尤其當它接近其放電曲線的低端時。