如何为超声波床旁产品选择合适的电池充电器 IC

超声成像技术的进步，以及对微创诊断和治疗的需求不断增长，使得将超声应用用于医疗成为可能。例如，鉴于其具有成本效益、安全和快速的诊断能力，将超声波用于远程患者监测变得越来越流行。还需要超声波设备变得更加便携，以便从医院或医生办公室到某人的家或偏远村庄的任何地方都可以始终如一地提供高质量的医疗服务。

在本文中，我将研究紧凑型电池充电器集成电路 (IC) 和超声波床旁护理产品的解决方案，医疗专业人员使用这些产品来诊断患者接受治疗的任何地方的问题。

床旁超声设备的类型和充电要求

超声设备主要有三种类型：推车式、笔记本式和手持式。三者的系统功耗各不相同。因此，他们需要不同的电池配置。

如图 1 所示，推车式超声机是三种类型中功能最强大的。最大系统电流在 12 V 时可高达 20 A。推车通常包括四个并联的独立电池组，以充分为系统负载供电。每个电池组配置有四个或更多串联的电池。

由于锂电池的空中交通管制规定，每个电池组的容量不能超过 100 瓦时。因此，四个电池组不能直接绑在一起。每个单独的电池组都需要自己的充电和放电路径，如图 2 所示。

图 1：床旁超声设备（推车式、笔记本式和手持式）

图 2：简化的多电池组电池管理系统

基于笔记本电脑的设备还具有 100 瓦时的最大电池容量限制。超声笔记本电脑的系统功耗在 12 V 时可高达 10 A。因此，这种类型的机器通常包括两个具有独立充电和放电路径的独立电池组。

手持式智能探头体积小得多；它只收集和传输数据。因此，串联一到两个锂离子或锂聚合物电池的单个电池组足以支持操作。与使用电池作为备用电源的推车式或笔记本式超声设备不同，智能探头中的电池是主要电源。因此，例如，日常使用需要使用 USB Type-C® Power Delivery 进行快速充电。

电池充电器建议

同样，对于基于手推车的设备和笔记本设备，电池用作备用电源，而线路电源是主要电源。由于这些应用中的系统电流很高，您可以使用直接电源路径，系统直接由输入源供电。当输入源被移除时，直接电源路径管理会自动从电池为系统负载供电。

TI 的 BQ24610 是一款独立的电池充电控制器，可为多达六个串联的锂离子或锂聚合物电池提供直接电源路径充电。独立功能可通过电阻轻松配置充电参数。

对于可以具有从 12 V 到 24 V 不等的多种类型输入源的超声笔记本电脑，BQ25713 升降压充电器可以支持从不同输入源充电，而无需在充电器输入前增加额外的 DC/DC 转换器。

对于最紧凑的超声设备，智能探头，像 BQ25790 这样的集成降压-升压充电器提供了更小的解决方案尺寸，具有高集成度和芯片级封装。该器件支持 1 到 4 节串联电池和高达 5 A 的电池电流以进行快速充电。3.6 V 至 24 V 的输入电压范围支持 USB Type-C® 供电的全范围。它还具有双输入控制功能，可在两个电源（例如无线电源或 USB）之间切换。BQ25792 属于同一电池充电器 IC 系列，采用四方扁平无引线 (QFN) 封装，可提供更好的热性能。

对于仅采用单节电池配置的设备，BQ25892 或 BQ25895 降压充电器也是不错的选择，具有高达 5 A 的高充电电流能力。 D+/D- 功能可检测标准 USB 端口和可调高压适配器作为输入电源。

在提供高质量的床旁病人诊断时，随着超声设备的便携性变得更加重要，您必须优化电池设计。不同的功率水平需要不同的电池设计配置，因此了解您的系统和充电要求以选择最佳的电池充电器集成电路非常重要。