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[导读]根据Yole Development 2020年报告,医疗健康可穿戴产品的市场规模从2019年的3.47亿件,将持续增长到2025年达到7.54亿件,这个增长主要的驱动在医疗类穿戴市场和消费类穿戴市场。

根据Yole Development 2020年报告,医疗健康可穿戴产品的市场规模从2019年的3.47亿件,将持续增长到2025年达到7.54亿件,这个增长主要的驱动在医疗类穿戴市场和消费类穿戴市场。而这两个驱动力都有共同的潜在需求发展方向,一是对于监测等级的要求提高,二是生命体征监测项目数量提高,三是追求可穿戴设备的轻便性保证长时间监测舒适性,四是一直不变的对于续航的追求。这些共同的需求驱动反映到半导体器件上,就需要其提供更高的集成度、临床级别的检测精度和更好的能效表现。美信(现已并入ADI)近日通过在模拟前端AFE上和PMIC上的突破,可以为客户提供更“小”的可穿戴医疗解决方案。 
为可穿戴医疗提供更“小”的解决方案,ADI在模拟前端AFE和PMIC上实现更高集成度突破

MAX86178:3个完整测量系统、4项生命体征测量

据Maxim Integrated (现已并入Analog Devices)工业与医疗健康事业部医疗健康产品线总经理Andrew Baker分享,全新推出的模拟前端AFE芯片MAX86178,单芯片集成了三重完整的测量系统,包括光学心电及生物阻抗;可以实现四种关键生命体征的测量,一是心电图也称ECG或EKG,二是心率即心电测量法或光学PPG测量法的心率测量,三是通过生物阻抗测量的呼吸率,四是血氧饱和度。其中ECG部分可以做到临床等级,满足IEC60601-2-47移动式ECG监测的医疗标准,PPG同样可以做到临床等级的血氧检测,性能可以高达113dB信噪比。生物阻抗监测部分提供了灵活的测量通道设计,支持ICG、BIA/BIS、GSR/EDA监测。
为可穿戴医疗提供更“小”的解决方案,ADI在模拟前端AFE和PMIC上实现更高集成度突破
Maxim之前发布的MAX86176是PPG和ECG二合一的模拟前端,而此次最新发布的MAX86178的最大亮点在于增加了生物阻抗测量功能,提高了器件集成度。此外,PPG和ECG的也有一定的改进:ECG更适合于干电极的应用,PPG在信噪比也有一定提升。据Andrew Baker分享,MAX86178相比于传统 的分立方案,整个可穿戴设备尺寸可以做到更小,而且采集信号可以实现和光学PPG和ECG系统的时钟完全同步。

MAX77659:创新的单电感多输出(SIMO)技术

可穿戴设备的体积较少,因此可以部署的电池容量有限。如何尽可能地提高电源的能效是终端设计者非常关键的设计考量。在可穿戴医疗设备上,对于电源的EMI等能力要求则更高。电源部分的高度集成化,同样也直接影响到可穿戴设备的整体外形尺寸。针对可穿戴设备的电源需求,Maxim推出了全新的采用单电感多输出(SIMO)技术的PMIC——MAX77659。
据Maxim Integrated (现已并入Analog Devices)电池电源方案事业部执行总监Karthi Gopalan分享,电感通常是电源解决方案中最大的外部被动元件,MAX77659的创新点在于集成了一个开关模式的Buck Boost充电器和三个独立可编程的Buck Boost稳压器都共用一个电感,相比传统方案的四个外部电感,这最大程度的缩减了解决方案的总尺寸,这些稳压器通过90%的重载效率大大延长了电池寿命。
为可穿戴医疗提供更“小”的解决方案,ADI在模拟前端AFE和PMIC上实现更高集成度突破
另一个创新点在于MAX77659提供了内部自动余量控制,通过最大限度的降低压降来减少功率损耗以及控制热量,提高充电效率。通常可穿戴设备为了防水防尘所以密封度很高,不利于热量向外扩散。而温度升高会出发标准的安全充电保护 ,导致充电效率大幅度下降。 MAX77659的自主的余量跟踪功能,能够在同样的工作条件下,使快速充电产生的热量显著降低。通过与传统方案的对比,MAX77659可以将充电速度提高4倍。
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SIMO系列产品最早开始于2018年发布的MAX77650,此次全新推出的MAX77659除了利用自动余量控制在DC/DC 转换器效率和电池充电算法上做出了相当大的提升。最终做到的表现是:相对于传统的采用分立元件的方案,将BOM减少60%、充电速度提高4 倍、方案总尺寸减小50%。
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ADI此次推出的全新BioSensor AFE和PMIC,在集成度上实现了新的突破,可以大幅减少系统解决方案尺寸,提供临床级检测效果并提高电池续航和充放电效率。另外我们也可以期望,在Maxim并入ADI之后,可以为客户提供更多系统级的解决方案。

为可穿戴医疗提供更“小”的解决方案,ADI在模拟前端AFE和PMIC上实现更高集成度突破

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