試想一下這樣一個世界：你的手環檢測到你的脈搏異常，并幫你預約了醫生；項鏈上的傳感器檢測你的體溫出現異常變化，隨即發送消息到你的手機；床上的傳感器能夠感知你是否有個好的睡眠；衣服上的傳感器能感知你的心臟是否正常工作；馬桶上的傳感器能感知你是否患上了糖尿病。你病愈出院后，許多這樣結合了 RF 發送器便攜式電子監護系統，能夠把從你身上收集的所有數據直接發回醫院內的監控系統，供醫生日后審查和分析之用……
事實上，這樣無處不在的健康監測正在走入現實。ADI公司Power by Linear部門的產品市場總監Tony Armstrong長期跟蹤無線便攜醫療應用，對此有深度的觀察。他認為與許多其他的應用一樣，是低功率高精度組件促進實現了便攜式和無線醫療儀器的快速成長。但他同時指出，和很多其他應用不同的是，此類醫療產品通常對于可靠性、運行時間和堅固性有著高得多的標準，這個負擔大部分落在電源系統及其組件的身上。如何讓無線便攜醫療更快、更廣泛獲得普及應用，他認為新型電源設計非常重要。
解決好三個設計要點，勿讓電源系統成便攜式的“絆腳石”
便攜式醫療設備的興起是板上釘釘，但是問題也隨之而來，Tony Armstrong認為此類便攜式醫療儀器必須具備幾個條件：低價格、低功率、高精度、可靠性、堅固性和運行時間。而這些負擔大部分落在電源系統及其組件的身上，所以這就要求電源管理架構擁有堅固、靈活、緊湊和高效的特點。為此，電源設計中需要注意以下方面。
更長待機連續供電，因此項關鍵的要求就是實現低靜態電流以延長電池壽命。于是，自2010年以來，電源IC制造商一直在生產備用靜態電流小于30μA的開關穩壓器。事實上，我們近期推出的部分產品已經把這一數字降低到只有2.5μA。因此，這些產品已完全具備了在由電池提供備份電源的醫療系統中使用之條件。
許多功能豐富的患者監測醫療裝置中電源軌數目有所增加，而工作電壓則持續地下降。雖然如此，許多此類系統仍然需要 1.xV 至 8.xV 的寬廣電壓范圍，用于為電機、低功率傳感器、存儲器、微控制器內核、I/O 和邏輯電路供電。
傳統上，這些電壓軌一直是由降壓型開關穩壓器或低壓差穩壓器提供。然而，對于那些還在系統中納入了一個備份電池以應對主電源故障情況的配置，此類 IC 并未進行相應的優化。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較低端時。
電源的防干擾設計很重要。盡管開關穩壓器產生的噪聲高于線性穩壓器，但其效率指標則比后者優越得多。已經證實：在許多敏感型應用中，只要開關電源以可預知的方式運行，那么噪聲和 EMI水平是可控的。如果開關穩壓器在正常模式中以恒定頻率執行開關操作，而且開關脈沖邊沿是干凈和可預知的，并沒有過沖或高頻振鈴，則可實現EMI的最小化。小封裝尺寸和高工作頻率能提供小巧緊湊的布局，從而最大限度地降低 EMI 輻射。除此之外，假如穩壓器可與低ESR陶瓷電容器配合使用，那么就能盡量地減少輸入和輸出電壓紋波，而這些紋波是系統中的額外噪聲源。
解決DC/DC轉換器設計的六大關切
相應的，在可能配有一個主電池的便攜式醫療設備中使用DC/DC轉換器解決方案時，需要設計中滿足以下六大特性：
1. 一個具有寬輸入電壓范圍的降壓-升壓型 DC/DC 架構，可以在采用多種電池供電型電源及其相關電壓范圍時調節 VOUT
2. 能在工作模式和停機模式中均提供超低靜態電流以延長電池運行時間
3. 能夠有效地為系統電壓軌供電
4. 電流限制功能以用于減小浪涌電流，從而保護電池
5. 解決方案占板面積小、重量輕、外形扁平
6. 可提供先進封裝以改善熱性能和空間效率
ADI推出的一款高集成度、高性能，效率高達 95%的電源LTC3119就已完全具備了上述在由電池提供備份電源的醫療系統中的使用條件。
LTC3119是一款同步電流模式單片降壓-升壓型轉換器，在降壓模式中，可從多種輸入源提供高達 5A 的連續輸出電流，輸入源包括單節或多節電池、未穩壓交流適配器、以及太陽能電池板和超級電容器。一旦啟動，該器件 2.5V 至 18V 的輸入電壓范圍就可擴展至 250mV。輸入高于、低于或等于輸出時，輸出電壓都是穩定的，且輸出電壓在 0.8V 至 18V 范圍內是可編程的。用戶可選的突發模式 (Burst Mode?) 操作將靜態電流降至僅為 31μA，從而提高了輕負載效率，同時延長了電池運行時間。
LTC3119 采用的專有 4 開關 PWM 降壓-升壓型拓撲在所有工作模式時均提供低噪聲、無抖動切換，因而非常適合對電源噪聲敏感的 RF 應用和精確的模擬應用。另外，該器件還包含可編程最大功率點控制 (MPPC) 功能，以確保從光伏電池等具較高輸出阻抗的電源提供最大功率。
LTC3119 3.3V、1.5MHz 寬輸入穩壓器配置電路
LTC3119 包含4個內部低 RDSON N 溝道 MOSFET，提供高達95%的效率。突發模式操作可停用，以提供低噪聲連續切換。外部頻率編程或采用內部PLL實現同步使得可以在很寬的 400kHz 至 2MHz 開關頻率范圍內運行，這就允許在轉換效率和解決方案尺寸之間做出權衡。其他特點包括短路保護、熱過載保護、低于3μA的停機電流和一個電源良好指示器。該器件采用纖巧的外部組件，工作電壓范圍很寬，擁有緊湊的封裝，靜態電流也很低，因此非常適合RF電源、大電流脈沖負載應用、系統備份電源、以及甚至連接12V轉換系統的鉛酸電池。
很多便攜式醫療系統都需要用多個輸入源供電，包括單節或多節電池配置、交流適配器和超級電容器組。
本文小結
在不斷增強的健康意識推動下，人們開始關注測量生命體征參數以及追蹤這些參數的日常變化趨勢，因此便攜式醫療設備系統必定是大勢所趨。20年前，我們想象不到手機能夠成為提供各種各樣服務的隨身物品，但是如今的我們能夠預測未來，便攜式醫療設備系統一定會充滿我們的生活日常，如影隨行地監測我們的健康狀態。從ADI提供的低功耗、診斷級性能、高集成度即小體積、完整的系統級醫療解決方案及專業技術服務等角度來看，這一天不會太遠了。