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指尖上的健康专家，上海贝岭血氧仪应用方案
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指尖上的健康专家，上海贝岭血氧仪应用方案
指夹式血氧仪是用来监测血氧饱和度的一种小型仪器，体积小、功耗低、使用方便、便于携带。测量时只需将手指插入指夹式光电传感器中，即可测量血氧饱和度值和脉率。血氧饱和度指的是血液中被氧结合的氧合血红蛋白的容量，占全部可结合的血红蛋白容量的百分比。它是反应人体是否缺氧的一个重要的指标，是体现呼吸循环的重要生理参数。血氧饱和度正常值应该在95%-100%，如果低于94%，就需要引起警惕，尽快到医院检查缺氧的原因。
随着我国人口老龄化速度不断加快，人们对慢病预防和健康管理的需求呈上涨趋势。例如，患有心脑血管疾病的病人会因血液黏稠、冠状动脉硬化、血管腔狭窄从而导致供氧困难。由于病毒感染等原因造成的呼吸系统疾病，患者也会因为呼吸困难导致吸入氧气量不足。如果患者重度缺氧，得不到及时供氧抢救，很可能有生命危险。因此，这类人群需要长期监测血氧含量，预防危险发生。指夹式血氧仪正是一款具备“预防”属性的家用健康设备。
图1 指夹式血氧仪原理框图
图1为指夹式血氧仪原理框图，图中，模拟开关用于切换红光LED和红外光LED灯，LED灯发射电流可达到几十mA，因此要求模拟开关具有低导通电阻特性。红光和红外光LED由通用运放和三极管构成的恒流电路驱动，具有较高的电流精度和较低的温度漂移。在光敏接收管侧，运放用于实现光电转换，一般选用低噪声运放，能够更好地提高系统的分辨率。在电源拓扑上，一种是采用两节干电池(3V)供电，通过DC-DC升压到3.6V，再通过LDO降压给系统各电路使用，另一种采用锂电池供电，可以循环充电使用。
1、 模拟开关
超低导通电阻模拟开关BL1555：
l 宽工作电压范围：1.65~5.5V
l 超低导通电阻：0.3Ω
l -3dB 带宽：33MHz
l 静态电流：小于 1uA
l 高隔离度：-66dB
l 工作温度范围：-40~+125℃
l MSOP10，QFN1.8x1.4-10L 封装可选
模拟开关选型表 | ||||||||
Part No. | CH | Type | RON | Bandwidth | VCC(Min) | VCC(Max) | Operation Temperature | Package |
BL1555 | 2 | 1:2 | 0.3Ω | 33MHz | 1.65V | 5.5V | -40~＋125℃ | MSOP10，QFN1.8×1.4-10L |
表1 模拟开关选型表
2、 运算放大器
运算放大器选型表 | |||||||||||
Part No. | Channel | Noise @ 1KHz | Power | GBW | Slew Rate | Iq/CH | Input Bias | Maximum | Rail to | Package | |
BL321L | 1 | 27 | 2.1~5.5 | 1 | 0.6 | 40 | 1 | 3.5 | Y | SOT23-5 | |
BL3782 | 2 | 13 | 2.1~5.5 | 6 | 4.2 | 470 | 1 | 3.5 | Y | SOP8,MSOP8 | |
BL3784 | 4 | 13 | 2.1~5.5 | 6 | 4.2 | 470 | 1 | 3.5 | Y | TSSOP14 | |
表2 运算放大器选型表
3、 LDO
低噪声高电源抑制比LDO BL9161G, BL9162：
l 宽工作电压范围
l 良好的电源抑制比指标
l 低关断电流
l 低dropout电压
l 内置过热保护功能
l 快放电功能
l DFN1x1-4L,SOT23-5,SOT23-3,SC70-5封装
LDO选型表 | |||||||
Part No. | VIN | VOUT | Output Accuracy | PSRR | IQ | IOUT(Max) | Package |
BL9161G | 2.2~6V | 1.2~3.3V | 2% | 75dB | 70uA | 300mA | SOT23-5, SOT23-3, SC70-5, DFN1×1-4L |
BL9162 | 1.6~5.5V | 1.0~4V | 2% | 87dB | 45uA | 300mA | SOT23-5, SC70-5, DFN1×1-4L |
表3 LDO选型表
4、 锂电池充电芯片
线性充电管理芯片BL4054B，BL4056C：
l 锂电池正负极反接保护（部分型号）
l Vcc 输入端反接保护（部分型号）
l 可编程充电电流
l 恒定电流/恒定电压
l 温度自适应可实现充电速率最大化
l 精度达到±1%的预设充电电压
l 自动再充电
l C/10 充电终止
l 2.9V涓流充电
l 软启动限制浪涌电流
锂电池充电芯片选型表 | ||||||
Part No. | VIN | Series Cells | Max. Charger | Charger Type | Output Accuracy | Package |
BL4054B | 4.25~6.5V Max. 10V | 1 | 800mA | Linear | 4.2V±1% 4.3V±1% 4.4V±1% | SOT23-5 TSOT23-5 |
BL4056C | 4.2~9.0V | 1 | 1A | Linear | 4.2V±1% 4.35V±1% | ESOP8 |
表4 锂电池充电芯片选型表
5、 DC-DC升压电路
BL8536和ME2188是PFM高效同步升压电路，静态电流低，外围电路简单，非常适合干电池供电的电子产品应用。
l 效率达93%以上
l 0.9V低启动电压
l 同步整流，不需外围肖特基二极管
DC-DC升压选型表 | ||||||
Part No. | VIN | Iq | Switching Frequency | Output Current | Output Accuracy | Package |
BL8536 | 0.9V~5V | 8µA | 1MHz | 300mA | 2% | SOT23-3 SOT89-3 |
ME2188 | 0.9V~5V | 7.5µA | 320KHz | 300mA | 2% | SOT23-3 SOT89-3 |
表5 DC-DC升压芯片选型表
6、 低压MOSFET
BLM2301和BLM2305为采用沟槽技术的P沟道低压MOSFET， 具有极低的导通电阻，低至0.7V的栅极开启电压非常适合采用电池供电的便携电子产品。
低压P沟道MOSFET选型表 | ||||||
Part No. | BVdss | Id | Vgs | VGS（th） | Rdson（Vgs=2.5V） | Package |
BLM2301 | 20V | 3A | 12V | 0.7V | 140mΩ Max. | SOT23-3 |
BLM2305 | 20V | 4.1A | 12V | 0.7V | 75mΩ Max. | SOT23-3 |
表6 低压P沟道MOSFET选型表
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