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Rivolto ad apparati medici quali sistemi ECG diagnostici e di monitoraggio, il dispositivo di protezione MAX30034 di Maxim Integrated ha lo scopo di proteggere i circuiti dagli impulsi di defibrillazione e dalle scariche elettrostatiche (ESD). Rispetto agli approcci ed ai componenti convenzionali, il nuovo dispositivo consente di semplificare il progetto, offre un risparmio di spazio superiore al 75% e riduce la lista dei materiali, il tutto migliorando sensibilmente le prestazioni.
I progettisti di defibrillatori e di monitor ECG si trovano ad affrontare una sfida: gli amplificatori d’ingresso per ECG devono essere in grado di sopportare gli impulsi ad alta tensione utilizzati per la rianimazione cardiaca. Questi impulsi possono facilmente danneggiare i sensibili circuiti elettronici che rilevano segnali cardiaci dell’ordine dei millivolt. Per evitare che si verifichino tali danni è stato necessario sviluppare un approccio multicomponente a tre livelli, che impiega un tubo di scarica a gas (gas-discharge tube, GDT) e/o un dispositivo soppressore dei transitori di tensione (transient-voltage suppression, TVS) per ogni canale, in combinazione con diodi di protezione ESD. Questo approccio comporta anche valori relativamente alti (circa 1-2 nA) per la corrente di dispersione, un parametro molto importante.
Il dispositivo di protezione da defibrillazione MAX30034 di Maxim, a quattro canali, impiega una topologia innovativa – basata su un avanzato processo di fabbricazione dei semiconduttori – che consente di assorbire senza danni questi impulsi ad alta energia, deviandoli lontano dai circuiti sensibili. Questo piccolo e robusto dispositivo richiede soltanto due coppie di resistori esterni per ciascun canale, assicurando così semplicità del progetto, minori dimensioni complessive e minori dispersioni di corrente. Il MAX30034 rimpiazza sia i GDT e/o i TVS di primo livello, sia i diodi ESD di secondo livello che costituiscono la soluzione convenzionale per l’indispensabile protezione circuitale. Il dispositivo può sopportare oltre 100.000 impulsi di defibrillazione senza guastarsi e mantenendo una corrente di dispersione inferiore a 10 pA, cento volte più bassa rispetto agli approcci basati su GDT/TVS.
Vantaggi principali
- Facilità di progettazione: per ogni canale occorrono solo un piccolo IC e due coppie di resistori esterni
- Robustezza: la corrente di dispersione è cento volte inferiore rispetto agli approcci basati su GDT/TVS anche dopo 100.000 impulsi da 5 kV
- Piccole dimensioni: il dispositivo rimpiazza complicate soluzioni di protezione a più livelli (primario, secondario, ESD) con un risparmio di spazio superiore al 75%; il chip utilizza un contenitore µMAX di 3 mm x 5 mm (gamma di temperatura operativa da 0 a +70 gradi Celsius).
Il chip MAX30034 è già disponibile così come il kit di valutazione MAX30034EVKIT.
