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100-mal weniger Leckstrom

Schutzbaustein für medizinische Anwendungen

8. März 2017, 8:02 Uhr | Maxim Integrated Products Inc.

Defibrillationsschutz für medizinische Anwendungen.

Der für medizinische Ausrüstungen wie Defibrillatoren sowie EKG-Diagnose- und Überwachungsgeräte vorgesehene Defibrillations-Schutzbaustein MAX30034 von Maxim Integrated Products, Inc. (NASDAQ: MXIM) bietet Schutz vor Defibrillations-Impulsen und elektrostatischen Entladungen (ESD).

Im Vergleich zu bereits bestehenden Techniken und Bauelementen vereinfacht er das Design, reduziert den Platzbedarf um mehr als 75 % und verringert den Bauteileaufwand (Bill of Materials), während die Performance zunimmt.

Die Entwickler von Defibrillatoren und EKG-Geräten stehen vor der Herausforderung, dass ihre EKG-Eingangsverstärker den für die Reanimation benötigten Hochspannungsimpulsen widerstehen müssen. Diese Impulse können leicht die empfindlichen elektronischen Schaltungen beschädigen, mit denen die im Millivolt-Bereich liegenden Herzsignale erfasst werden. Um derartige Schäden zu verhindern, war bisher eine dreistufige Lösung aus mehreren Bauelementen erforderlich. Neben einer Gasentladungsröhre (Gas-Discharge Tube – GDT) pro Kanal und/oder TVS-Bausteinen (Transient Voltage Suppression - TVS) waren auch ESD-Schutzdioden nötig. Hinzu kommt, dass der Leckstrom, der eine kritische Größe darstellt, hier mit 1 bis 2 nA relativ hoch ist.

Der vierkanalige Defibrillations-Schutzbaustein verwendet eine Topologie eines fortschrittlichen Halbleiterprozesses, um die energiereichen Impulse zu absorbieren und von den empfindlichen Schaltungen wegzuleiten. Der ebenso kleine wie robuste Baustein benötigt nur ein IC und zwei externe Widerstandspaare pro Kanal, was das Design einfacher macht, den Platzbedarf verringert und für einen geringeren Leckstrom sorgt. Neben den primären GDT- und/oder TVS-Bausteinen ersetzt der neue Schutzbaustein auch die sekundären ESD-Schutzdioden, die als konventionelle Lösungen für den zwingend erforderlichen Schaltungsschutz verwendet werden. Der Chip verkraftet ohne Ausfall mehr als 100.000 Defibrillationsimpulse und behält dabei einen Leckstrom von unter 10 pA bei (das ist 100-mal weniger als bei der Lösung auf GDT/TVS-Basis). Das Gehäuse hat die Maße 3 mm x 5 mm.

Stellungnahme

»Unsere Kunden benötigen innovative, anwendungsspezifische Bauelemente dieser Art«, erklärte Andrew Baker, Executive Director für den Bereich Industrial and Healthcare bei Maxim Integrated. »Der Baustein eröffnet eine grundlegend neue Lösung für die seit langem bestehende Herausforderung, medizinische Geräte vor den Auswirkungen von Defibrillations-Impulsen zu schützen.«