医疗可穿戴 PCB 的低功耗优化如何做？

来源：捷配时间: 2025/09/29 10:30:16 阅读: 3 标签：医疗可穿戴 PCB

医疗可穿戴设备（如动态血压监测仪、老年健康手表）的用户多为老年人或慢性病患者，频繁充电（如 3 天充一次）不仅增加使用负担，还可能因忘记充电导致监测中断 —— 某社区的老年健康手表，因 PCB 功耗过高（整机功耗 150mW），500mAh 电池仅 2 天就耗尽，30% 老人因操作不便放弃使用；某动态血压监测仪因待机功耗超 50mW，即使关闭监测功能，电池也仅能存放 7 天，无法满足长期备用需求。此外，传统 PCB 的电源转换效率低（≤85%），进一步加剧续航焦虑，影响设备的临床实用性。

要实现 “续航延长至 14 天” 的目标，医疗可穿戴 PCB 需从 “超低功耗元件、电源管理优化、能量收集辅助” 三方面突破：首先是纳安级超低功耗元件选型。元件功耗是续航的核心影响因素：选用 “微安级” MCU（STM32L0 系列，静态电流 0.2μA），替代传统 MCU（静态电流 10μA），待机功耗降低 98%；生物传感器选用低功耗型号 —— 心率传感器用 Maxim MAX30102（工作电流≤50μA），血压传感器用 Aosong ABP215（工作电流≤80μA），单次采集功耗控制在 1mWh 以内；无线传输模块用 LoRa 芯片 SX1262（休眠电流≤0.5μA），每天传输 1 次数据（耗时 10 秒，功耗 50mW），无线部分日均功耗仅 0.0014mAh。某老年健康手表通过元件优化，整机功耗从 150mW 降至 30mW，500mAh 电池续航延长至 7 天。

其次是高效电源管理与动态功耗控制。电源转换效率与功耗模式直接影响续航：采用 “LDO+DC-DC” 混合供电架构 ——MCU 与传感器用 LDO（TI TPS799，效率≥90%，纹波≤10mV），保证供电稳定；无线模块用 DC-DC（TI TPS5430，效率≥95%），减少大电流损耗，整体电源转换效率提升至 92%；设计 “深度休眠 - 唤醒” 双模：监测时满负荷运行（功耗 30mW），空闲时进入深度休眠（仅保留实时时钟，功耗≤0.5μA），以动态血压监测仪为例，每 30 分钟唤醒一次（采集 30 秒），日均功耗可降至 0.02mAh，500mAh 电池续航达 14 天。某监测仪通过电源优化，待机功耗从 50mW 降至 0.8μA，存放时间延长至 30 天。

最后是能量收集的辅助续航设计。利用人体运动或体温补充电能：在 PCB 边缘集成微型压电发电模块（厚度 0.5mm，发电功率 10μW），通过手臂摆动产生电能，每天可补充 0.5mAh 电量，续航延长 10%；PCB 局部采用 “热电发电片”（尺寸 10mm×10mm，温差 5℃时发电功率 5μW），利用皮肤与环境的温差发电，进一步补充电量。某运动型心率手环通过能量收集，续航从 7 天延长至 8.5 天，减少充电频次。

针对医疗可穿戴 PCB 的 “长续航、低功耗” 需求，捷配推出低功耗解决方案：元件选用 STM32L0 MCU+SX1262 LoRa 模块，静态电流≤0.5μA；电源管理含 LDO+DC-DC 混合架构，效率≥92%；支持压电 / 热电能量收集，日均补充 0.5mAh。同时，捷配的 PCB 通过 IEC 60068-2-32 低功耗测试、电池续航模拟测试，适配血压、心率监测场景。此外，捷配支持 1-4 层低功耗可穿戴 PCB 免费打样，48 小时交付样品，批量订单可提供功耗与续航测试报告，助力医疗设备厂商研发长续航的可穿戴产品。

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