उच्च वोल्टेज प्रतिरोधों का उपयोग चिकित्सा उपकरणों में विद्युत धाराओं को पूर्व निर्धारित सीमा के भीतर रखने के लिए किया जाता है।
उपयोग किए गए उच्च वोल्टेज का मतलब है कि वांछित आउटपुट करंट को प्राप्त करने के लिए कम संख्या में प्रतिरोधों का उपयोग किया जा सकता है।
इन प्रतिरोधों को दशकों के उपयोग का सामना करने में सक्षम होने की आवश्यकता होती है, इसलिए वे कम सामग्री के साथ बनाए जाते हैं और कम निर्माण लागत को उनके डिजाइन में शामिल किया जाता है।
अधिकांश चिकित्सा उपकरण बहुत उच्च वोल्टेज (लगभग 1-2V) पर काम नहीं करते हैं।
हालांकि, कुछ अपवाद हैं।
बहुत प्रत्यारोपण योग्य नैदानिक उपकरण (IDDs) 5-20V पर काम करते हैं, और ऑपरेटिंग फ्रीक्वेंसी आमतौर पर सामान्य रेंज से भी अधिक होती है।
इसका मतलब यह है कि चिकित्सा उपकरणों के लिए एक उच्च-वोल्टेज अवरोधक डिजाइन करते समय लागत संबंधी विचार अधिक महत्वपूर्ण हो जाते हैं।
नीचे हम बताएंगे कि आप इसके लिए कम लागत वाला समाधान कैसे बना सकते हैं उच्च वोल्टेज प्रतिरोधों सुरक्षा या विश्वसनीयता से समझौता किए बिना।
चिकित्सा उपकरणों में उपयोग किया जाने वाला प्रतिरोधक क्या है?
उच्च वोल्टेज प्रतिरोधों का उपयोग चिकित्सा उपकरणों में विद्युत धाराओं को पूर्व निर्धारित सीमा के भीतर रखने के लिए किया जाता है।
उपयोग किए गए उच्च वोल्टेज का मतलब है कि वांछित आउटपुट करंट को प्राप्त करने के लिए कम संख्या में प्रतिरोधों का उपयोग किया जा सकता है।
इन प्रतिरोधों को दशकों के उपयोग का सामना करने में सक्षम होने की आवश्यकता होती है, इसलिए वे कम सामग्री के साथ बनाए जाते हैं और कम निर्माण लागत को उनके डिजाइन में शामिल किया जाता है।
अधिकांश चिकित्सा उपकरण बहुत उच्च वोल्टेज (लगभग 1-2V) पर काम नहीं करते हैं।
हालांकि, कुछ अपवाद हैं।
कई इम्प्लांटेबल डायग्नोस्टिक डिवाइस (IDD) 5-20V पर काम करते हैं, और ऑपरेटिंग फ्रीक्वेंसी आमतौर पर सामान्य रेंज से भी अधिक होती है।
इसका मतलब यह है कि चिकित्सा उपकरणों के लिए उच्च वोल्टेज प्रतिरोधी डिजाइन करते समय लागत विचार अधिक महत्वपूर्ण हो जाते हैं।
नीचे हम बताएंगे कि कैसे आप सुरक्षा या विश्वसनीयता से समझौता किए बिना उच्च वोल्टेज प्रतिरोधों के लिए कम लागत वाला समाधान बना सकते हैं।
हाई वोल्टेज रेसिस्टर में क्या देखना है
कम लागत - उच्च वोल्टेज का मतलब है कि वांछित आउटपुट करंट प्राप्त करने के लिए बहुत अधिक प्रतिरोधों की आवश्यकता होती है।
यदि किसी उपकरण में उच्च परिचालन वोल्टेज है, तो प्रतिरोधों की लागत भी अधिक होने वाली है।
निर्माण में आसानी - उच्च वोल्टेज प्रतिरोधक आमतौर पर 1 मिमी व्यास और लंबी लंबाई के होते हैं।
वे आमतौर पर FR-4 या FR-5 मुद्रित सर्किट बोर्ड (PCB) सामग्री भी होते हैं, जो कि अधिक महंगे FR-32 की तुलना में काम करना आसान है।
प्रतिरोधों के दशकों तक बने रहने को सुनिश्चित करने के लिए उच्च गुणवत्ता वाला निर्माण महत्वपूर्ण है।
कुछ निर्माता टिन प्लेटेड ट्रैक का उपयोग करते हैं जबकि अन्य टिन प्लेटेड लीड का उपयोग करते हैं।
उच्च-गुणवत्ता वाले प्रतिरोधों में सिल्वर प्लेटेड ट्रैक और लीड होते हैं।
बैक-ईएमएफ टॉलरेंस - जैसे-जैसे रेसिस्टर्स लंबे होते जाते हैं, वायर का रेजिस्टेंस कम होता जाता है।
करंट फ्लो बढ़ने के कारण रेसिस्टर का बैक-ईएमएफ (इलेक्ट्रोमोटिव फोर्स) भी बढ़ सकता है।
इन परिवर्तनों को ध्यान में रखते हुए प्रतिरोधी के मूल्य के संकल्प पर सहनशीलता की आवश्यकता होती है।
उदाहरण के लिए, मूल्य में 5% भिन्नता वाला एक प्रतिरोधक (उदाहरण के लिए, 9.9 ओम के बजाय 10.0 ओम) स्वीकार्य है।
उच्च विश्वसनीयता - उच्च वोल्टेज प्रतिरोधक आमतौर पर -15ºC से 85ºC के तापमान पर काम करते हैं।
प्रतिरोधों को विकृत करने जैसी समस्याओं से बचने के लिए पूर्व बहुत ठंडा है, जबकि विश्वसनीयता के मुद्दों से बचने के लिए बाद वाला बहुत गर्म है।
इसलिए विश्वसनीयता के मुद्दों से बचने के लिए एक उच्च ऑपरेटिंग तापमान रेंज की आवश्यकता होती है।
चरण 1: आवश्यकता की पहचान करें
उच्च वोल्टेज रोकनेवाला डिजाइन करते समय पहला कदम ऑपरेटिंग वोल्टेज और उत्पाद की ऑपरेटिंग आवृत्ति की पहचान करना है।
उदाहरण के लिए, आपको एक प्रतिरोधक की आवश्यकता हो सकती है जो अधिकतम 5V के लिए रेट किया गया हो और 1kHz और 10kHz के बीच की आवृत्ति पर संचालित हो।
अगला, आपको अपनी आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए सही घटकों को खोजने की आवश्यकता है।
एक लोकप्रिय विकल्प सिरेमिक विशेषता प्रतिरोधी (सीएसआर) है।
उच्च गुणवत्ता वाले निर्माण, उच्च विश्वसनीयता और कम लागत के कारण सीएसआर का उपयोग आमतौर पर उच्च शक्ति अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है।
एक अन्य लोकप्रिय विकल्प FR-4 PCB सामग्री है, इसकी लागत प्रभावशीलता और निर्माण में आसानी के कारण।
CSR और PCB का एक करीबी प्रतियोगी FR-5 सामग्री है।
पीसीबी की तरह, FR-5 सामग्री अपेक्षाकृत सस्ती है।
हालांकि, सीएसआर और पीसीबी को क्रमशः उच्च वोल्टेज और उच्च तापमान का सामना करने में सक्षम होने का लाभ होता है।
दूसरी ओर, FR-5 सामग्री में उच्च वोल्टेज के लिए PCB के प्रतिरोध की कमी होती है और इस प्रकार यह कुछ अनुप्रयोगों में उतना विश्वसनीय नहीं होता है।
चरण 2: सही सामग्री चुनें
अपने उच्च वोल्टेज प्रतिरोधी के लिए सही सामग्री चुनते समय, आपको ऑपरेटिंग वोल्टेज और सामग्री के ऑपरेटिंग तापमान को ध्यान में रखना होगा।
उदाहरण के लिए, पीसीबी सामग्री का उपयोग आमतौर पर -20ºC से नीचे के तापमान पर किया जाता है।
सीएसआर और पीसीबी के पास क्रमशः उच्च वोल्टेज और उच्च तापमान का सामना करने में सक्षम होने का लाभ है।
धातु कोर के साथ अपेक्षाकृत नई प्रकार की सामग्री FR-5 बहुलक है।
बहुलक पीसीबी और FR-5 पीसीबी सामग्री से सस्ता है और अक्सर उच्च ऑपरेटिंग तापमान पर उपयोग किया जाता है।
हालाँकि, यह PCB या FR-4 जितना टिकाऊ नहीं है और नमी से क्षतिग्रस्त हो सकता है।
अपने उच्च वोल्टेज प्रतिरोधी के लिए सही सामग्री चुनते समय, आपको ऑपरेटिंग वोल्टेज और सामग्री के ऑपरेटिंग तापमान को ध्यान में रखना होगा।
चरण 3: समाई और ईएसआर की गणना करें
प्रतिरोधों में एक निश्चित मात्रा में समाई होती है, जो उनकी आवृत्ति और प्रतिबाधा को प्रभावित करती है।
ESR (समतुल्य श्रृंखला प्रतिरोध) मान समाई का समतुल्य प्रतिरोध है और यह काफी महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह प्रतिबाधा के डीसी घटक के लिए जिम्मेदार है।
कैपेसिटेंस को पिकोफैरड्स (pF) या मिलीफैरड्स (mF) में मापा जाता है।
ज्यादातर मामलों में, उच्च वोल्टेज प्रतिरोधी के लिए संधारित्र की 1% सहनशीलता पर्याप्त से अधिक है।
ESR समाई का समतुल्य प्रतिरोध है और यह काफी महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह प्रतिबाधा के डीसी घटक के लिए जिम्मेदार है।
चरण 4: एक योजनाबद्ध बोर्ड टेम्पलेट बनाने के लिए भाग जोड़ें
एक बार जब आप घटकों की पहचान कर लेते हैं, उनके मूल्यों की गणना कर लेते हैं, और अपने उच्च वोल्टेज अवरोधक के लिए एक सामग्री चुन लेते हैं, तो उन्हें एक योजनाबद्ध बोर्ड टेम्पलेट पर एक साथ रखने का समय आ गया है।
योजनाबद्ध बोर्ड टेम्प्लेट सोल्डरलेस ब्रेडबोर्ड का एक मानक लेआउट है जिसका उपयोग इलेक्ट्रॉनिक्स सर्किट को डिजाइन करने के लिए किया जाता है।
लेआउट में बाईं ओर घटकों का एक स्तंभ और दाईं ओर पावर रेल का एक स्तंभ होना चाहिए।
योजनाबद्ध बोर्ड टेम्पलेट डिजाइन करते समय कुछ बातों का ध्यान रखना चाहिए।
सबसे पहले, आपको यह सुनिश्चित करने की ज़रूरत है कि घटकों को ठीक से रखा गया है और पावर रेल के अनुशंसित पदचिह्न के भीतर हैं।
दूसरा, आपको यह सुनिश्चित करने की ज़रूरत है कि घटक कम वोल्टेज के साथ संचालित हों।
अंत में, आपको यह सुनिश्चित करने की ज़रूरत है कि सर्किट मौजूद किसी भी उच्च वोल्टेज से सुरक्षित है।