ബ്ലോഗ്

നവംബർ 23, 2022

മെഡിക്കൽ ഉപകരണങ്ങൾക്കായി ഒരു ഹൈ വോൾട്ടേജ് റെസിസ്റ്റർ എങ്ങനെ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യാം - ഒരു ബജറ്റ്-സൗഹൃദ പരിഹാരം

വൈദ്യുത പ്രവാഹങ്ങൾ മുൻകൂട്ടി നിശ്ചയിച്ച പരിധിക്കുള്ളിൽ നിലനിർത്താൻ മെഡിക്കൽ ഉപകരണങ്ങളിൽ ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് റെസിസ്റ്ററുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ഉപയോഗിച്ച ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് അർത്ഥമാക്കുന്നത് ആവശ്യമുള്ള ഔട്ട്പുട്ട് കറന്റ് നേടുന്നതിന് ഒരു ചെറിയ എണ്ണം റെസിസ്റ്ററുകൾ ഉപയോഗിക്കാം എന്നാണ്.

ഈ റെസിസ്റ്ററുകൾക്ക് ദശാബ്ദങ്ങളുടെ ഉപയോഗത്തെ ചെറുക്കാൻ കഴിയണം, അതിനാൽ അവ കുറഞ്ഞ മെറ്റീരിയൽ ഉപയോഗിച്ചാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്, കുറഞ്ഞ നിർമ്മാണച്ചെലവ് അവയുടെ രൂപകൽപ്പനയിൽ ഉൾപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ട്.

മിക്ക മെഡിക്കൽ ഉപകരണങ്ങളും വളരെ ഉയർന്ന വോൾട്ടേജിൽ (ഏകദേശം 1-2V) പ്രവർത്തിക്കുന്നില്ല.

എന്നിരുന്നാലും, ചില ഒഴിവാക്കലുകൾ ഉണ്ട്.

വളരെ ഇംപ്ലാന്റ് ചെയ്യാവുന്ന ഡയഗ്നോസ്റ്റിക് ഉപകരണങ്ങൾ (IDD-കൾ) 5-20V-ൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നു, പ്രവർത്തന ആവൃത്തി സാധാരണ ശ്രേണിയേക്കാൾ കൂടുതലാണ്.

മെഡിക്കൽ ഉപകരണങ്ങൾക്കായി ഒരു ഹൈ-വോൾട്ടേജ് റെസിസ്റ്റർ രൂപകൽപന ചെയ്യുമ്പോൾ ചെലവ് പരിഗണനകൾ കൂടുതൽ പ്രാധാന്യമർഹിക്കുന്നു എന്നാണ് ഇതിനർത്ഥം.

നിങ്ങൾക്ക് എങ്ങനെ കുറഞ്ഞ ചെലവിൽ ഒരു പരിഹാരം നിർമ്മിക്കാമെന്ന് ഞങ്ങൾ ചുവടെ വിശദീകരിക്കും ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് റെസിസ്റ്ററുകൾ സുരക്ഷയോ വിശ്വാസ്യതയോ വിട്ടുവീഴ്ച ചെയ്യാതെ.

 

 

മെഡിക്കൽ ഉപകരണങ്ങളിൽ ഒരു റെസിസ്റ്റർ എന്തിനുവേണ്ടിയാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്?

വൈദ്യുത പ്രവാഹങ്ങൾ മുൻകൂട്ടി നിശ്ചയിച്ച പരിധിക്കുള്ളിൽ നിലനിർത്താൻ മെഡിക്കൽ ഉപകരണങ്ങളിൽ ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് റെസിസ്റ്ററുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ഉപയോഗിച്ച ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് അർത്ഥമാക്കുന്നത് ആവശ്യമുള്ള ഔട്ട്പുട്ട് കറന്റ് നേടുന്നതിന് ഒരു ചെറിയ എണ്ണം റെസിസ്റ്ററുകൾ ഉപയോഗിക്കാം എന്നാണ്.

ഈ റെസിസ്റ്ററുകൾക്ക് ദശാബ്ദങ്ങളുടെ ഉപയോഗത്തെ ചെറുക്കാൻ കഴിയണം, അതിനാൽ അവ കുറഞ്ഞ മെറ്റീരിയൽ ഉപയോഗിച്ചാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്, കുറഞ്ഞ നിർമ്മാണച്ചെലവ് അവയുടെ രൂപകൽപ്പനയിൽ ഉൾപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ട്.

മിക്ക മെഡിക്കൽ ഉപകരണങ്ങളും വളരെ ഉയർന്ന വോൾട്ടേജിൽ (ഏകദേശം 1-2V) പ്രവർത്തിക്കുന്നില്ല.

എന്നിരുന്നാലും, ചില ഒഴിവാക്കലുകൾ ഉണ്ട്.

പല ഇംപ്ലാന്റ് ചെയ്യാവുന്ന ഡയഗ്നോസ്റ്റിക് ഉപകരണങ്ങൾ (IDDs) 5-20V-ൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നു, കൂടാതെ ഓപ്പറേറ്റിംഗ് ഫ്രീക്വൻസി സാധാരണ ശ്രേണിയേക്കാൾ കൂടുതലാണ്.

മെഡിക്കൽ ഉപകരണങ്ങൾക്കായി ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് റെസിസ്റ്റർ രൂപകൽപന ചെയ്യുമ്പോൾ ചെലവ് പരിഗണിക്കുന്നത് കൂടുതൽ പ്രാധാന്യമർഹിക്കുന്നു എന്നാണ് ഇതിനർത്ഥം.

സുരക്ഷയോ വിശ്വാസ്യതയോ വിട്ടുവീഴ്ച ചെയ്യാതെ ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് റെസിസ്റ്ററുകൾക്കായി നിങ്ങൾക്ക് എങ്ങനെ കുറഞ്ഞ ചെലവിൽ പരിഹാരം നിർമ്മിക്കാമെന്ന് ഞങ്ങൾ ചുവടെ വിശദീകരിക്കും.

 

ഒരു ഹൈ വോൾട്ടേജ് റെസിസ്റ്ററിൽ എന്താണ് തിരയേണ്ടത്

കുറഞ്ഞ ചെലവ് - ഉയർന്ന വോൾട്ടേജുകൾ അർത്ഥമാക്കുന്നത് ആവശ്യമുള്ള ഔട്ട്പുട്ട് കറന്റ് നേടുന്നതിന് കൂടുതൽ റെസിസ്റ്ററുകൾ ആവശ്യമാണ് എന്നാണ്.

ഒരു ഉപകരണത്തിന് ഉയർന്ന പ്രവർത്തന വോൾട്ടേജുകളുണ്ടെങ്കിൽ, റെസിസ്റ്ററുകളുടെ വിലയും കൂടുതലായിരിക്കും.

ഫാബ്രിക്കേഷൻ എളുപ്പം - ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് റെസിസ്റ്ററുകൾ സാധാരണയായി 1 മില്ലീമീറ്ററിൽ താഴെ വ്യാസവും നീളമുള്ളതുമാണ്.

അവ സാധാരണയായി FR-4 അല്ലെങ്കിൽ FR-5 പ്രിന്റഡ് സർക്യൂട്ട് ബോർഡ് (പിസിബി) മെറ്റീരിയലാണ്, ഇത് കൂടുതൽ ചെലവേറിയ FR-32 നേക്കാൾ പ്രവർത്തിക്കാൻ എളുപ്പമാണ്.

റെസിസ്റ്ററുകൾ പതിറ്റാണ്ടുകളായി നിലനിൽക്കുമെന്ന് ഉറപ്പാക്കാൻ ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള നിർമ്മാണം പ്രധാനമാണ്.

ചില നിർമ്മാതാക്കൾ ടിൻ പൂശിയ ട്രാക്കുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു, മറ്റുള്ളവർ ടിൻ പൂശിയ ലീഡുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള റെസിസ്റ്ററുകൾക്ക് വെള്ളി പൂശിയ ട്രാക്കുകളും ലീഡുകളും ഉണ്ട്.

ബാക്ക്-ഇഎംഎഫ് ടോളറൻസ് - റെസിസ്റ്ററുകളുടെ നീളം കൂടുമ്പോൾ, വയറിന്റെ പ്രതിരോധം കുറയുന്നു.

വർദ്ധിച്ചുവരുന്ന കറന്റ് ഫ്ലോ കാരണം റെസിസ്റ്ററിന്റെ ബാക്ക്-ഇഎംഎഫ് (ഇലക്ട്രോമോട്ടീവ് ഫോഴ്‌സ്) വർദ്ധിക്കും.

അതിനാൽ ഈ മാറ്റങ്ങൾ കണക്കിലെടുക്കുന്നതിന് റെസിസ്റ്ററിന്റെ മൂല്യത്തിന്റെ റെസല്യൂഷനിൽ ഒരു സഹിഷ്ണുത ആവശ്യമാണ്.

ഉദാഹരണത്തിന്, മൂല്യത്തിൽ 5% വ്യത്യാസമുള്ള ഒരു റെസിസ്റ്റർ (ഉദാ, 9.9 ohms-ന് പകരം 10.0 ohms) സ്വീകാര്യമാണ്.

ഉയർന്ന വിശ്വാസ്യത - ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് റെസിസ്റ്ററുകൾ സാധാരണയായി -15ºC മുതൽ 85ºC വരെ താപനിലയിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നു.

റെസിസ്റ്ററുകൾ വളച്ചൊടിക്കുന്നത് പോലുള്ള പ്രശ്നങ്ങൾ ഒഴിവാക്കാൻ ആദ്യത്തേത് വളരെ തണുപ്പാണ്, രണ്ടാമത്തേത് വിശ്വാസ്യത പ്രശ്നങ്ങൾ ഒഴിവാക്കാൻ വളരെ ചൂടാണ്.

അതിനാൽ വിശ്വാസ്യത പ്രശ്നങ്ങൾ ഒഴിവാക്കാൻ ഉയർന്ന പ്രവർത്തന താപനില പരിധി ആവശ്യമാണ്.

ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് റെസിസ്റ്റർഘട്ടം 1: ആവശ്യം തിരിച്ചറിയുക

ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് റെസിസ്റ്റർ രൂപകൽപന ചെയ്യുമ്പോൾ ആദ്യ ഘട്ടം ഉൽപ്പന്നത്തിന്റെ പ്രവർത്തന വോൾട്ടേജും പ്രവർത്തന ആവൃത്തിയും തിരിച്ചറിയുക എന്നതാണ്.

ഉദാഹരണത്തിന്, നിങ്ങൾക്ക് പരമാവധി 5V റേറ്റുചെയ്തതും 1kHz-നും 10kHz-നും ഇടയിലുള്ള ആവൃത്തിയിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നതുമായ ഒരു റെസിസ്റ്റർ ആവശ്യമായി വന്നേക്കാം.

അടുത്തതായി, നിങ്ങളുടെ ആവശ്യങ്ങൾ നിറവേറ്റുന്നതിനുള്ള ശരിയായ ഘടകങ്ങൾ നിങ്ങൾ കണ്ടെത്തേണ്ടതുണ്ട്.

സെറാമിക് സ്പെഷ്യാലിറ്റി റെസിസ്റ്റർ (CSR) ആണ് ഒരു ജനപ്രിയ ചോയ്സ്.

ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള നിർമ്മാണം, ഉയർന്ന വിശ്വാസ്യത, കുറഞ്ഞ ചിലവ് എന്നിവ കാരണം ഉയർന്ന പവർ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കാണ് CSR ഏറ്റവും സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്നത്.

ചെലവ് കാര്യക്ഷമതയും ഫാബ്രിക്കേഷന്റെ എളുപ്പവും കാരണം FR-4 PCB മെറ്റീരിയലാണ് മറ്റൊരു ജനപ്രിയ തിരഞ്ഞെടുപ്പ്.

CSR, PCB എന്നിവയ്ക്ക് അടുത്ത എതിരാളി FR-5 മെറ്റീരിയലാണ്.

PCB പോലെ, FR-5 മെറ്റീരിയലും താരതമ്യേന വിലകുറഞ്ഞതാണ്.

എന്നിരുന്നാലും, CSR, PCB എന്നിവയ്ക്ക് യഥാക്രമം ഉയർന്ന വോൾട്ടേജും ഉയർന്ന താപനിലയും നേരിടാൻ കഴിയും.

മറുവശത്ത്, FR-5 മെറ്റീരിയലിന് ഉയർന്ന വോൾട്ടേജുകളോടുള്ള പിസിബിയുടെ പ്രതിരോധം ഇല്ല, അതിനാൽ ചില ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ അത്ര വിശ്വസനീയമല്ല.

 

ഘട്ടം 2: ശരിയായ മെറ്റീരിയൽ തിരഞ്ഞെടുക്കുക

നിങ്ങളുടെ ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് റെസിസ്റ്ററിനായി ശരിയായ മെറ്റീരിയൽ തിരഞ്ഞെടുക്കുമ്പോൾ, ഓപ്പറേറ്റിംഗ് വോൾട്ടേജും മെറ്റീരിയലിന്റെ പ്രവർത്തന താപനിലയും നിങ്ങൾ ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടതുണ്ട്.

ഉദാഹരണത്തിന്, PCB മെറ്റീരിയൽ സാധാരണയായി -20ºC-ന് താഴെയുള്ള താപനിലയിലാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്.

CSR, PCB എന്നിവയ്ക്ക് യഥാക്രമം ഉയർന്ന വോൾട്ടേജും ഉയർന്ന താപനിലയും നേരിടാൻ കഴിയും എന്ന നേട്ടമുണ്ട്.

മെറ്റൽ കോർ ഉള്ള FR-5 പോളിമർ ആണ് താരതമ്യേന പുതിയ തരം മെറ്റീരിയൽ.

പോളിമർ പിസിബി, എഫ്ആർ-5 പിസിബി സാമഗ്രികളേക്കാൾ വിലകുറഞ്ഞതും ഉയർന്ന പ്രവർത്തന താപനിലയിൽ പലപ്പോഴും ഉപയോഗിക്കുന്നു.

എന്നിരുന്നാലും, ഇത് PCB അല്ലെങ്കിൽ FR-4 പോലെ മോടിയുള്ളതല്ല, ഈർപ്പം കൊണ്ട് കേടുപാടുകൾ സംഭവിക്കാം.

നിങ്ങളുടെ ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് റെസിസ്റ്ററിനായി ശരിയായ മെറ്റീരിയൽ തിരഞ്ഞെടുക്കുമ്പോൾ, ഓപ്പറേറ്റിംഗ് വോൾട്ടേജും മെറ്റീരിയലിന്റെ പ്രവർത്തന താപനിലയും നിങ്ങൾ ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടതുണ്ട്.

 

ഘട്ടം 3: കപ്പാസിറ്റൻസും ESR ഉം കണക്കാക്കുക

റെസിസ്റ്ററുകൾക്ക് ഒരു നിശ്ചിത അളവിലുള്ള കപ്പാസിറ്റൻസ് ഉണ്ട്, അത് അവയുടെ ആവൃത്തിയെയും പ്രതിരോധത്തെയും ബാധിക്കുന്നു.

ESR (തുല്യമായ സീരീസ് റെസിസ്റ്റൻസ്) മൂല്യം കപ്പാസിറ്റൻസിന്റെ തത്തുല്യമായ പ്രതിരോധമാണ്, ഇത് വളരെ പ്രധാനമാണ്, കാരണം ഇത് ഇം‌പെഡൻസിന്റെ ഡിസി ഘടകത്തിന് കാരണമാകുന്നു.

കപ്പാസിറ്റൻസ് picofarads (pF) അല്ലെങ്കിൽ millifarads (mF) ൽ അളക്കുന്നു.

മിക്ക കേസുകളിലും, ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് റെസിസ്റ്ററിന് കപ്പാസിറ്ററിന്റെ 1% ടോളറൻസ് മതിയാകും.

ESR എന്നത് കപ്പാസിറ്റൻസിന്റെ തത്തുല്യമായ പ്രതിരോധമാണ്, ഇത് വളരെ പ്രധാനമാണ്, കാരണം ഇത് ഇം‌പെഡൻസിന്റെ DC ഘടകത്തിന് കാരണമാകുന്നു.

 

ഘട്ടം 4: ഒരു സ്കീമാറ്റിക് ബോർഡ് ടെംപ്ലേറ്റ് സൃഷ്ടിക്കാൻ ഭാഗങ്ങൾ ചേർക്കുക

നിങ്ങൾ ഘടകങ്ങൾ തിരിച്ചറിഞ്ഞുകഴിഞ്ഞാൽ, അവയുടെ മൂല്യങ്ങൾ കണക്കാക്കി, നിങ്ങളുടെ ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് റെസിസ്റ്ററിനായി ഒരു മെറ്റീരിയൽ തിരഞ്ഞെടുത്തുകഴിഞ്ഞാൽ, അവയെ ഒരു സ്കീമാറ്റിക് ബോർഡ് ടെംപ്ലേറ്റിൽ ഒരുമിച്ച് ചേർക്കാനുള്ള സമയമാണിത്.

ഇലക്ട്രോണിക്സ് സർക്യൂട്ടുകൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന സോൾഡർലെസ്സ് ബ്രെഡ്ബോർഡുകളുടെ ഒരു സ്റ്റാൻഡേർഡ് ലേഔട്ടാണ് സ്കീമാറ്റിക് ബോർഡ് ടെംപ്ലേറ്റ്.

ലേഔട്ടിന് ഇടതുവശത്ത് ഘടകങ്ങളുടെ ഒരു നിരയും വലതുവശത്ത് പവർ റെയിലുകളുടെ ഒരു നിരയും ഉണ്ടായിരിക്കണം.

ഒരു സ്കീമാറ്റിക് ബോർഡ് ടെംപ്ലേറ്റ് രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുമ്പോൾ ശ്രദ്ധിക്കേണ്ട ചില കാര്യങ്ങളുണ്ട്.

ആദ്യം, ഘടകങ്ങൾ ശരിയായി സ്ഥാപിച്ചിട്ടുണ്ടെന്നും പവർ റെയിലുകളുടെ ശുപാർശിത കാൽപ്പാടിനുള്ളിൽ ഉണ്ടെന്നും നിങ്ങൾ ഉറപ്പാക്കേണ്ടതുണ്ട്.

രണ്ടാമതായി, ഘടകങ്ങൾ താഴ്ന്ന വോൾട്ടേജുകളാൽ പവർ ചെയ്യുന്നുണ്ടെന്ന് നിങ്ങൾ ഉറപ്പാക്കേണ്ടതുണ്ട്.

അവസാനമായി, ഉയർന്ന വോൾട്ടേജുകളിൽ നിന്ന് സർക്യൂട്ട് പരിരക്ഷിച്ചിട്ടുണ്ടെന്ന് ഉറപ്പാക്കേണ്ടതുണ്ട്.

 

 

 

ഹൈ വോൾട്ടേജ് Resistors, വ്യാവസായിക വാർത്ത