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１．背景

隨著少子高齡化、家族形態也發生著一定的變化。為應對這些變化，醫療、護理等社會保障制度已進行了各種各樣的醫療制度改革。近年來Information and Communication Technology （以下稱ICT)等技術隨著云服務的普及以及網絡利用范圍的擴大，人們更好地利用大數據和開放數據信息，對創造更多附加價值的期待也越來越高。在醫療領域如何合理應用ICT，實現高效且高品質的醫療、護理服務，促進健康管理等，實現健康長壽社會備受期待。

２．醫療設備的ICT化動向以及課題

醫療設備數據的數字化普及，由最初的使用有線LAN連接，之后是在能有效記錄數據的大部分設備中普及SD卡等外部存儲器。現今，無線通信設備的數據傳輸速率有所提高、基礎設施也比較完善，在推進機動性，將有線LAN電纜線發展為不占用空間無線LAN。特別是為了應對便攜式醫療設備的要求，其設備整體的小型化需要電池小型化、電池使用壽命長、維持系統穩定（熱交換：插入電源維持工作狀態，插拔供電線、交換供電線、交換電池）以及設備的工作穩定性。本文將針對便攜式醫療設備中的峰值輔助和備份進行講解。

３．超級電容適用于便攜式醫療設備的事例解說

便攜式醫療設備的峰值輔助

村田的超級電容擁有小型•薄型化的同時具有業內超高水平的功率密度和能量密度。特別是如圖1所示的對于連續運行負載的功能，也可進行高輸出輔助。如圖2所示，將超級電容與1次電池并聯，就能在高峰值負載運行時，均衡電壓輸出。（圖3）據此，能夠有助于提高設備的性能和品質。

用2個均衡峰值負載輸出的例子講解適用于便攜式醫療設備的事例

一個是便攜式醫療設備的顯示屏和SD卡等存儲功能啟動時的適用事例，另一個是具有無線LAN功能的便攜式設備啟動無線LAN功能時的適用事例。


此為均衡峰值負載輸出的事例（假設便攜式醫療設備的電源為1次電池）

負載條件①（圖4）

便攜式醫療設備的顯示屏以及SD卡等存儲功能啟動時，僅用電池時和同時使用電池+超級電容時的比較結果如圖5所示。村田的超級電容可以均衡負載運行時的電壓波動，可以不浪費電池電量，充分利用到最后。

負載條件②（圖6）

便攜式醫療設備的無線LAN功能啟動時，僅用電池時和同時使用電池+超級電容時的比較結果如圖7所示。

村田的超級電容可以均衡負載運行時的電壓波動，使設備更穩定地工作。從以上來看，通過使用村田的超級電容，能夠均衡負載大功率輸出時的電壓波動，有助于提升設備工作的穩定性，更充分地利用電池的能量。
產品陣容如表1所示。DMT系列可在周圍溫度高達85℃環境下使用，是能夠長期用于高溫環境下的通用型產品。DMF系列ESR更低，更適合支持長時間大功率負載輸出輔助。


４．小型能源裝置（UMA系列）在便攜式醫療設備中的使用事例解說

便攜式醫療設備的備份

與傳統鋰離子電池（以下稱LIB）不同的，村田的小型能源裝置是在陰極材料上使用鈦酸鋰的新型鋰離子二次電池。通過刷新使用材料，實現了一般LIB不可能達成的高速率充放電、長壽命以及不會發生熱失控的高安全性，最適合作為輔助電源應用于便攜式醫療設備的系統備份。圓柱型（UMAC）和薄片型（UMAL）各自的小型能源裝置規格如表2所示。


在替換便攜式醫療設備上的電池時，要維持系統、在操作OS和系統時避免深度休眠模式，從而縮減再啟動導致的時間損耗。在便攜式醫療設備不慎跌落而造成的電池錯位時，為了維持系統，由于超級電容容量較小，在交換電池時不能支持足夠的備份時間。而傳統的小型鋰離子電池不能夠輸出系統備份所需的功率，并且存在循環壽命短的問題。村田的小型能源裝置與其他元件相比，在備份時間、備份功率輸出、循環壽命（在滿電~50%充電循環內，5000次循環后容幾乎沒有發生劣化，如圖8）各方面性能表現優異，非常適合作為便攜式醫療設備備份用的蓄電元件。特性比較如圖3所示。



５．未來展望

村田的超級電容（DMF/DMT系列）以及小型能源裝置（UMA）系列是具備今后便攜式醫療設備所需各項特性的高功能能源裝置。村田今后將通過繼續改善該產品優勢、擴充產品陣容以及產品解決方案，為便攜式醫療設備的高功能化做貢獻。

本文來源于村田中文技術社區。




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