의료 과학 분야는 미래의 추세에 맞춰 매우 빠르게 발전하고 있습니다. 의료 장치는 점차 하이테크화되고 있기 때문에 가장 현대적인 내부 부품과 시스템으로 구축해야 할 필요가 있습니다.
Analog Devices가 제조하는 부품들은 현재 출시된 제품들 중 가장 효율적이고, 가장 소형이며, 가장 정확하기 때문에 의료 산업용으로 적합합니다. 아래에서 인공 호흡기, 체외 진단, 투석, 주입 같은 전문 애플리케이션을 위한 Analog Devices 제품군에 대해 자세히 알아보십시오.
건너뛰기: 인공 호흡기 | 체외 진단(IVD) | 신장 투석 | 주입 펌프
인공 호흡기
인공 호흡기는 매우 중요한 의료 장치로서 환자의 호흡을 도와줍니다. 간단히 정의하자면, 인공 호흡기는 기계를 통해 환자의 폐에 공기를 제공하는 전기 구동식 터빈 또는 다이아프램과 압력 및 유량을 제어하는 임베디드 시스템으로 이루어져 있습니다. 그리고 산소 농도를 조절하고, 유입 공기를 가열 또는 가습하고, 환자의 요구에 따라 공기를 가압할 수 있습니다. 인공 호흡기는 시스템 수준에서 다음이 가능해야 합니다.
- • 다양하고 역동적인 환자의 요구를 충족하도록 다수의 작동 모드를 지원
- • 압력 및 유량을 신속하고 정밀하게 조정
- • 조절이 가능하고 매우 정확한 터빈 속도
아래 플로우 차트 및 표에서 일반 인공 호흡기와 자신의 설계에 맞는 Analog Devices 추천 부품에 대한 신호 체인을 확인하십시오.
추천 부품 표
기능 |
부품 번호 |
설계 고려 사항 |
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온도, 압력, 유량 인터페이스 |
AD7124-4(통합)
|
저전력, 저소음, 통합 아날로그 고정밀 측정을 위한 프론트 엔드 |
| LTC2983(통합) |
멀티 센서 고정밀 디지털 온도 측정 시스템 | |
| AD7195(이산 압력) |
브릿지 최적화 ADC. 4.8kHz, 초저소음, 24비트 시그마-델타 ADC(PGA 및 AC 활성 상태) | |
| LTC2487(이산 압력) |
16비트 2채널/4채널 ∆Σ ADC (PGA, Easy Drive 및 I2C 인터페이스 포함) |
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| AD8290(이산 압력) AD8295 |
신호 처리 증폭기를 포함한 정밀 계측 증폭기 | |
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다중 모드 센서 |
ADPD4000 | 8개의 입력 채널과 12개의 프로그래머블 타임슬롯. 여러 측정(광, 흉곽 임피던스, ECG, 온도)을 하나로 결합한 설계에 적합 |
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광 프론트 엔드 |
ADPD1080 | X3를 포함한 측광 아날로그 프론트 엔드 광 기반 측정만 필요로 하는 설계를 위한 LED 드라이버 |
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임피던스 프론트 엔드 |
AD5940 | EDA 및 신체 임피던스 분석 같이 보다 복잡한 임피던스 측정이 필요한 설계를 위한 고정밀 임피던스 및 전기 화학적 프론트 엔드 |
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생체 전위 프론트 엔드 |
AD8233 | 저소음 단일 리드 ECG 프론트 엔드 |
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풍속 증폭기 |
LT6370 AD8422 LT1468 |
정온도형 열선유속계. 동적 루프를 신속하고 정확하게 닫기 위해 필요한 OP 증폭기(계측 증폭기가 아닌). 일반 시방서 GBP >80MHz, 슬루 >20V/us, Vos <30uV |
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범용 참조 |
ADR45xx | 초저소음, 높은 정확도 참조 |
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비디오 DAC |
ADV7510 | 330MHz 트리플 8비트 고속 비디오 DAC |
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HDMI 송수신기 |
ADV7510 | 딥 컬러 HDMI® 1.3 송신기 (CEC 포함) |
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진동 센서 |
ADcmXL3021 | 넓은 광역폭, 저소음, 3축 가속도계 |
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uC/DSP |
ADSP-SC57x ADSP-CM40X |
단일/이중 코어 SHARC+ ARM Cortex A5 초저전력 ARM Coretex-M4F MCU(통합 전력 관리 포함) |
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CDC |
AD7745 | 디지털 터치 스크린 제어기에 대한 커패시터 |
추천 부품 표: 격리
기능 |
부품 번호 |
설계 고려 사항 |
|
디지털 절연체 |
ADuM220, ADuM221, ADuM240, ADuM241, ADuM242, ADuM260/61/62/63 |
개선된 방사 방출 성능 및 서지 기능 |
|
USB 절연체 |
ADuM4160 2020년: ADuM4165 |
ADuM4160에서는 방출 문제가 발생할 가능성이 존재 ADuM4165은 낮은 방출과 높은 서지를 고려해 설계 |
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절연된 USB 송수신기(전원 절연) |
LTM2884 | 2500Vrms 격리, 통합 DC/DC 변환기, 버스 속도 자동 구성 |
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절연된 RS-232 |
이산 접근법: 디지털 절연체 + 송수신기 | ADM32512E 전용 2.5kVrms, IEC 60601-1 인증 없음 |
|
절연된 RS-485 |
ADM2490E ADM2481E |
5kVrms, IEC 60601-1 인증 없음 |
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절연된 RS-485 + 전원 |
ADM2867E |
ADM2867E는 낮은 방출을 고려해 설계 LTM2885는 탁월한 EMC 성능과 높은 서지를 제공 |
|
CAN 절연체 |
ADM3056E ADM3057E LTM2889 |
절연된 CAN 송수신기. ADM3065E(5.7kV), AD3057E(2kV) 12Mbps 데이터 정격. LTM2889 2.5kV, 최대 4Mbps의 데이터 정격 |
|
절연된 게이트 드라이버 |
ADuM412x | 절연된 정밀 게이트 드라이버(2A 출력) |
추천 부품 표: 전력 관리
기능 |
부품 번호 |
설계 고려 사항 |
|
마이크로모듈 전환 조정기 |
LTM4622 LTM4623
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6mm x 6mm의 마이크로모듈 전환 조정기. 이중/단일 2A/3A 출력 조정기 |
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벅 및 부스트 변환기 |
LTC3388 LT8609 LTC3125 LTC8330 LT3757 |
나노 증폭기 lq가 지원되는 벅 조정기. 배터리에 적합 Silent Switcher II, 낮은 Iq, 저소음, 2A 출력 I, 3A 피크 I. 입력 전류가 제한된 부스트 변환기, 배터리에 적합 소형 2x3mm 부스트 변환기(1A, 60V 스위치 포함) 전환 조정기 제어기, 배터리 애플리케이션에 적합 |
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선형 조정기 |
LT3010 ADP121 |
마이크로파워 선형 조정기. 150mA 출력 I, 낮은 Iq, 부극성 선형 조정기. 150mA 출력 I, 낮은 Iq, 마이크로파워 선형 조정기. 150mA 출력 I, 낮은 Iq. |
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배터리 관리 |
LTC4412 LTC4100 LT6700 |
배터리와 메인 파워 간의 SOT-23 자동 전환 스마트 배터리 충전기 제어기 마이크로파워 배터리 모니터 (SOT23 및 2x3mm DFN)
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서지 스토퍼 |
LT4356 |
서지 스토퍼, 전원 공급장치가 전압 서지를 무시할 수 있도록 허용 |
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충전 펌프 인버터 |
LTC1983-x | 증폭기 바이어스를 위한 간단한 -3V/-5V 지원 |
체외 진단(IVD)
IVD 장치는 환자들이 건강해지도록 돕는 과정에서 의사들이 사용할 수 있는 중요한 도구입니다. IVD 프로세스를 이용하면 환자에게서 작은 조직 샘플을 채취한 다음, 다양한 유형의 기계 중 하나에서 분석을 할 수 있습니다. 분석 결과에 따라 환자를 퇴원시키거나, 치료 처방을 하거나, 추가 검사를 받도록 요청할 수 있습니다. IVD 장치는 시장에서 탄탄한 입지를 다졌지만, 현재 나타나고 있는 몇 가지 추세가 있습니다.
- • POC(Point-Of-Care) 진단의 등장으로 IVD 장비가 병원과 환자가 있는 가정에서 보다 널리 사용할 수 있게 되었습니다.
- • 체내 진단에서는 조직 샘플을 채취하지 않고도 검사를 할 수 있습니다. 이것이 가능한 것은 웨어러블 장치나 삽입형 장치를 사용하기 때문입니다.
- • 자동화 수준이 높아지면서 인력을 적게 투입하면서도 보다 신속하고 정확하게 검사를 할 수 있게 되었습니다.
보편적으로 사용되는 IVD 진단은 몇 가지 범주로 분류가 됩니다.
- • 화학적 진단: 분석 물질 감지를 통해 혈당, 젖산, 콜레스테롤 같은 물질이 존재하는지 여부와 정상 수준인지 여부를 판단
- • 혈액학적 진단: 혈액 검사를 통해 혈구 수, 혈액 품질, 단백질 수준, 혈액 매개 질병의 유무 등을 평가
- • 세균학적 진단: 감염 질병 테스트를 통해 샘플에서 박테리아, 바이러스, 기생충, 진균 또는 항체의 유무를 평가
- • 분자 진단: DNA 검사를 통해 유전 암호에서 이상 또는 변이가 있는지 찾아보고 특정 질병의 소인을 판단
아래 플로우 차트 및 표에서 일반적인 IVD 장치와 이 애플리케이션에 적합한 Analog Devices 전문 제품의 신호 체인을 확인하십시오.
관련 부품
- • 압력 인터페이스: AD7124
- • CDC: AD7142
- • 온도 인터페이스: AD7124-4 및 LTC2983
- • 온도: ADT7320
- • 배면광 제어: ADP55xx
- • CAP 터치: AD714x 및 AD715x
- • 디지털 절연체: ADuM220
- • USB 절연체(전원 절연): LTM2884
- • USB 절연체: ADuM4160
- • 오디오 코덱: ADAU17xx
관련 부품
- • 벅/부스트 모듈: LTM8056(58Vin), LTM8054(36Vin), LTM8055(36Vin) 및 LTM4609(36Vin extinductor)
- • 벅 모듈: LTM8071(60Vin, 5A), LTM8073(60Vin, 3A), LTM8074(60Vin, 1.2A), LTM4664(58Vin, 이중 25A), LTM8053(40Vin, 3.5A), LTM8065(40Vin, 2.5A), LTM8063(40Vin, 2A)
신장 투석
전 세계적으로 신장 질환은 증가세에 있으며, 이에 따라 투석 치료 장치에 대한 요구도 높아지고 있습니다. 주 3회, 한번에 최대 4시간 동안 사용해야 하는 이러한 투석 장치는 환자의 혈액을 걸러서 불순물을 제거하고 체내의 수분과 무기질의 균형을 유지합니다. 투석 치료는 크게 두 가지 유형이 있습니다.
- • 혈액 투석은 환자의 몸에 투석기라는 여과 장치를 연결해서 사용합니다.
- • 복막 투석은 복막이라는 위벽의 일부에 투석물이라는 화학 물질을 투여하여 환자의 혈액을 걸러줍니다. 복막은 반투과성이기 때문에 필터 역할을 할 수 있습니다.
아래의 시스템 도식 및 표에서 일반적인 투석 기계의 레이아웃에 대해 자세히 알아보고, Analog Devices의 컴포넌트가 어떻게 설계 프로세스에 도움이 되는지 확인해 보십시오.
추천 부품 표: 센서 입력
기능 |
부품 번호 |
설계 고려 사항 |
|
압력 센서 인터페이스 |
AD8221(이산 구현) AD8226 |
계측 증폭기 단일 저항기 게인 조절 |
| AD7124-4(통합 구현) | 통합 아날로그 프론트 엔드 | |
| LTC6915 | 제로 드리프트 정밀 증폭기 | |
| AD8555 AD8556 AD8557 |
디지털 제어 센서 AFE |
|
| ADA4558 | 브릿지 센서 신호 컨디셔너 | |
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온도 감지 |
ADT7420 ADT7422 |
±02/±0.1°C의 정확도를 가진 16비트 디지털 I2C 온도 센서 |
| ADT5912 | 0.1°C의 정확도를 가진 아날로그 온도 센서 | |
| AD7124 AD719x |
24비트 Sigma Delta ADC + 활성 |
|
|
기포 감지 |
AD5940(임피던스) | 고정밀 임피던스 프론트 엔드 |
| AD7746(정전식) | 디지털 변환기에 대한 2채널 정전용량 | |
| ADPD1080 ADPD188BIZ |
광학식 기포 감지 (투과/반향) |
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레벨 감지 |
ADPD1080(광학식) | 광 AFE에는 외부 광학 장치(PD/LED)가 필요 |
| AD7745(정전식) AD7746 AD7747 |
단일/이중 채널 24비트 정전식 감지 기술 |
|
|
도전율 |
AD5940 ADuCM355 |
단일 AFE/전체 통합 임피던스 프론트 엔드 |
추천 부품 표: 생체 파라미터 추적
기능 |
부품 번호 |
설계 고려 사항 |
|
ECG 모니터링 |
AD8233 | 단일 LEAD ECG 프론트 엔드 |
| ADAS1000-3 ADAS1000-4 |
3 LEAD 진단 성능 ECG 모니터 | |
| AD8220 AD8422 + ADAQ7980 |
이산 구현된 ECG 프론트 엔드 |
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| AD8244 / ADA4528-x |
높은 임피던스 버퍼/제로 드리프트 증폭기 |
|
|
광학식 감지 |
ADPD1080 /ADPD4000 | 시스템 기반의 투과 및 반향을 위한 광학식 심박수 AFE |
| ADPD188GGZ | 손목의 반향 심박수 | |
| ADPD144RIZ | 귀의 광학식 심박수 | |
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EDA/GSR/BIA |
AD5940 ADuCM350 ADuCM355 |
스트레스 모니터링을 위한 임피던스 감지(손목 또는 손가락에 센서 부착), 체성분 체액 감지(림프 및 가슴에 센서 부착) |
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혈압 |
AD8233 + ADPD1080(광학식) | 심실 수축 + 광학식 AFE (PAT(Pulse Arrival Time) 감지용) |
| ADxL355 + ADuCM350(광학식) | 심동도계 + 광학식 AFE (PAT(Pulse Arrival Time) 감지용) |
|
|
(체온 감지용) |
ADT7422 / ADT5912 AD7124 / AD719x |
디지털 온도 센서에 필요한 요소 열 유속 24비트 Sigma Delta ADC |
추천 부품 표: 격리
기능 |
부품 번호 |
설계 고려 사항 |
|
디지털 절연체 |
ADuM220, ADuM221 ADuM240, ADuM241, ADuM242 ADuM260, ADuM261, ADuM262, ADuM263 |
개선된 방사 방출 성능 및 서지 기능 |
|
디지털 절연체 + 전력 |
2019년 말: ADuM6420A ADuM6421A ADuM6422A ADuM6423A |
개선된 방사 방출 성능 |
|
전원용 |
ADuM6020 ADuM6028 |
개선된 방사 방출 |
|
USB 절연체 |
ADuM4160 2020년: ADuM4165 |
ADuM4160에서는 방출 문제가 발생할 가능성이 존재 ADuM4165는 낮은 방출과 높은 서지를 고려해 설계 |
|
절연된 USB 송수신기(전원 절연) |
LTM2884 |
2500Vrms 격리, 통합 DC/DC 변환기, 버스 속도 자동 구성 |
|
절연된 RS-232 |
이산 접근법: 디지털 절연체 + 송수신기 | ADM32512E 전용 2.5kVrms, IEC 60601-1 인증 없음 |
|
절연된 RS-485 |
현재: ADM2490E ADM2481E |
5kVrms, IEC 60601-1 인증 없음 |
|
절연된 RS-485 + 전원 |
ADM2682E / ADM2687E 또는 LTM2885 2019년 말: ADM2867E |
ADM2682E/87E 5kVrms, IEC 60601-1 인증이 없고 방출 문제가 발생할 가능성이 존재. ADM2867E는 낮은 방출 LTM2885는 탁월한 EMC 성능과 높은 서지를 고려해 설계 |
추천 부품 표: 전원
기능 |
부품 번호 |
설계 고려 사항 |
|
마이크로모듈 전환 조정기 |
LTM4622 LTM4623 |
6mm x 6mm의 마이크로모듈 전환 조정기. 이중/단일 2A/3A 출력 조정기 |
|
벅 및 부스트 변환기 |
LTC3388 LT8609 LTC3125 LTC8330 LT3757 |
나노 증폭기 lq가 지원되는 벅 조정기. 배터리에 적합 Silent Switcher II, 낮은 Iq, 저소음, 2A 출력 I, 3A 피크 I. 입력 전류가 제한된 부스트 변환기, 배터리에 적합 소형 2x3mm 부스트 변환기(1A, 60V 스위치 포함) 전환 조정기 제어기, 배터리 애플리케이션에 적합 |
|
선형 조정기 |
LT3010 ADP121 |
마이크로파워 선형 조정기. 150mA 출력 I, 낮은 Iq, 부극성 선형 조정기. 150mA 출력 I, 낮은 Iq. 마이크로파워 선형 조정기. 150mA 출력 I, 낮은 Iq. |
|
LT3757 |
전환 조정기 제어기, 배터리 애플리케이션에 적합 | |
|
배터리 관리 |
LTC4412 LTC4100 LT6700 |
배터리와 메인 파워 간의 SOT-23 자동 전환 스마트 배터리 충전기 제어기 마이크로파워 배터리 모니터 (SOT23 및 2x3mm DFN) |
|
서지 스토퍼 |
LT4356 | 서지 스토퍼, 전원 공급장치가 전압 서지를 무시할 수 있도록 허용 |
|
충전 펌프 인버터 |
LTC1983-x | 증폭기 바이어스를 위한 간단한 -3V/-5V 지원 |
주입 펌프
주입 펌프는 의료 현장에서 점차 보편화되고 있습니다. 주입 펌프를 사용하면 환자에 대한 영양제 또는 약물 투여를 제어할 수 있습니다. 이 시장이 성장할 수 있는 핵심 동인은 다음과 같습니다.
- • 만성 질환의 증가로 인해 더 많은 펌프와 새로운 펌프 기술에 대한 요구 증가
- • 약물의 과다 투여나 펌프 오작동 같은 오류 감소
적정양의 약물 투여는 환자 치료에 있어 매우 중요하기 때문에 새로운 펌프는 정확도가 뛰어나고, 사용이 간단하며, 보편적으로 이해가 가능하고(서로 다른 병원 시스템 간에), 적용 가능한 모든 가이드라인 및 규정을 준수해야 합니다. 신뢰성과 정확도가 향상된 하이테크 펌프에 대한 요구가 높아지면서 설계자들은 제품에 들어갈 더 나은 컴포넌트를 찾게 되었습니다. Analog Devices는 특히 이러한 애플리케이션의 요구에 적합한 컴포넌트들을 생산하고 있습니다(자세한 내용은 아래 참조).
추천 부품 표
기능 |
부품 번호 |
설계 고려 사항 |
|
압력 센서 인터페이스 |
AD8226(이산 구현) |
계측 증폭기 단일 저항기 게인 조절 |
| AD7124-4(통합 구현) | 통합 아날로그 프론트 엔드 | |
| LTC6915 | 제로 드리프트 정밀 증폭기 | |
| ADA4558 | 브릿지 센서 신호 컨디셔너 | |
|
광학식 점적 감지 |
ADPD1080 | 매우 효율적인 측광 프론트 엔드 |
|
기포 감지 |
AD5940(임피던스) | 고정밀 임피던스 프론트 엔드 |
| AD7746(정전식) | 디지털 변환기에 대한 2채널 정전용량 | |
|
온도 센서 |
ADT7420 | ±0.25°C의 정확도를 가진 16비트 디지털 I2C 온도 센서 |
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낙하 및 충격 |
ADXL375 | 3축 ±200g 디지털 MEMS 가속도계 |
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범용 증폭기 |
ADA4841 | 소음 및 왜곡이 매우 낮은 80MHz GBW |
| LT1991 | 비 변환 증폭기를 변환시킬 때 사용, 100uA Iq | |
| AD8237 / AD8277 | 개별 증폭기 사용이 매우 용이 106dB/86dB CMRR |
추천 부품 표: 격리
기능 |
부품 번호 |
설계 고려 사항 |
|
디지털 절연체 |
ADuM220, ADuM221 ADuM240, ADuM241, ADuM242 ADuM260, ADuM261, ADuM262, ADuM263 |
개선된 방사 방출 성능 및 서지 기능 |
|
디지털 절연체 + 전력 |
2019년 말: ADuM6420A ADuM6421A ADuM6422A ADuM6423A |
개선된 방사 방출 성능 |
|
전원용 |
ADuM6020 ADuM6028 |
개선된 방사 방출 |
|
USB 절연체 |
ADuM4160 2020년: ADuM4165 |
ADuM4160에서는 방출 문제가 발생할 가능성이 존재 ADuM4165는 낮은 방출과 높은 서지를 고려해 설계 |
|
절연된 USB 송수신기(전원 절연) |
LTM2884 |
2500Vrms 격리, 통합 DC/DC 변환기, 버스 속도 자동 구성 |
|
절연된 RS-232 |
이산 접근법: 디지털 절연체 + 송수신기 | ADM32512E 전용 2.5kVrms, IEC 60601-1 인증 |
|
절연된 RS-485 |
현재: ADM2490E ADM2481E |
5kVrms, IEC 60601-1 인증 없음 |
|
절연된 RS-485 + 전원 |
ADM2682E / ADM2687E 또는 LTM2885 2019년 말: ADM2867E |
ADM2682E/87E 5kVrms, IEC 60601-1 인증이 없고 방출 문제가 발생할 가능성이 존재. ADM2867E는 낮은 방출 LTM2885는 탁월한 EMC 성능과 높은 서지를 고려해 설계 |
추천 부품 표: 전력 관리
기능 |
부품 번호 |
설계 고려 사항 |
|
마이크로모듈 전환 조정기 |
LTM4622 LTM4623 |
6mm x 6mm의 마이크로모듈 전환 조정기. 이중/단일 2A/3A 출력 조정기 |
|
벅 및 부스트 변환기 |
LTC3388 LT8609 LTC3125 LTC8330 LT3757 |
나노 증폭기 lq가 지원되는 벅 조정기, 배터리에 적합 Silent Switcher II, 낮은 Iq, 저소음, 2A 출력 I, 3A 피크 I. 입력 전류가 제한된 부스트 변환기, 배터리에 적합 소형 2x3mm 부스트 변환기(1A, 60V 스위치 포함) 전환 조정기 제어기, 배터리 애플리케이션 |
|
선형 조정기 |
LT3010 ADP121 LT3757 |
마이크로파워 선형 조정기. 150mA 출력 I, 낮은 Iq, 부극성 선형 조정기. 150mA 출력 I, 낮은 Iq, 마이크로파워 선형 조정기. 150mA 출력 I, 낮은 Iq. 전환 조정기 제어기, 배터리 애플리케이션 |
|
배터리 관리 |
LTC4412 LTC4100 LT6700 |
배터리와 메인 파워 간의 SOT-23 자동 전환 스마트 배터리 충전기 제어기 마이크로파워 배터리 모니터 (SOT23 및 2x3mm DFN) |
|
서지 스토퍼 |
LT4356 |
서지 스토퍼, 전원 공급장치가 전압 서지를 무시할 수 있도록 허용 |
|
충전 펌프 인버터 |
LTC1983-x | 증폭기 바이어스를 위한 간단한 -3V/-5V 지원 |