Fes 신발의 부스트 회로의 목적은 무엇인가요? 효율적인 전압 승압으로 근육 수축 강화

부스트 회로의 주요 목적은 전압 승압 컨버터 역할을 하는 것입니다. 이는 표준 휴대용 배터리에서 공급되는 낮은 전압을 인간의 신경과 근육을 효과적으로 자극하는 데 필요한 훨씬 높은 여기 전압으로 높입니다.

핵심 요점: 표준 웨어러블 배터리는 근육 조직을 활성화하는 데 필요한 전압이 부족합니다. 부스트 회로는 낮은 입력 전력을 높은 출력 범위(일반적으로 0-70V)로 변환하여 이 문제를 해결합니다. 이를 통해 장치는 웨어러블 기술에 필수적인 컴팩트하고 가벼운 디자인을 희생하지 않고도 가시적인 근육 수축을 생성할 수 있습니다.

엔지니어링 과제: 전압 대 생리학

부스트 회로의 필요성을 이해하려면 현대 전원과 생리학적 요구 사항 간의 격차를 살펴봐야 합니다.

전압 격차

웨어러블 장치는 휴대성을 유지하기 위해 작고 저전압 배터리에 의존합니다. 이러한 배터리는 일반적으로 한 자릿수 전압 범위에서 전력을 공급합니다.

그러나 효과적인 재활에는 0~70V 범위의 여기 전압이 필요합니다. 이 격차를 해소할 메커니즘이 없으면 표준 배터리는 피부 임피던스를 관통하거나 운동 신경을 활성화할 수 없습니다.

기능적 수축 달성

단순히 약한 감각을 전달하는 것만으로는 충분하지 않습니다. 장치는 기능적 반응을 유발해야 합니다.

부스트 회로는 장치가 충분한 자극 강도를 전달할 수 있도록 보장합니다. 이 강도는 치료 재활 및 보행 교정에 필요한 "가시적인 근육 수축"을 생성하는 데 중요합니다.

휴대성 및 폼팩터 지원

전기적 요구 사항 외에도 부스트 회로는 장치의 물리적 설계에 기본적입니다.

부피 제거

부스트 회로가 없으면 70V를 달성하려면 많은 배터리를 직렬로 연결해야 합니다. 이렇게 하면 걷거나 일상적으로 착용하기에 비실용적인 무겁고 부피가 큰 전원 팩이 됩니다.

컴팩트한 디자인 자유

부스트 회로를 사용함으로써 엔지니어는 작고 에너지 밀도가 높은 배터리를 사용할 수 있습니다. 이를 통해 신발 또는 다리 착용 모듈은 컴팩트한 배터리 구동 폼팩터를 유지할 수 있습니다.

그 결과 환자가 편안하게 착용할 수 있을 만큼 눈에 띄지 않으면서도 임상 등급의 전력을 제공하는 장치가 됩니다.

중요 고려 사항 및 절충

부스트 회로는 필수적이지만 통합 시 사용자와 설계자가 인식해야 하는 특정 엔지니어링 제약이 발생합니다.

전력 변환 효율

저수준 소스에서 전압을 승압하려면 상당한 에너지 변환이 필요합니다.

부스트 회로가 전압을 70V 상한선까지 높임에 따라 배터리에서 더 높은 전류를 끌어옵니다. 고강도 자극 설정은 저강도 모니터링 모드보다 배터리를 더 빨리 소모합니다.

복잡성 대 크기

작은 회로 기판에 고전압 기능을 통합하면 밀도가 높아집니다.

장치는 제한된 공간 내에서 이 고전압을 안전하게 관리하여 컴팩트한 아키텍처에도 불구하고 여기 전압이 안정적이고 제어되도록 해야 합니다.

목표에 맞는 올바른 선택

FES 장치를 평가하거나 재활 모듈을 설계할 때 부스트 회로의 품질이 장치의 기능을 결정합니다.

치료 효과가 주요 초점이라면: 부스트 회로가 전체 0~70V 범위를 제공하도록 정격이 있는지 확인하여 다양한 환자 생리학에 걸쳐 가시적인 근육 수축을 생성할 수 있도록 보장합니다.
웨어러블성이 주요 초점이라면: 고효율 부스트 회로를 활용하여 가능한 가장 작은 폼팩터를 유지하면서 배터리 수명을 극대화하는 디자인을 찾으십시오.

부스트 회로는 단순한 구성 요소가 아니라 저전력 액세서리를 실행 가능한 의료 기기로 바꾸는 인에이블러입니다.

요약 표:

기능	설명	FES 성능에 미치는 영향
전압 출력	낮은 배터리 입력을 0-70V로 변환	가시적인 근육 수축 및 치료 효과를 가능하게 합니다.
폼팩터	컴팩트한 전자 승압 아키텍처	더 나은 착용감을 위해 부피가 큰 배터리 팩을 제거합니다.
자극 강도	고역대 여기 전압	피부 임피던스를 극복하여 깊은 운동 신경을 활성화합니다.
전력 효율	최적화된 에너지 변환	고강도 출력과 휴대용 배터리 수명의 균형을 맞춥니다.

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참고문헌

Wenbo Zhang, Li Shao. Recognition of Human Lower Limb Motion and Muscle Fatigue Status Using a Wearable FES-sEMG System. DOI: 10.3390/s24072377

이 문서는 다음의 기술 정보도 기반으로 합니다 3515 지식 베이스 .

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