KOEN中HI

하드웨어 구조

ECG 입력부 · 환자 절연 · 보호 · 전원 · 보드 구성 — 2026-10-11 개발 착수판(rev3) 기준, 블록 수준 요약

이 페이지는 설계 문서를 블록 단위로 줄여 옮긴 것입니다. 저항·커패시터 값, 연결표, 부품 목록은 싣지 않았습니다. 항목마다 상태를 아래 표시로 구분합니다.

확정 사양으로 확정된 것 설계 기본값 근거를 붙여 정했지만 확정은 아닌 것 미확인 데이터시트·원문으로 아직 확인 못 한 것

1. 출발점 — 확정된 사양

이 장치는 사람 몸에 닿습니다. 그래서 환자 접촉부 절연과 누설전류를 설계의 출발점으로 삼았습니다. 개발 우선순위는 ① 신뢰성·환자 보호 → ② 신기술·첨단화 → ③ A/S·유지보수·향후 업그레이드 순입니다.

항목내용상태
용도가정용 · 실버산업 · 개인 모니터링, 홀터/트렌드 기록 기능. 중환자·경환자·수술용 모니터가 아님확정
전극기본 5전극(RA · LA · LL · RL + 가슴 1개). 가슴 전극은 V1 / V5 를 스위치로 고르고 화면에 표시확정
옵션C1~C6 6개를 모두 받는 12유도확정
lead III계산(II−I)이 아니라 직접 측정확정
ECG 칩TI AFE159RP8 — 상세 데이터시트로 양산 상태를 확인하는 것이 조건확정
SpO2TI AFE4490 자체 회로, 투과형 클립 프로브. 숫자는 「참고값·미교정」확정
처리부NXP i.MX 95확정
펄스저항 위치리드선이 아니라 기판에 둔다확정
전원배터리만으로 24시간 연속 동작. 배터리 2개, 교체 중에도 멈추지 않음(핫스왑). AC 전원은 항상 연결확정
냉각 · 소음팬리스(무팬) 기본. 들리는 소음이 없어야 함확정
충전 중 측정2단계 해제 — 연동 유지 → 충전 중 누설·잡음 실측 통과 → 해제확정
시뮬레이터외부 배터리형, 1 V p-p 출력, 본체에서 1000:1 분압, 입력단에서 sim ↔ signal 전환확정
Respiration · NIBP둘 다 +옵션. Respiration 은 ECG 칩 내장 기능 사용(「참고값」), NIBP 는 모듈 자리 준비확정
안전 MCUTI RM44L920. 우선은 제작에 집중(적용 시점 미정)확정

2. 전체 블록도

환자섬 (부동 접지 · 환자 접촉부) 절연 경계 · 8 mm 무동박 + 슬롯 2차측 (비환자측) 전극 소켓 DIN 42802 RA LA LL RL + C (V1/V5) C1~C6 (옵션 덮개) 입력 보호 3단 ① 펄스저항(기판) ② 가스방전관 ③ 클램프·RC 전극마다 같은 구성 sim ↔ signal 래칭 릴레이 SIM 입력 1000:1 분압 AFE159RP8 U1 기본 AFE159RP8 U2 12유도 옵션 SpO2 클립 프로브 → AFE4490 분리 구획 · 프로브도 적용부로 취급 RLD 구동 · WCT · 가드 리드오프 · 페이스 판정(칩 내장) 섬 전원 — UCC12050 2차측 → 저잡음 LDO AFE159RP8 아날로그 · AFE4490 수신/송신(LED) · 절연기 섬 쪽 금속 외함은 섬 접지와 연결하지 않음 외함–섬 사이 1 MOPP 이상(목표 2 MOPP) ISO7762 ECG ×2 ISO7762 SpO2 ×1 UCC12050 절연 전원 NXP i.MX 95 M7 실시간 코어: 취득 절연 SPI 로 표본 수신 화면 · 경보 · 기록 V1 / V5 슬라이드 스위치 GPIO 2선 판독 · 절연 안 건넘 10.1″급 패널 · 터치 백라이트 전류 디밍 GbE 2ch · Wi-Fi/BT USB 오프라인 · OTA 주 전원부 어댑터 · 배터리 2팩 · 벅

초록 = 환자섬, 노랑 띠 = 절연 경계, 보라 = 2차측, 주황 = 전원. 주황 점선 칩은 12유도 옵션입니다. 경계를 건너는 부품은 절연기(ISO7762)와 절연 전원(UCC12050) 패키지뿐입니다.

3. ECG 입력부

칩 구성 — AFE159RP8 두 개 설계 기본값

기본 5전극은 U1 하나가 맡습니다. U1 은 I · II · III(직접) · V(= C − WCT) · calib 채널과 페이스 판정, RLD 구동, 호흡(옵션)을 담당합니다. 12유도 옵션은 U2 가 V1~V6 와 별도 calib, 그리고 칩 사이 검산용 II 채널을 맡습니다.

칩을 두 개로 한 이유는 채널 수입니다. 8채널 칩 하나로 12유도를 하면 I · II · V1~V6 만으로 꽉 차서, 확정 사양인 lead III 직접 측정과 calib 이 들어갈 자리가 없습니다.

12유도 옵션 확장 방식 설계 기본값

V1 / V5 스위치 확정(선택·표시) · 구현 방식 설계 기본값

커넥터 · 차폐

리드오프 · 페이스

4. 입력 보호

신호 전극마다 같은 3단 보호 체인을 둡니다. 확정 사양대로 펄스저항은 리드선이 아니라 기판에 있습니다.

① 펄스저항고전압 펄스 에너지를 흡수, ESD 첫 방어. 두 조각으로 나눠 한 개에 걸리는 전압을 낮춤
→
② 가스방전관중간 노드를 섬 접지로 눌러 뒷단을 보호
→
③ 전류 제한 + 클램프저항으로 전류를 제한하고 저누설 다이오드로 칩 전원 범위 안에 묶음
→
RC → AFE외부 클램프와 칩 내부 ESD 다이오드를 분리, EMI 대역 제한

5. 환자 절연

환자섬전극 · 보호 · AFE159RP8 · AFE4490 · 섬 LDO. 접지가 떠 있는(부동) 영역, 한 장의 섬 접지면
⇄
절연 경계전 층 8 mm 무동박 + 슬롯
건너는 것: ISO7762DW (ECG ×2, SpO2 ×1), UCC12050
⇄
2차측i.MX 95 보드, 주 전원부, 화면, 통신

6. 전원 구조

의료용 어댑터24 V, 2×MOPP
(GSM90B24)
→
eFuseTPS26630
역극성 · 과전압 · 과전류
→
전원 경로 · 충전LTC1760
AC 우선, 정전 시 두 팩 동시 방전, 두 팩 충전
→
벅 2개LT8640S ×2
5 V · 3.3 V
배터리 팩 A · BRRC2054-2 (4S) ×2, 핫스왑 설계 기본값
부하i.MX 95 SoM · 패널 · LP8866S 백라이트 · 주변
환자섬 전원UCC12050 → 섬 안 LT3042 ×4 + TPS7A2030
상시 전원TPS70933 · LTC2955(버튼·AC 복귀 자동 켜짐) · 인터록 논리

전원 보호 — 단계별 개념

들리는 소음 없애기 확정(목표) · 방법 설계 기본값

24시간 배터리 · 팬리스

가장 큰 경고 — 환자섬 전력을 절연기·LDO 자체 전류까지 넣어 다시 계산하니, 정전 모드 평균 전력이 수명 말 팩의 24시간 한계에 바짝 붙습니다(계산상 여유 2~3 %). 그래서 24시간 실측을 가장 먼저 합니다.

7. 보드 구성

구역주요 블록
환자섬전극 소켓 · 3단 입력 보호 · sim↔signal 릴레이 · AFE159RP8 ×2(U2 는 12유도 옵션) · SpO2 AFE4490(분리 구획) · RLD/WCT/가드 · 섬 LDO
절연 경계ISO7762DW ×3(ECG 2, SpO2 1) · UCC12050 · 8 mm 무동박 + 슬롯
처리부NXP i.MX 95 SoM — M7 실시간 코어가 표본 취득, SoM 이 화면·경보·기록 · 안전 MCU RM44L920 자리(적용 시점 미정)
화면10.1″급 패널 · 정전식 터치 · LP8866S 백라이트(전류 디밍)
통신 · 업데이트GbE 2ch · Wi-Fi/BT(SoM 내장) · USB 오프라인 + 인터넷 OTA
전원부의료용 어댑터 · eFuse · LTC1760 · 배터리 팩 2개(핫스왑) · LT8640S ×2 · 상시 전원 · 인터록
옵션 자리12유도(C1~C6) · Respiration(ECG 칩 내장) · NIBP 모듈

8. 설계 변천

2026-09-24 1차 하드웨어 설계를 거쳐, 2026-10-11 사양 고급화 결정으로 주요 부품이 바뀌었습니다.

항목1차 설계 (2026-09-24) 이전개발 착수판 (2026-10-11)
ECG 칩TI ADS1298TI AFE159RP8 ×2 확정(칩)
전극4개(RA · LA · LL + RL)기본 5전극 + V1/V5 스위치, 12유도 옵션 확정
제세동 보호설계하지 않음(동시 사용 금지 표기 전제)3단 보호 넣음 설계 기본값
처리부i.MX 8M Plus 또는 RK3588 + 별도 취득 MCU 를 검토NXP i.MX 95(M7 실시간 코어로 취득) 확정
화면10.5″ FHD~2K 검토10.1″급 확정
배터리18650 2S 계열 배터리 부동 전원팩 2개 핫스왑, 24시간 목표 확정 · 4S 팩 설계 기본값
그대로 이어진 것환자섬 + UCC12050 · ISO7762DW 절연, 8 mm 무동박 경계, 스위처 동기화와 스프레드 스펙트럼 끔, AFE4490 SpO2, 외부 시뮬레이터 1000:1 분압 입력

9. 미확인으로 남은 것 · 다음 실측