Um monitor do estado de carga da bateria de dispositivos eletrônicos implantáveis

Abstract

This work proposes a system, of very low power consumption, able to monitor the remaining charge of the batteries used in implantable electronic devices through voltage and impedance analysis. The system contains a sample-and-hold circuit and a Gm-C active filter. This filter is composed by OTA amplifiers using series and parallel association of transistors. Besides, the system contains level-shift circuits that condition the signal for the range of the A/D converter (0 V to 1.25 V). Each block was developed using analog techniques and the ACM MOSFET model, which allows for a good trade-off between area end power consumption. The system functionality was verified through simulation and through prototypes implemented on the TSMC 0.35 ìm and AMS 0.35 ìm technologies. O presente trabalho propõe um sistema de baixíssimo consumo, capaz de monitorar a carga remanescente de baterias utilizadas em dispositivos eletrônicos implantáveis através da medida da tensão e da impedância das mesmas. O sistema é composto por um circuito sample and hold seguido por um filtro ativo Gm-C. Tal filtro é composto por amplificadores OTA conciliando técnicas de associação série e paralelo de transistores. Além destes, o sistema possui deslocadores de nível que condicionam a excursão do sinal para uma faixa de conversão do conversor A/D de 0 V a 1,25 V. Cada bloco foi desenvolvido conciliando técnicas analógicas às equações do modelo ACM do MOSFET, possibilitando assim, através de equações simples, estabelecer um bom compromisso entre área e consumo adequados ao projeto. A funcionalidade do sistema bem como de cada bloco foi testada sob forma de simulação e comprovada através de protótipos implementados nas tecnologias TSMC 0.35 µm e AMS 0.35 µm.