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          醫(yī)療電源AC-DC的選用標(biāo)準(zhǔn)

          作者: 時(shí)間:2017-06-07 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          醫(yī)療設(shè)備產(chǎn)業(yè)是關(guān)系到人類生命健康的新興產(chǎn)業(yè),近十余年來,在世界發(fā)達(dá)國家一直保持著很高的市場(chǎng)年增長率,因而被譽(yù)為朝陽產(chǎn)業(yè)。隨著醫(yī)療水平的提高,越來越多先進(jìn)的醫(yī)療設(shè)備廣泛運(yùn)用在了各種醫(yī)療場(chǎng)合。作為醫(yī)療設(shè)備的重要組成部分,它相對(duì)于其他種類的產(chǎn)品有更為嚴(yán)苛的要求。本文重點(diǎn)介紹醫(yī)療用的特殊要求以及金升陽公司高品質(zhì)醫(yī)療用產(chǎn)品的技術(shù)特性。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/201706/350375.htm

          的特殊要求

          目前,醫(yī)療設(shè)備大多采用開關(guān)電源。隨著電子技術(shù)的發(fā)展,開關(guān)電源不僅體積大大縮小,重量減輕,而且能耗大幅降低,并提高了可靠性。使用交流供電的醫(yī)療診斷、測(cè)量和治療設(shè)備,可能會(huì)由于不合適的接地和電絕緣產(chǎn)生漏電流,而使患者以及醫(yī)療人員暴露在電擊、燒傷、內(nèi)臟器官損傷和心律不齊等潛在危險(xiǎn)之中。

          鑒于醫(yī)療設(shè)備的特殊使用環(huán)境,醫(yī)療用電源產(chǎn)品在安全性和可靠性方面有著更為嚴(yán)苛的要求。例如,必須滿足IEC60601-1安規(guī)的絕緣和漏電流要求,或其相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),諸如:EN60601-1、UL60601-1和CSA22.2第601.1 M90標(biāo)準(zhǔn)。表1總結(jié)了IEC 60601-1醫(yī)療設(shè)備的安規(guī)要求。

          表1 IEC60601-1安全標(biāo)準(zhǔn)要求

          另一方面,醫(yī)療設(shè)備的電磁輻射和電磁輻射防護(hù)是醫(yī)用電源的一個(gè)重要參數(shù)標(biāo)準(zhǔn),涉及到電涌和瞬變電流強(qiáng)度、靜電放電(ESD)電平,以及射頻干擾(RFI)防護(hù)能力。許多醫(yī)療應(yīng)用都涉及RF治療儀或無創(chuàng)電子手術(shù)器械,因此電源必須能抵御干擾,不受影響。

          合格的醫(yī)用電源應(yīng)符合與EMC相關(guān)技術(shù)要求相配合的EN60601-1-2標(biāo)準(zhǔn)。不僅如此,醫(yī)用電源還必須滿足IEC61000-4-2(靜電防護(hù)能力,要求達(dá)到3kV)、IEC61000-4-3 (射頻輻射防護(hù)能力,要求達(dá)到3V/m)、IEC61000-4-4 EFT(電壓瞬變承受能力,要求達(dá)到1kV)、IEC61000-4-5(市電涌流承受能力,要求達(dá)到1kV和2kV)、IEC61000-3-2 (市電線路諧波要求)、IEC61000-3-3(電力線閃變要求),以及EN55011(A類產(chǎn)品或B產(chǎn)品輻射限制)等要求。

          此外,涉及到特定應(yīng)用場(chǎng)合還有一些特殊要求,例如,系統(tǒng)可能要在急救車上使用,可能會(huì)出現(xiàn)電壓沖擊情況,這種電源至少應(yīng)符合IEC 68-2-29標(biāo)準(zhǔn);有些設(shè)備是便攜設(shè)備,可能在直升機(jī)上使用,因而會(huì)出現(xiàn)隨機(jī)性振動(dòng),此種電源應(yīng)符合MIL-STD-810E標(biāo)準(zhǔn)。

          金升陽LD系列產(chǎn)品特性

          金升陽公司致力于醫(yī)療用ACDC電源的開發(fā),目前擁有LD05,LD10系列產(chǎn)品,產(chǎn)品的原理框圖如圖1所示。產(chǎn)品在設(shè)計(jì)過程中始終以高的可靠性為目標(biāo),在設(shè)計(jì)中的每一個(gè)環(huán)節(jié)都體現(xiàn)了這一點(diǎn)。

          圖1 LD系列產(chǎn)品原理框圖

          首先,產(chǎn)品控制芯片的可靠性對(duì)產(chǎn)品可靠性起著至關(guān)重要的作用。我們的產(chǎn)品選用安森美半導(dǎo)體公司的PWM控制芯片,由于芯片功能十分強(qiáng)大,只需要外接少數(shù)元件就能構(gòu)成完整的開關(guān)電源,因此大大簡化了產(chǎn)品的設(shè)計(jì),從某種意義上講也大大提高了產(chǎn)品的可靠性。另外,芯片的待機(jī)功耗很低,能夠提供符合美國能源之星和歐洲藍(lán)天使標(biāo)準(zhǔn)的解決方案,空載狀態(tài)下同時(shí)能達(dá)到國際能源機(jī)構(gòu)(IEA)最新建議的要求。芯片的短路保護(hù)功能還能通過持續(xù)監(jiān)視反饋線的狀況,檢測(cè)到出現(xiàn)短路的情況,并立即減小輸出功率,從而對(duì)整個(gè)電源及后級(jí)電路實(shí)現(xiàn)保護(hù)。一旦短路情況消失,控制器便恢復(fù)正常工作。這一功能也極大提高了產(chǎn)品在異常條件下的可靠性。

          其次,在模塊電源的熱設(shè)計(jì)方面我們也做了很多有益的研究。MTBF是電源可靠性的計(jì)量指標(biāo),而影響MTBF的最重要因素是部件的溫度。因此要提高電源的可靠性,如何保持較低溫度至關(guān)重要。模擬的方法有助于把一些抽象變得比較直觀,因此我們引進(jìn)了電熱模型。所謂電熱模擬就是用導(dǎo)熱電回路來模擬電子器件的散熱回路,用電參數(shù)模擬熱量的傳遞。具體地講,即用電路中的電流來模擬熱路中的熱量(計(jì)算中,常用半導(dǎo)體器件的耗散功率PD來代替熱量Q),用電流的流動(dòng)來表示熱流的傳遞。電壓U相當(dāng)于器件溫度到環(huán)境溫度之溫差△T,電阻R相當(dāng)于熱阻Rth。當(dāng)然,除了模擬的熱能傳遞,在設(shè)計(jì)及驗(yàn)證過程中,大量的高低溫可靠性試驗(yàn)也用來驗(yàn)證、完善產(chǎn)品的熱設(shè)計(jì)。



          關(guān)鍵詞: 醫(yī)療電源 電源 AC-DC

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