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          電源模塊在醫(yī)療器械中的應(yīng)用

          作者: 時間:2018-08-08 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          前言:

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/201808/385903.htm

          進入21世紀(jì)以來以歐美國家為代表的國外市場醫(yī)療產(chǎn)品發(fā)展持續(xù)升高,是21世紀(jì)十分活躍的新經(jīng)濟增長點。但總體而言,我國的發(fā)展與發(fā)達國家相比差距還較大,這不僅與器械廠家有關(guān),更與基礎(chǔ)的醫(yī)療配件跟不上需求密切相關(guān)。電源模塊作為系統(tǒng)的核心部件,起著至關(guān)重要的作用,本文就電源模塊在中的應(yīng)用進行簡單的闡述和分享。

          關(guān)鍵詞:、、、、

          1、醫(yī)療器械對電源模塊有哪些普遍的要求?

          醫(yī)療設(shè)備通常用于病人治療或者常規(guī)的家庭理療,因此幾乎全部的醫(yī)療設(shè)備都是要與人接觸的,基于此條件,醫(yī)療設(shè)備相對其他設(shè)備對安全的要求最為苛刻的,簡單羅列如下:

          a、EMC指標(biāo)的要求:

          醫(yī)療設(shè)備的傳導(dǎo)和輻射需要滿足EN55011,限值和EN50552 ITE設(shè)備相同??紤]到醫(yī)療系統(tǒng)既要滿足高安全、高隔離的要求,傳導(dǎo)和輻射又要求滿足標(biāo)準(zhǔn)要求,這對電源的設(shè)計是一個很大的考驗,設(shè)計人員在設(shè)計中既要確保高隔離又要把EMI做好,實際上一件很困難的事,因此很多的醫(yī)療設(shè)備也不得不妥協(xié),只要求EMI性能滿足CLASSA等級即可。

          b、安全距離和耐壓:

          醫(yī)療標(biāo)準(zhǔn)不同于常規(guī)的認(rèn)證,為了確保安全可靠,在標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定了系統(tǒng)的安全距離和耐壓指標(biāo)需求,這些距離和耐壓的要求會根據(jù)應(yīng)用場合和人群進行區(qū)分,按照防護方式分為MOPP(病人防護方式)和MOOP(操作者防護方式),按照設(shè)備類型又分為B類、BF類、CF類。考慮到模塊的通用性,醫(yī)療電源工程師在設(shè)計的過程中,通常會盡可能的滿足最苛刻的要求,簡單如下:

          ①L,N對PE 1500VAC隔離,電氣間隙2.5mm,爬電距離4.0mm。

          ②變壓器原邊對副邊4000VAC,電氣間隙5mm,爬電距離8mm。

          ③輸出對PE,500VDC(浮地),電氣間隙2.5mm,爬電距離4mm。

          c、超低漏電流的要求:

          低漏電流是醫(yī)療電源的核心指標(biāo),IEC的要求為醫(yī)療設(shè)備正常狀態(tài)下測試264VAC,50Hz,漏電流≤500uA,但是醫(yī)療設(shè)備通常遠遠不止一路隔離電源,一些大型的CT甚至?xí)?路甚至以上的電源。因此對于電源廠家而言,一個電源模塊的漏電流最好能夠做到≤100uA。對于與人體接觸的后級DCDC電源,因為直接與人體接觸,對隔離要求更為苛刻,尤其是與心臟接觸的CF類設(shè)備,中明確要求≤10uA。

          d、接地連續(xù)性的要求:

          醫(yī)療電源之所以對這一指標(biāo)有要求主要是因為接地電阻大的時候,很容易導(dǎo)致不同電源供電的設(shè)備的地電位差相差大,對重病患者可能存在危害,因此接地連續(xù)性也必須經(jīng)過嚴(yán)格測試,IEC要求PE對殼體任何可接觸金屬處的電阻0.1Ω。

          e、其他要求:

          除去以上的常規(guī)要求,醫(yī)療設(shè)備還需要滿足常規(guī)民用家電的所有要求,如需要滿足ROHS的要求,人手可觸及的溫度必須滿足常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)要求等等,不詳細列出來。

          2、電源模塊是如何應(yīng)用于醫(yī)療器械的?

          醫(yī)療電源通常指可以滿足上面所列要求的電源模塊,隨著科技的發(fā)展各種類型的醫(yī)療器械不斷涌出,小到微型的醫(yī)療穿戴設(shè)備,大到X光機、CT機都離不開供電電源,而滿足以上要求的醫(yī)療電源是醫(yī)療器械安全可靠的重要保障,下面我們簡單的列幾個醫(yī)療電源在醫(yī)療器械中的應(yīng)用:

          a、醫(yī)療電源在注射泵中的應(yīng)用:

          圖1注射泵

          圖1為常規(guī)的醫(yī)療注射泵,與其他的微量注射泵、輸液泵等相比雖然形態(tài)結(jié)構(gòu)有所差別,但是基本的電氣供電是相同的,大致如下圖2。

          圖2注射泵供電框圖

          醫(yī)療電源推薦:

          b、醫(yī)療電源在內(nèi)窺鏡清洗器中的應(yīng)用:

          圖3內(nèi)窺鏡清洗器

          圖3為常見的內(nèi)窺鏡清洗器,顧名思義是用于清理內(nèi)窺鏡的醫(yī)療器械,內(nèi)窺鏡鏡頭深入患者體內(nèi),能否安全清理直接影響患者身體的健康狀況,因此要求嚴(yán)格。詳細的電源供電框圖如下圖4。

          圖4內(nèi)窺鏡清洗器的供電框圖

          醫(yī)療電源推薦:

          c、醫(yī)療電源在高電位治療儀中的應(yīng)用:

          圖5高電位治療儀

          高電位治療儀主要通過高壓低頻交變電場,在空間內(nèi)形成高壓電子的移動,通過高壓電子的力量對人體血液中的蛋白質(zhì)、膽固醇、中性脂肪、甘油三脂等進行分解和中和,同時可以通過高壓電子對人體的內(nèi)臟神經(jīng)進行刺激,具有凈化血液和調(diào)節(jié)植物神經(jīng)的作用,最終達到將體內(nèi)廢物排出體外的目的。

          目前市面上常見的高電位治療儀產(chǎn)生的交變電場,大部分頻率為每秒50次,屬于低頻電場。詳細的供電框圖如下圖6。

          圖6高電位治療儀供電框圖

          醫(yī)療電源推薦:

          3、電源是如何定位醫(yī)療電源的?

          隨著生命科學(xué)及機械制造技術(shù)的不斷發(fā)展,必將催生出大量先進的醫(yī)療器械,非??春眠@一部分市場 ,目前已經(jīng)陸陸續(xù)續(xù)推出了各類醫(yī)療專用電源,包含10-60W的ACDC電源及6W以下的DCDC電源,這些電源模塊都能滿足本次文章中所探討的技術(shù)要求,它們主要用于注射泵、監(jiān)控儀、分析儀、呼吸機、營養(yǎng)箱等場合。后期隨著各類新型醫(yī)療器械的不斷涌現(xiàn),金升陽也會不斷根據(jù)設(shè)備的要求,開發(fā)新的電源模塊出來,也很樂意接受各種醫(yī)療模塊的定制。



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