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發布時間: 2019/11/26 11:00:54 | 681 次閱讀
進入21世紀以來以歐美國家為代表的國外市場醫療產品發展持續升高,是21世紀十分活躍的新經濟增長點。但總體而言,我國醫療器械的發展與發達國家相比差距還較大,這不僅與器械廠家有關,更與基礎的醫療配件跟不上需求密切相關。電源模塊作為系統的部件,起著至關重要的作用,本文就電源模塊在醫療器械中的應用進行簡單的闡述和分享。
1、醫療器械對電源模塊有哪些普遍的要求?
醫療設備通常用于病人治療或者常規的家庭理療,因此幾乎全部的醫療設備都是要與人接觸的,基于此條件,醫療設備相對其他設備對安全的要求為苛刻的,簡單羅列如下:
a、EMC指標的要求:
醫療設備的傳導和輻射需要滿足EN55011,限值和EN50552 ITE設備相同。考慮到醫療系統既要滿足高安全、高隔離的要求,傳導和輻射又要求滿足標準要求,這對電源的設計是一個很大的考驗,設計人員在設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,因此很多的醫療設備也不得不妥協,只要求EMI性能滿足CLASSA等級即可。
b、安全距離和耐壓:
醫療標準不同于常規的,為了確保安全可靠,在標準中明確規定了系統的安全距離和耐壓指標需求,這些距離和耐壓的要求會根據應用場合和人群進行區分,按照防護方式分為MOPP(病人防護方式)和MOOP(操作者防護方式),按照設備類型又分為B類、BF類、CF類。考慮到模塊的通用性,醫療電源工程師在設計的過程中,通常會盡可能的滿足苛刻的要求,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:
低漏電流是醫療電源的指標,IEC的要求為醫療設備正常狀態下測試264VAC,50Hz,漏電流≤500uA,但是醫療設備通常遠遠不止一路隔離電源,一些大型的CT甚至會有5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類設備,醫療中明確要求≤10uA。
d、接地連續性的要求:
醫療電源之所以對這一指標有要求主要是因為接地電阻大的時候,很容易導致不同電源供電的設備的地電位差相差大,對重病患者可能存在危害,因此接地連續性也必須經過嚴格測試,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:
除去以上的常規要求,醫療設備還需要滿足常規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標準要求等等,不詳細列出來。
2、電源模塊是如何應用于醫療器械的?
醫療電源通常指可以滿足上面所列要求的電源模塊,隨著科技的發展各種類型的醫療器械不斷涌出,小到微型的醫療穿戴設備,大到X光機、CT機都離不開供電電源,而滿足以上要求的醫療電源是醫療器械安全可靠的重要保障,下面我們簡單的列幾個醫療電源在醫療器械中的應用:
a、醫療電源在注射泵中的應用:
b、醫療電源在內窺鏡清洗器中的應用:
c、醫療電源在高電位治療儀中的應用:
高電位治療儀主要通過高壓低頻交變電場,在空間內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、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臟神經進行刺激,具有凈化血液和調節植物神經的作用,終達到將體內廢物排出體外的目的。
目前市面上常見的高電位治療儀產生的交變電場,大部分頻率為每秒50次,屬于低頻電場。
3、金升陽電源是如何定位醫療電源的?
隨著生命科學及機械制造技術的不斷發展,必將催生出大量先進的醫療器械,金升陽非常看好這一部分市場 ,目前已經陸陸續續推出了各類醫療專用電源,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要求,它們主要用于注射泵、監控儀、分析儀、呼吸機、營養箱等場合。后期隨著各類新型醫療器械的不斷涌現,金升陽也會不斷根據設備的要求,開發新的電源模塊出來,也很樂意接受各種醫療模塊的定制。