《電子技術(shù)應(yīng)用》
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電源模塊在醫(yī)療器械中的應(yīng)用

2016-12-31
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關(guān)鍵詞: 醫(yī)療器械 電源模塊

1、醫(yī)療器械對(duì)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(duì)其他設(shè)備對(duì)安全的要求最為苛刻的,簡(jiǎn)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(duì)電源的設(shè)計(jì)是一個(gè)很大的考驗(yàn),設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中既要確保高隔離又要把EMI做好,實(shí)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(jí)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(huì)根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合和人群進(jìn)行區(qū)分,按照防護(hù)方式分為MOPP(病人防護(hù)方式)和MOOP(操作者防護(hù)方式),按照設(shè)備類型又分為B類、BF類、CF類??紤]到模塊的通用性,醫(yī)療電源工程師在設(shè)計(jì)的過(guò)程中,通常會(huì)盡可能的滿足最苛刻的要求,簡(jiǎn)單如下:

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

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

③輸出對(duì)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(cè)試264VAC,50Hz,漏電流≤500uA,但是醫(yī)療設(shè)備通常遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(duì)于電源廠家而言,一個(gè)電源模塊的漏電流最好能夠做到≤100uA。對(duì)于與人體接觸的后級(jí)DCDC電源,因?yàn)橹苯优c人體接觸,對(duì)隔離要求更為苛刻,尤其是與心臟接觸的CF類設(shè)備,醫(yī)療認(rèn)證中明確要求≤10uA。

d、接地連續(xù)性的要求:

  醫(yī)療電源之所以對(duì)這一指標(biāo)有要求主要是因?yàn)榻拥仉娮璐蟮臅r(shí)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(duì)重病患者可能存在危害,因此接地連續(xù)性也必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格測(cè)試,IEC要求PE對(duì)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(xì)列出來(lái)。


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(jī)、CT機(jī)都離不開(kāi)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(jiǎn)單的列幾個(gè)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:

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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。

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圖2注射泵供電框圖

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b、醫(yī)療電源在內(nèi)窺鏡清洗器中的應(yīng)用:

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圖3內(nèi)窺鏡清洗器

  圖3為常見(jiàn)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(xì)的電源供電框圖如下圖4。

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圖4內(nèi)窺鏡清洗器的供電框圖

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c、醫(yī)療電源在高電位治療儀中的應(yīng)用:

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圖5高電位治療儀

  高電位治療儀主要通過(guò)高壓低頻交變電場(chǎng),在空間內(nèi)形成高壓電子的移動(dòng),通過(guò)高壓電子的力量對(duì)人體血液中的蛋白質(zhì)、膽固醇、中性脂肪、甘油三脂等進(jìn)行分解和中和,同時(shí)可以通過(guò)高壓電子對(duì)人體的內(nèi)臟神經(jīng)進(jìn)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(dá)到將體內(nèi)廢物排出體外的目的。

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

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圖6高電位治療儀供電框圖

醫(yī)療電源推薦:

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