有關(guān)醫療電源的選擇與推薦
安全與隔離同樣是商用電源與醫用電源的一個(gè)重大差別,這對接受治療的病人及使用設備的醫務(wù)人員的觸電等安全保證相關(guān)。雖然人的皮膚算是個(gè)較好的絕緣體,但 一旦有非常小的交流電流施加到心臟上,就可能導致心臟肌肉纖維性顫動(dòng)和神經(jīng)肌肉損傷。所以涉及到病人的環(huán)境設備,任何可能與病人接觸的部分其電流必須嚴格 限制在40-70Hz內。
醫療器械應用所需的保護級別與設備和病人的接近程度相關(guān)。對醫療系統供電來(lái)說(shuō),絕緣和保護指標有三個(gè)安全級別。首先,所有離線(xiàn)電源都必須滿(mǎn)足 EN60950標準中的基本安全要求。此外,要靠近病人的醫用電源還要符合IEC601-1標準。而接觸病人的設備除了滿(mǎn)足以上2個(gè)要求外,還需要有額外 的隔離屏障來(lái)保護。還有在市電中斷時(shí),醫院的備用發(fā)電機要幾秒或幾分鐘后才能供電。因此,許多醫用電源和使用這種電源的設備都通過(guò)UPS系統接力供電。從 而,電源的輸入波形可能會(huì )改變,不再是理想的正弦波。所以,還需要在電源前端外接一個(gè)醫用變壓器來(lái)進(jìn)一步提高安全級別。所以,直接用到病人身上的設備必須 滿(mǎn)足所有這些參數的最高絕緣技術(shù)指標。
5. EMI-RFI輻射和防護:
設備的電磁輻射和電磁輻射防護也是醫用電源的一個(gè)重要參數標準,涉及到電涌和瞬變電流強度、靜電放電(ESD) 電平,以及射頻干擾(RFI) 防護能力。對醫用電源來(lái)說(shuō),這些電氣指標必須是同等級商用產(chǎn)品的三倍。許多醫療應用都涉及RF治療儀或無(wú)創(chuàng )電子手術(shù)器械,因此電源必須能抵御干擾,不受影 響。合格的醫用電源應符合與EMC相關(guān)的許多技術(shù)要求相配合的EN60601-1-2標準。不僅如此,醫用電源還必須滿(mǎn)足IEC61000-4-2 ((靜電防護能力,要求達到3kV)、IEC61000-4-3 (射頻輻射防護能力,要求達到3V/m)、IEC61000-4-4 EFT (電壓瞬變承受能力,要求達到1kV)、IEC61000-4- 5 (市電涌流承受能力,要求達到1kV和2kV)、IEC61000-3-2 (市電線(xiàn)路諧波要求)、IEC61000-3-3 (電力線(xiàn)閃變要求),以及EN55011 (A類(lèi)產(chǎn)品或B產(chǎn)品輻射限制)等要求。為此,符合IEC601-1標準的電源一般都遵守EN55022/11A類(lèi)設備規范,而不是更為嚴格的B類(lèi)EMC規 范。這些設備也可以設計得符合B類(lèi)EMC規范,但必需額外采取更復雜的濾波和屏蔽措施,使得設備尺寸增大、成本增加。而廣州金升陽(yáng)公司的醫療電源模塊則在 產(chǎn)品尺寸、成本、性能、安全等方面作了一個(gè)很好的平衡作用。
其它還有一些要求,涉及到特定的應用場(chǎng)合:如系統可能要在急救車(chē)車(chē)上使用,會(huì )出現電壓沖擊,對此,電源至少應符合IEC 68-2-29標準;有些設備是便攜設備,可能在直升機上使用,會(huì )出現隨機性振動(dòng),對此,電源應符合MIL-STD-810E標準。
案例:曾經(jīng)有客戶(hù)采用了低成本的“醫用電源”,該電源電壓5V、電流200mA,幾百個(gè)批量的單價(jià)為5美元。采用這種電源的設備要賣(mài)數萬(wàn)美元。這個(gè)價(jià)格低 得驚人的電源好象很不錯,如果說(shuō)它好得讓人懷疑,還真是如此。拆開(kāi)這種電源后發(fā)現,它只有一塊單面印刷電路板,且為節省成本,電路板沒(méi)有金屬化通孔。電路 板采用表面安裝結構,且元件密度很大。元件間距根本不符合醫療用電源和相關(guān)安全管理機構規定的爬電距離要求和設計準則。漏電流達900mA,遠超過(guò)規范限 度。爬電距離和電氣間隙電壓指標還達不到通用電源中使用的電壓。高壓區域間的間距只有0.5 mm,并采用阻焊劑來(lái)提高點(diǎn)介質(zhì)抗御能力。功率MOSFET的引腳間距本應加大,以增加爬電距離,但這種電源并沒(méi)有這樣處理,很可能是因為考慮到制造成本 和這樣做會(huì )占更多空間。鋁制散熱片通過(guò)一些扣爪插入電路板中,然后焊接固定。一但處理不正確,散熱片易發(fā)生松動(dòng)。反激電路中的MOSFET是無(wú)廠(chǎng)家的 fullpak封裝器件,有一個(gè)聚硅酮外套,并有絕緣帶加在散熱片上,因而阻礙了器件與散熱片的接觸,這樣使用中將有可能產(chǎn)生嚴重的熱穩定性問(wèn)題,即當 MOSFET已經(jīng)過(guò)熱時(shí),散熱片還是冷的。這種電源剛好滿(mǎn)足商用EMI-RFI要求,但不符合醫用電源要求。
這種電源還存在其它一些問(wèn)題,如整個(gè)電源內到處都存在虛焊。使用時(shí),即使被正確裝配,也沒(méi)準會(huì )在什么時(shí)候出故障。這種電源,盡管被當作醫療用電源銷(xiāo)售,但 其本身本來(lái)就不是按照醫療用要求設計的,除了輸入電壓和輸出電壓及電流,就沒(méi)有相關(guān)的文件和技術(shù)指標了。這種電源除了價(jià)格低得驚人外,別的性能要求遠達不 到醫療電源的要求。為何有人只希望將電源成本降低到如此水平,而故意冒如此多的風(fēng)險?畢竟,電源是高溫、高壓、噪聲、漏電流、火災等風(fēng)險和危險的主要源發(fā) 地?! ∷栽谶x定和購買(mǎi)醫療用電源時(shí),要考慮有關(guān)的風(fēng)險,必須從有信譽(yù)、能提供符合相關(guān)規范標準的證明文件,并遵守質(zhì)量和可靠性標準和要求的廠(chǎng)家那里購 買(mǎi)?! ∪簬卓钪档猛扑]的醫療級AC/DC電源模塊
在本文的最后,推薦幾款醫療電源模塊--金升陽(yáng)的LD系列電源模塊:LD05系列、LD10系列。金升陽(yáng)致力于小功率醫療電源模塊的開(kāi)發(fā),在醫療、工控、電力行業(yè)享有盛名,每年為GE、邁瑞等公司提供大量高性?xún)r(jià)比的產(chǎn)品。目前擁有LD05,LD10系列醫療級別電源,該系列電源具有以下特點(diǎn):
1、 小體積、高功率密度。金升陽(yáng)的LD系列電源體積很小,其中:LD05系列電源,輸出額定功率為5W,全球通用電壓輸入,體積為50.08*25.4*15.16mm。LD10系列電源,輸出額定功率為10W,全球通用電壓輸入,體積為53*28*19mm。此小體積電源,為小型醫療設備節省了大量的元器件空間,為設備的小型化提供了可能。
2、 高可靠性。該系列電源均按工業(yè)級產(chǎn)品設計,工作溫度為-25—70度,模塊化設計,內部使用導熱灌封膠,國際標準引腳。工業(yè)級產(chǎn)品設計為產(chǎn)品的可靠性提供了保障,標準化引腳封裝減少了客戶(hù)潛在的單一供貨風(fēng)險。
3、 安全性。該系產(chǎn)品均按醫療電源的要求設計。①電源均為CLASSⅡ設備。②在安規設計上,輸入和輸出之間的距離均達到8mm以上。③輸入和輸出之間耐壓達到4000VAC/1min。④輸入對輸出的漏電流也很小。其中LD05系列內部無(wú)安規電容設計,使得漏電流幾乎為零;LD10系列也僅為100uA以下。⑤LD05、LD10系列電源已通過(guò)EN60601的醫療認證和UL60950的安全認證。
4、 環(huán)保要求。所有產(chǎn)品均按ROHS要求設計,公司積極順應全球環(huán)保發(fā)展的形勢,全面推行“無(wú)鉛化”生產(chǎn),所有產(chǎn)品均符合ROHS檢測的要求。公司按照ISO14000標準實(shí)行環(huán)境管理和控制,保障員工的身心健康,最大限度地減少污染排放,全力保護自然生態(tài)環(huán)境,履行環(huán)保職責。
5、 具有較低的EMI性能。EN55011有level B,level A兩個(gè)等級,level B比level A嚴苛得多。圖2、圖3是LD10產(chǎn)品的EMI測試數據,該數據由國家電子五所專(zhuān)業(yè)測試。測試結果可以看出,該系列電源具有較低的電磁輻射性能,達到EN55011,level B的要求,

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