医疗设备PCB设计的EMI/EMC标准

正如船只的设计将决定其在水上运动中的用途一样，电子产品的设计方式也将决定它们是否可用于医疗应用。具体来说，有一些电磁干扰（EMI）标准必须经过测试才能满足医疗设备的电磁兼容性（EMC）要求。保持医疗设备不受其他电子设备（例如手机）的操作干扰非常重要，这些标准确保了这一点。以下是有关医疗设备的EMI和EMC标准的更多信息，以及这将如何影响您设计和制造医疗设备印刷电路板。

 

医疗设备的EMI / EMC标准是什么？

电子医疗设备和系统中EMI和EMC的主要标准是IEC 60601-1-2。这是一系列通用标准，旨在定义在存在电磁干扰的情况下医疗电子设备的基本性能和安全要求。作为美国食品药品监督管理局（FDA）提交要求的一部分，您需要由认可的实验室根据IEC 60601-1-2要求对设备进行测试。

还建议医疗设备制造商在设计中应用针对汽车和救护车的EMI辐射和抗扰性要求。取决于应用，制造商还应考虑通用航空和医用直升机以及铁路环境的EMI标准。这些要求可在以下标准中找到：

l CISPR 25

l ISO 7637-2

l ISO 7137

l RTCA DO-160

l EUROCAE ED-14

医疗设备制造商在设计中应遵循的另一个标准是用于无线系统设备共存的ANSI C63.27。这可以控制具有彼此靠近的RF发射器的医疗设备（例如手机，Wi-Fi和生物遥测技术）的正确操作。

遵循这些标准的目的是设计您的医疗设备印刷电路板，以通过FDA提交的IEC 60601-1-2测试。为此，您需要确保在设计中纳入良好的EMC规范。

防止EMI的PCB设计技术

有很多不同的设计技术可以控制PCB设计上的电磁干扰，从而使其与医疗设备标准兼容。其中一些包括以下内容：

l 多层堆叠：为了最好地屏蔽高速传输线，最好在多层板上使用带状线层配置。通过在地平面之间路由敏感走线，您将能够减少与其他层上的信号发生宽边串扰的可能性，并限制布线产生的辐射。

l 旁路电容：将这些电容器靠近电路板上有源组件上的每个电源引脚放置。这些电容为正在开关的IC缓冲电流，从而减少了从整个电路板上快速吸收尖峰电流的需求。

l 隔离不同的电路：在模拟电路和数字电路之间保持隔离很重要，以防止一个电路影响另一个电路。您还需要确保电路的每个区域都有自己的专用接地层。这些接地点可以全部连接在一起，但是您希望最大程度地减少数字返回路径最终穿过模拟接地层的机会。

l 最小化走线长度：长的走线可能会无意间产生会辐射噪声的天线。对于信号完整性而言，保持整个信号路径与驱动器之间，通过其组件之间的距离并在其终止时尽可能短也是很重要的。您必须避免延长必须匹配其长度的信号的走线，但要使所有其他走线尽可能短。

l 接地平面：除了带状线配置和用于电路不同区域的单独平面的优点之外，接地平面还可以帮助屏蔽敏感电路。在有噪声的元件周围使用金属区域填充以及缝合过孔可以帮助控制EMI。但是请记住一个警告：如果必须将内部平面划分为不同的接地或电压，则切勿通过敏感信号越过该平面划分。信号的返回路径在试图通过分离平面返回源时会产生很多噪声。

这些是您可以将EMI控制设计到PCB中的一些方法，还有许多其他方法可能对您的特定应用有所帮助。