医用设备对电源提出的挑战

描述

随着经济的发展,人口老龄化程度的提高,以及人们健康意识的不断增强,全球医疗器械市场需求也快速增长。近年来,我国医疗器械市场的复合增长率保持在20%以上,在全球市场中的份额也逐年提升,但相比其他发达国家而言,仍有巨大的增长空间。

无论是诊断/治疗设备,或是其它辅助设备,除了自身的性能指标参数外,其供电电源的品质也是至关重要的。除了良好的电气性能及稳定性之外,医疗电源对其EMC性能,漏电流,安全和防护方面都有比较严苛的规定。

EMC性能

随着RF治疗仪和其它精密电子医疗设备的普及,对于电磁干扰及抗扰度的的要求也越来越高。新的EN60601-1-2第四版EMC标准也对医疗设备的EMC性能提出了更严格的要求。尽管最终设备的EMC性能跟系统设计有很大关联,但选择EMC性能更好的电源能极大地简化系统的EMC设计。TDK-Lambda的绝大部分医疗电源满足B类EMI及IEC60601-1-2第四版电磁抗扰度要求,可参考我们实际EMC测试报告。同时有强大的研发团队可提供快速,专业的现场技术支持。

漏电流

由于医疗设备经常与病人直接接触,会通过皮肤甚至皮下连接形成导电回路,因此对漏电流的要求较一般设备要严格的多。医疗安规标准对于正常条件(NC)和单一故障条件(SFC)下的漏电流均有明确的规定。

TDK-Lambda医疗电源产品的接地漏电流满足安规要求,有些系列的产品可根据实际系统需求提供更低漏电流的型号(最低至100uA以下)或满足Class II标准(无接地)的型号。

对于需要极低患者漏电流的CF型设备,我们也可根据系统的结构图提供解决方案。

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安全与隔离

对于不同绝缘等级,不同应用部分等级的医疗设备,其隔离电压的要求也不同。

绝缘等级主要分为Class I(有接地)和Class II(无接地),家用医疗设备一般都为Class II产品。

应用部分等级主要分为B,BF,CF三大类。

CF(“Cardiac Floating”)型是最严格的分类,用于可能与心脏发生直接接触的应用部分,例如透析设备等。

BF(“Body Floating”)型与CF型相比严格程度稍低,通常用于与病人发生传导接触的应用部分,或与患者具有中长期接触的应用部分。该类型设备的实例包括血压检测仪、保育箱和超声波设备。

B(“Body”)型是严格程度最低的分类,用于通常并不导电并且可以随时从患者身体上移除的应用部分。其实例包括LED手术光源、医用激光、核磁共振扫描仪、病床,以及光疗设备。

TDK-Lambda的大部分医疗电源产品可满足BF类产品的隔离需求,对于CF类产品,也可根据客户的系统绝缘结构图给出合适的解决方案。

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Class I,BF/CF类医疗设备绝缘结构示意图

随着国家对基层,偏远地区医疗的重视,越来越多的设备将会用在高海拔地区。需要注意在高海拔应用条件下,由于空气稀薄导致其绝缘强度下降,对于电气间隙和爬电距离的要求也就更高。在该类应用条件下,请注意选择在高海拔条件下仍能满足医疗安规标准的医疗电源。TDK-Lambda的CUS-M系列部分产品能在海拔5000m条件下满足医疗安规要求。

预期寿命

很多医疗设备处于长时间连续工作状态,因此对于电源工作寿命也有很高的要求。对电源而言,寿命关键器件为风扇和电解电容,而其寿命又取决于实际工作条件,如负载,输入,温度,风速等等。选用自然冷却型电源(无风扇)可避免风扇寿命带来的问题。大功率电源大部分还是需要风扇冷却,可选用长寿命风扇,并采用温控电路延长其使用寿命。关于电解电容,需选择长寿命产品,并通过良好的电气设计和热设计来降低其工作温度,电解电容寿命计算结果可向电源供应商索取,或实测其铝壳温度进行计算。

TDK-Lambda的医疗电源产品丰富,功率覆盖30W到1500W,输出从单路输出到最多16路输出,并有着丰富的医疗设备应用经验,可为客户提供可靠,完善的电源系统解决方案。

审核编辑:郭婷

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