医疗级开关电源GTMB1057 - 6024的设计解析

引言

在电子设备的设计中，电源作为核心部件之一，其性能和安全性至关重要，尤其是在医疗领域。今天我们就来深入解析Globtek公司的一款医疗级开关电源GTMB1057 - 6024，看看它在设计上有哪些值得我们学习和借鉴的地方。

文件下载：TR9CI2500A04-C-MEDR.pdf

设计变更与认证

变更实施

根据ECN.No 3117的要求，此型号电源需要实施所有变更。这些变更可能涉及到电路设计、元件选型等多个方面，以确保电源性能的优化和安全性的提升。

认证情况

该系列所有型号均通过了UL60601 - 1 2nd Edition、CSA 22.2 No.601.1 - M90和EN 60601 - 1:A2等认证。不过需要注意的是，Globtek的医疗电源设计用于不直接将输出连接到患者电路的应用。只有在终端用户提供适当的系统级隔离时，电源才能用于带有患者应用部件的系统中。大家在实际应用中，一定要严格遵循这些认证标准和使用限制，避免出现安全问题。

电气规格

输入参数

• 输入电压：90 VAC至264 VAC，这种宽电压输入范围使得电源能够适应不同地区的电网电压，具有很强的通用性。
• 输入电流：在90 VAC输入时，电流小于2.0 A RMS。
• 输入频率：47 Hz - 63 Hz，能适应不同频率的电网。

输出参数

• 输出电压：24VDC，输出电压调节精度为±1%或50 mV（取较大值），在标称输出电压下测量。
• 输出电流：2.5A，且无需最小负载即可保持输出电压调节。
• 输出功率：最大60瓦。

其他参数

• 开关频率：典型值为100 KHZ。
• 输出纹波电压：在20 MHz带宽下，使用0.1µf陶瓷电容与10 µf电解电容并联连接在输出连接器末端测量。
• 输出电压调节：主输出为 + 5 %（在输出连接器处测量），满载时最大 + 1 %（在输出连接器处测量）。
• 启动/关闭过冲：± 5 %最大。
• 保持时间：在标称输入和满载下，最小8.0 mSEC。
• 输出上升时间：小于35 mS。
• 启动时间：小于3S（115V时）。
• 浪涌电流：冷启动时，北美地区最大40 A（欧洲为50A）。
• 效率：在120 VAC、满载时，典型值为80 %。

保护功能

• 过压保护：具备保护功能，采用打嗝式自动恢复，故障消除后自动恢复。
• 过流/短路保护：同样采用打嗝式自动恢复。
• 其他保护：输入线路和中性线熔断保护。

安全认证与性能

• 安全认证：获得了UL60601 - 1、CUL TO 22.2# 601、DEMKO TO EN60601、CE CLASS I等认证。
• 介电耐压：初级 - 次级为5656 VDC，初级 - 接地为2121 VDC。
• 泄漏电流：在240 VAC输入时，小于250 µA。
• 电磁干扰：符合EN55011、CLASS B和FCC PART 15 CLASS B标准，同时也通过了EN61000 - 3 - 2、EN61000 - 3 - 3、EN50082 - 1等相关标准的测试。

可靠性参数

• 平均无故障工作时间（MTBF）：在25°C环境温度、满载、230 VAC输入下，可达200,000小时。
• 工作温度范围：0°C至40°C。
• 存储温度范围： - 40°C至80°C。
• 海拔高度：工作时为10,000’，非工作时为40,000’。
• 湿度：0%至90%相对湿度。
• 重量：405g。
• ROHS合规：符合欧盟2002/95/EC和中国SJ/T 11363 - 2006标准。

机械设计

外壳

• 上外壳：采用高冲击塑料94V0聚碳酸酯，非通风设计，颜色为黑色。
• 下外壳：同样是高冲击塑料94V0聚碳酸酯，非通风设计，颜色为黑色。
• 尺寸：120.0 X 60.5 X 36.5 + 1 mm。

指示灯

采用绿色LED，用于指示输出是否存在。

输入连接器

配置为CLASS 1 MODEL IEC320 / C14，带有3个公插脚的交流电源入口。

输出线缆

• 1导体 + 屏蔽，18AWG绞合线，UL 1185，圆形线缆类型，颜色为黑色。
• 线缆长度为400 +10, - 0 mm，从外壳到连接器的包塑末端测量。
• 线缆需标记线规以及所有适用的额定值和安全认证。
• 线缆带有1匝铁氧体模制，也可提供定制线缆组件。

输出连接器

需要剥去20 mm并镀锡10 mm。

标签与包装

标签

• 材料：0.007（0.18）厚的平面热转印、可印刷的黑色聚酯片，带有白色命名。
• 制造商：STEVEN LABEL，材料ID号为3302 - 33，UL文件号为MH12821(N)，UL材料指定文件号为GHW332RL。也可使用符合UL列表且满足适用安全要求的可选标签材料。

包装

• 材料：瓦楞纤维板，F - 楞0.8（2.0）厚，双层结构。
• 外部表面处理：白色，涂有光泽表面（水性或清漆）。
• 样式：两侧带有锁定舌片的折边设计，箱子外部无印刷。
• 包装数量：每箱42个。

总结

GTMB1057 - 6024开关电源在电气性能、安全认证、机械设计和包装等方面都有严格的标准和精细的设计。作为电子工程师，我们在设计类似的电源产品时，可以借鉴其宽电压输入、多种保护功能、严格的安全认证以及合理的机械设计等优点。同时，也要注意其使用限制和相关标准，确保产品的安全性和可靠性。大家在实际应用中，有没有遇到过类似电源的设计难题呢？欢迎在评论区分享交流。