醫(yī)療電源模塊的選擇與應(yīng)用

而B(niǎo)F 或CF類設(shè)備(俗稱“接觸人體”的設(shè)備) 還要求采取額外的絕緣措施，使病人與地、信號(hào)端口和電源輸出絕緣。這是為了在設(shè)備發(fā)生意外故障時(shí)保護(hù)病人，以及使病人身上的漏電流保持在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限度內(nèi)。這種絕緣也可通過(guò)最終設(shè)備的其它部分實(shí)現(xiàn)，如有足夠絕緣性能的塑料探針或套管。但在需要對(duì)病人通電的應(yīng)用場(chǎng)合，處理方法之一是采用符合IEC601-1 標(biāo)準(zhǔn)的AC/DC 電源對(duì)一個(gè)或多個(gè)隔離DC/DC 轉(zhuǎn)換器供電，即又加第二級(jí)絕緣保護(hù)。所以必需仔細(xì)選擇DC/DC轉(zhuǎn)換器，以確保能達(dá)到絕緣要求。

由于醫(yī)療設(shè)備經(jīng)常都要直接與病人連接，而且會(huì)通過(guò)皮膚甚至皮下連接形成導(dǎo)電通路，因此漏電流必須盡可能為零，絕緣必須可靠，且不得有潛行電流。

4：安全與隔離：
安全與隔離同樣是商用電源與醫(yī)用電源的一個(gè)重大差別，這對(duì)接受治療的病人及使用設(shè)備的醫(yī)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(dǎo)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(shè)備，任何可能與病人接觸的部分其電流必須嚴(yán)格限制在40-70Hz內(nèi)。

醫(yī)療器械應(yīng)用所需的保護(hù)級(jí)別與設(shè)備和病人的接近程度相關(guān)。對(duì)醫(yī)療系統(tǒng)供電來(lái)說(shuō)，絕緣和保護(hù)指標(biāo)有三個(gè)安全級(jí)別。首先，所有離線電源都必須滿足EN60950標(biāo)準(zhǔn)中的基本安全要求。此外，要靠近病人的醫(yī)用電源還要符合IEC601-1標(biāo)準(zhǔn)。而接觸病人的設(shè)備除了滿足以上2個(gè)要求外，還需要有額外的隔離屏障來(lái)保護(hù)。還有在市電中斷時(shí)，醫(yī)院的備用發(fā)電機(jī)要幾秒或幾分鐘后才能供電。因此，許多醫(yī)用電源和使用這種電源的設(shè)備都通過(guò)UPS系統(tǒng)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(yī)用變壓器來(lái)進(jìn)一步提高安全級(jí)別。所以，直接用到病人身上的設(shè)備必須滿足所有這些參數(shù)的最高絕緣技術(shù)指標(biāo)。

5. EMI-RFI輻射和防護(hù)
設(shè)備的電磁輻射和電磁輻射防護(hù)也是醫(yī)用電源的一個(gè)重要參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，涉及到電涌和瞬變電流強(qiáng)度、靜電放電(ESD) 電平，以及射頻干擾(RFI) 防護(hù)能力。對(duì)醫(yī)用電源來(lái)說(shuō)，這些電氣指標(biāo)必須是同等級(jí)商用產(chǎn)品的三倍。許多醫(yī)療應(yīng)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(yī)用電源應(yīng)符合與EMC相關(guān)的許多技術(shù)要求相配合的EN60601-1-2標(biāo)準(zhǔn)。不僅如此，醫(yī)用電源還必須滿足IEC61000-4-2 ((靜電防護(hù)能力，要求達(dá)到3kV)、IEC61000-4-3 (射頻輻射防護(hù)能力，要求達(dá)到3V/m)、IEC61000-4-4 EFT (電壓瞬變承受能力，要求達(dá)到1kV)、IEC61000-4- 5 (市電涌流承受能力，要求達(dá)到1kV和2kV)、IEC61000-3-2 (市電線路諧波要求)、IEC61000-3-3 (電力線閃變要求)，以及EN55011 (A類產(chǎn)品或B產(chǎn)品輻射限制)等要求。為此，符合IEC601-1標(biāo)準(zhǔn)的電源一般都遵守EN55022/11A類設(shè)備規(guī)范，而不是更為嚴(yán)格的B類EMC規(guī)范。這些設(shè)備也可以設(shè)計(jì)得符合B類EMC規(guī)范，但必需額外采取更復(fù)雜的濾波和屏蔽措施，使得設(shè)備尺寸增大、成本增加。而廣州金升陽(yáng)公司的醫(yī)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(yīng)用場(chǎng)合：如系統(tǒng)可能要在急救車車上使用，會(huì)出現(xiàn)電壓沖擊，對(duì)此，電源至少應(yīng)符合IEC 68-2-29標(biāo)準(zhǔn)；有些設(shè)備是便攜設(shè)備，可能在直升機(jī)上使用，會(huì)出現(xiàn)隨機(jī)性振動(dòng)，對(duì)此，電源應(yīng)符合MIL-STD-810E標(biāo)準(zhǔn)。

案例：曾經(jīng)有客戶采用了低成本的“醫(yī)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(shè)備要賣數(shù)萬(wàn)美元。這個(gè)價(jià)格低得驚人的電源好象很不錯(cuò)，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(xiàn)，它只有一塊單面印刷電路板，且為節(jié)省成本，電路板沒(méi)有金屬化通孔。電路板采用表面安裝結(jié)構(gòu)，且元件密度很大。元件間距根本不符合醫(yī)療用電源和相關(guān)安全管理機(jī)構(gòu)規(guī)定的爬電距離要求和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。漏電流達(dá)900mA，遠(yuǎn)超過(guò)規(guī)范限度。爬電距離和電氣間隙電壓指標(biāo)還達(dá)不到通用電源中使用的電壓。高壓區(qū)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(yīng)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?yàn)榭紤]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(yán)重的熱穩(wěn)定性問(wèn)題，即當(dāng)MOSFET已經(jīng)過(guò)熱時(shí)，散熱片還是冷的。這種電源剛好滿足商用EMI-RFI要求，但不符合醫(yī)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(nèi)到處都存在虛焊。使用時(shí)，即使被正確裝配，也沒(méi)準(zhǔn)會(huì)在什么時(shí)候出故障。這種電源，盡管被當(dāng)作醫(yī)療用電源銷售，但其本身本來(lái)就不是按照醫(yī)療用要求設(shè)計(jì)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(biāo)了。這種電源除了價(jià)格低得驚人外，別的性能要求遠(yuǎn)達(dá)不到醫(yī)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(xiǎn)？畢竟，電源是高溫、高壓、噪聲、漏電流、火災(zāi)等風(fēng)險(xiǎn)和危險(xiǎn)的主要源發(fā)地。