Медицинские источники питания - особая лига

Дизайн источника питания всегда чрезвычайно важен, но ни одно приложение не может иметь более строгих требований к дизайну, чем медицинские устройства.

В любой области источник питания является важным фактором, когда речь идет об эффективности и безопасности системы. Сфера медицины не исключение; Когда дело доходит до устройств для здравоохранения, ставки на дизайн источников питания еще выше.

Учитывая непосредственные риски, связанные с медицинскими приборами, в области медицины разработан собственный стандарт проектирования источников питания. В этой статье мы узнаем, почему конструкция источника питания уникальна для медицины, как она выглядит, а также расскажем о некоторых новостях в этой области.

Почему конструкция медицинских блоков питания отличается

Конструкции медицинских источников питания отличаются от стандартных коммерческих по двум основным причинам.

Во-первых, в медицинских конструкциях первостепенное значение имеет безопасность пациента. Воздействие даже небольшого количества тока утечки может серьезно повлиять на здоровье пациента.

По этой причине допустимое значение токов утечки (непреднамеренных токов, которые могут проходить через тело человека) в медицинском оборудовании не может быть выше нескольких сотен микроампер. С другой стороны, в промышленных источниках питания небольшие токи утечки могут быть допустимыми, поскольку они не затронут здорового оператора.

Помимо этого, электронное оборудование в больницах обычно работает с сигналами очень низкого уровня. Оборудование такого типа по своей природе более чувствительно к электромагнитным помехам, поэтому соответствие требованиям электромагнитной совместимости и производительность являются ключевыми факторами при разработке медицинских источников питания.

Проблемы медицинских блоков питания

Учитывая эти требования, медицинские устройства должны соответствовать уникальному стандарту электропитания: IEC / UL 60601.

В рамках этого стандарта различают три категории оборудования:

(Телесное) оборудование с рейтингом B, которое будет иметь только краткий контакт с пациентом

Оборудование с рейтингом BF (плавающее тело), ​​которое будет постоянно контактировать с кожей

Оборудование с рейтингом CF (сердечное плавание), которое может напрямую контактировать с пациентом

В рамках всех трех категорий существует пара основных конструктивных соображений, которые должны быть приняты во внимание инженерами блоков питания:

Длина пути утечки и воздушный зазор: для блокировки паразитных токов, которые могут нанести вред пациентам, медицинские блоки питания требуют большей изоляции между первичной и вторичной обмотками, чем промышленные или потребительские блоки питания.

Ток утечки: попытка ограничить ток от линии переменного тока к пациенту может усложнить конструкцию трансформатора, особенно с источниками питания с номиналом CF.

Диэлектрическая прочность: электрическая прочность между первичной и вторичной обмотками составляет 4000 В переменного тока для медицинских блоков питания по сравнению с 3000 В переменного тока для промышленных и потребительских устройств.

Требования к электромагнитным помехам: медицинские источники питания должны соответствовать стандарту UL / IEC61000-1, который предъявляет строгие требования к электромагнитной совместимости.

Пример из реальной жизни: новые блоки питания Vox Power

Имея более четкое представление о требованиях к медицинским блокам питания, может быть полезно оценить реальный пример, недавно выпущенный в отрасли. На этой неделе Vox Power анонсировала семейство источников питания, предназначенных для медицинской промышленности.

Новые блоки питания компании, серия VCCS300, предназначены для оборудования с рейтингом BF и, как утверждается, обеспечивают непрерывную выходную мощность 300 Вт в корпусе размером 2 x 4 x 1,61 дюйма. Это дает устройству плотность мощности более 23 Вт / дюйм ^ 3. В соответствии с законом Мура, увеличение плотности мощности важно, поскольку медицинские технологии уменьшаются в размерах.

Как и ожидалось от медицинского источника питания, VCCS300 обеспечивает ток утечки на пациента <100 мкА, согласно спецификации. Он также соответствует стандартам IEC60601 EMC и предлагает ряд функций безопасности.

Популярность нишевого поля растет

Разработка медицинских блоков питания сопряжена с определенным набором проблем. Обеспечение безопасности пациента и уменьшение электромагнитной совместимости для обеспечения правильной работы устройства - две большие проблемы, с которыми другие отрасли не сталкиваются в такой степени.

Новое устройство от Vox Power, похоже, отвечает всем требованиям и впечатляет своим компактным форм-фактором и высокой удельной мощностью. Хотя проектирование медицинских блоков питания может показаться нишевой областью, по мере того, как промышленность медицинского оборудования продолжает развиваться, эта отрасль проектных работ будет приобретать все большее значение.