高可靠性醫(yī)療設(shè)備配置電源選型參考 - 全文

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　　目前，國內(nèi)的醫(yī)療設(shè)備大多采用220V市電供電。由于各種不同類型的醫(yī)療設(shè)備供電需求，目前使用最多的是集中式供電結(jié)構(gòu)。即由一個集中的電源變換器產(chǎn)生所需各種電壓等級的輸出電壓。由于它成本低廉、效率高、輸出電壓可調(diào)整、輸出噪音小、動態(tài)響應快等非常適合醫(yī)療類設(shè)備使用，是醫(yī)療類設(shè)備目前使用最多的一種供電方式。醫(yī)療設(shè)備電源方案確定需要考慮下面幾個問題。

　　安全與隔離

　　安全與隔離是普通商用電源與醫(yī)療用電源的一個重大差別。通常，除了一些實驗分析類儀器，醫(yī)療設(shè)備大多安裝在病床或手術(shù)臺附近，離人和操作者的距離比較近，外殼常常會被觸及到。醫(yī)療設(shè)備內(nèi)部有各種各樣的強，弱電的部件，如果強弱電之間的隔離或者是外殼材料絕緣有問題，就會非常危險。安全測試方面一般醫(yī)療設(shè)備電源都必須得到UL60601-1、C-UL、EN60601-1等安全認證。輸入輸出端必須要4000V以上的隔離電壓，而且要求對地漏電流低,符合安規(guī)爬電距離要求。而對于強電部分需采用雙重絕緣，尤其有可能與設(shè)備外殼接觸的部分更要加強絕緣設(shè)計。

　　電磁兼容性和抗電磁干擾能力

　　要為醫(yī)療類設(shè)備選擇或者搭建一個好的供電系統(tǒng)，必須注意提高電源的電磁兼容性和抗電磁干擾能力。主要要從以下幾個方面來考慮：

　　設(shè)計。PCB板的設(shè)計和布局，一般的電源中都會包含一些高頻信號，PCB板上的任何印制線都可以起到天線的作用，印制線的長度和寬度都會影響其阻抗和感抗，從而影響頻率響應，及時通過直流信號的印制線也會從臨近的印制線耦合到射頻信號并引起電路的問題。所以醫(yī)療類電源必須選擇大品牌，具有很強研發(fā)實力的公司的產(chǎn)品，這些產(chǎn)品在設(shè)計和生產(chǎn)工藝方面都能保證良好的品質(zhì)。

　　屏蔽。為了抑制開關(guān)電源產(chǎn)生的輻射，消除電磁干擾對醫(yī)療設(shè)備內(nèi)其他電子設(shè)備的影響，最好的辦法就是對電源的磁場進行屏蔽，然后將整個屏蔽罩與醫(yī)療設(shè)備的機殼或地連為一體，這是個事半功倍的辦法。

　　認證?，F(xiàn)階段一般醫(yī)療設(shè)備類電源都需要經(jīng)過FCC-B、CISPR22-B、EN55011550226120461000等電磁兼容性及抗電磁干擾能力測試。選擇完成這些測試的產(chǎn)品不僅能確保不對設(shè)備內(nèi)其它電子元器件產(chǎn)生電磁影響，而且能減少醫(yī)療設(shè)備研發(fā)周期及推向市場前的受檢時間。

　　尺寸及高功率密度。目前醫(yī)療類設(shè)備除了向多功能、高檢測和調(diào)整精度方向發(fā)展外，更小尺寸及便于攜帶也是一個發(fā)展方向。這就要求醫(yī)療設(shè)備電源必須在更小的板載面積條件下?lián)碛懈叩墓β瘦敵觥xcelsys目前單位面積的功率密度可達17W/in3，體積非常小，現(xiàn)在已經(jīng)成功運用于多種便攜醫(yī)療設(shè)備和車載醫(yī)療設(shè)備。更多模塊電源信息請聯(lián)系中電華星技術(shù)研發(fā)團隊。

　　特殊應用。目前市場上的集中式供電電源產(chǎn)品大多是標準輸出，即使有部分電源產(chǎn)品可以通過外接電路的方式進行輸出調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍也不大，而且穩(wěn)定性也存在問題。如果碰到了低電壓、大電流或者極高的直流電壓情況該如何處理，當然可以采用定制方式，但價格相當高，客戶能否接受。碰到這樣的情況，考慮下excelsys，她可以在極低的價格下滿足您的要求。

　　價格。如今醫(yī)療設(shè)備的價格由于競爭的激烈，已經(jīng)逐步透明，特別是一些家用的小型醫(yī)療設(shè)備，價格已經(jīng)非常平民化、大眾化。所以這就要求醫(yī)療設(shè)備的重要組成部分--電源，必須要有有競爭力的價格。在這方面，深圳中電華星電子技術(shù)有限公司作為目前國內(nèi)最大的電源模塊代理商，除了能提供有競爭力的技術(shù)方案之外，還能依靠供應商的大力支持，確保客戶在極具競爭力的價格優(yōu)勢下獲得高品質(zhì)的電源模塊產(chǎn)品。

　　這么多醫(yī)療設(shè)備電源選型的問題，如何選擇，如果我告訴你有一個只要5分鐘就可以確定電源選型的電源產(chǎn)品，你相信嗎?她就是愛爾蘭的Excelsys。

　　Excelsys是全球領(lǐng)先的配置電源設(shè)計、制造企業(yè)，總部設(shè)在愛爾蘭，產(chǎn)品主要應用于醫(yī)療、照明、軍事等領(lǐng)域，尤其在醫(yī)療設(shè)備方面應用非常廣泛。目前應用于醫(yī)療設(shè)備方面的配置類電源產(chǎn)品主要有四個系列，涵蓋了200W-1450W的功率區(qū)間及低噪音等多種選擇。

　　該公司的配置類電源產(chǎn)品由兩部分組成。

　　一是機殼(powerPacs)。作用是將全范圍輸入的市電進行整流及PFC功率因素校正，輸出360V直流電壓。目前機殼有兩個大類9個系列的產(chǎn)品可供選擇，兩類產(chǎn)品分別提供4插槽封裝和6插槽封裝，4插槽輸出功率范圍為200W-750W，6插槽輸出功率范圍為400W-1340W，9個系列分別涵蓋普通應用、低噪音、高溫、醫(yī)療認證、震動、遠程控制等不同應用。

　　二是模塊(powerMods)。標準安裝件可直接安裝在機殼上，可以選擇單路或雙路不同的直流輸出組合，有7種不同輸出電壓和功率可供選擇，輸出可在1.5V-58V之間進行調(diào)節(jié)，且模塊間可以串并聯(lián)任意組合，方便組成各種特殊應用的系統(tǒng)，非常方便。

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　　該產(chǎn)品的配置選型非常簡單，只需先確定設(shè)備的總體功率需求和適用條件，選定機殼，然后根據(jù)設(shè)備中某些組件的供電需求選配模塊，工程師只需要5分鐘即可確定設(shè)備電源方案，簡單高效。減少研發(fā)投入，加快設(shè)備投產(chǎn)時間。

　　下面就給大家介紹下該公司幾個醫(yī)療設(shè)備專用電源系列及實際應用案例。

　Xmite、Xrite系列

　　Xmite系列是Excelsys公司專為醫(yī)療設(shè)備設(shè)計開發(fā)的專用電源，所有產(chǎn)品均經(jīng)過嚴格的EN60601-1及UL2601-1安全測試及多項電磁防護測試，輸入輸出端隔離電壓為4000VAC，對地漏電流低于300uA,符合安規(guī)爬電距離要求，能在44.5mm*260mm*89mm的封裝(1U高)內(nèi)最多提供高達750W的功率輸出，提供4個不同插槽選擇，可以選擇8路不同的輸出組合，輸出電壓1.5V-58V不等，且輸出可調(diào)，效率高達90%。所有組合均可由客戶按需自由配置(具體見配置表)，非常有特點。Xrite系列基本參數(shù)與Xmite系列基本相似，是該系列的低噪音版本，實測全負荷運行噪音不高于54dB。該公司產(chǎn)品還可以針對特定的客戶需求進行震動、電磁輻射、溫度、認證和控制等方面的專門設(shè)計和測試，具體技術(shù)應用方案請聯(lián)系中電華星技術(shù)支持團隊。

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　　Xvite、Xzite系列

　　Xvite系列是Excelsys公司專為醫(yī)療設(shè)備設(shè)計開發(fā)的高功率專用電源，所有產(chǎn)品均經(jīng)過嚴格的EN60601-1及UL2601-1安全測試及多項電磁防護測試，輸入輸出端隔離電壓為4000VAC，對地漏電流低于300uA,符合安規(guī)爬電距離要求，輸出功率400W到1450W不等，功率密度高達15W/in3，該系列產(chǎn)品最多可選擇6個模塊12路不同的輸出組合，輸出電壓1.5V-58V不等，且輸出可調(diào)，效率高達90%。所有組合均可由客戶按需自由配置(具體見輸出組合選型表)。Xzite系列基本參數(shù)與Xvite系列基本相似，是該系列的低噪音版本，實測全負荷運行噪音不高于59dB。

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　　實際應用案例

　　1、普通醫(yī)用激光修復設(shè)備

　　設(shè)備總功率約為1100W，滿足醫(yī)療設(shè)備認證，需要四組不同直流輸出，首先是大電流的48V、20A用于激光設(shè)備， 其次需要一個18V用于LCD顯示器，再次需要一個5V用于控制面板，最后還需要一個12V用于系統(tǒng)散熱風扇。這個客戶找了很多品牌的產(chǎn)品都無法定型，因為電源系統(tǒng)太復雜，價格太高，占用的空間太大，最后他選擇了Excelsys，在40.5mm*260mm*127mm(1U高)的封裝內(nèi)解決了問題。

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　　首先，他選擇了一個Xvite系列XVD機殼，最大輸出功率1200W，滿足醫(yī)療認證和隔離電壓要求，模塊方面他選擇4個Xg5模塊并聯(lián)輸出48V、24A(MAX)用于激光， 1個Xg7模塊將輸出電壓調(diào)至18V用于LCD顯示器，1個Xg8模塊將輸出電壓分別調(diào)至5V和12V用于控制面板和散熱風扇。選型為XVD555578。一臺復雜的醫(yī)療設(shè)備電源方案確定，非常簡單。

　　2、癌癥治療設(shè)備

　　一臺癌癥治療設(shè)備主系統(tǒng)需要155V的內(nèi)部電壓供應，且需得到醫(yī)療認證，18V的顯示器，48V的馬達及12V+5V的控制面板。該設(shè)備由于電壓需求特殊，曾經(jīng)采用的電源系統(tǒng)需要專門開發(fā)，相當復雜而且價格高昂，所以選擇Excelsys的兩個不同型號的機殼配合使用。先選擇一臺符合醫(yī)療設(shè)備安規(guī)標準的XMC5550的電源將三個Xg5模塊串聯(lián)輸出一個155V的電壓為設(shè)備主系統(tǒng)供電，其次選擇一臺普通工業(yè)電源XLC5780用于顯示器、馬達及控制面板供電。如此復雜的系統(tǒng)這樣就搞定了，成本遠低于以前的設(shè)計方案。