醫(yī)療器械對電源選擇的要求
醫(yī)療器械電源設(shè)備通常用于病人治療或者常規(guī)的家庭理療,因此幾乎全部的醫(yī)療設(shè)備都是要與人接觸的,基于此條件,醫(yī)療設(shè)備相對其他設(shè)備對安全的要求最為苛刻的,簡單羅列如下:
1、EMC指標(biāo)的要求:
醫(yī)療設(shè)備的傳導(dǎo)和輻射需要滿足EN55011,限值和EN50552 ITE設(shè)備相同。考慮到醫(yī)療系統(tǒng)既要滿足高安全、高隔離的要求,傳導(dǎo)和輻射又要求滿足標(biāo)準(zhǔn)要求,這對電源的設(shè)計是一個很大的考驗,設(shè)計人員在設(shè)計中既要確保高隔離又要把EMI做好,實際上一件很困難的事,因此很多的醫(yī)療設(shè)備也不得不妥協(xié),只要求EMI性能滿足CLASSA等級即可。
2、安全距離和耐壓:
醫(yī)療標(biāo)準(zhǔn)不同于常規(guī)的認(rèn)證,為了確保安全可靠,在標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定了系統(tǒng)的安全距離和耐壓指標(biāo)需求,這些距離和耐壓的要求會根據(jù)應(yīng)用場合和人群進(jìn)行區(qū)分,按照防護(hù)方式分為MOPP(病人防護(hù)方式)和MOOP(操作者防護(hù)方式),按照設(shè)備類型又分為B類、BF類、CF類??紤]到模塊的通用性,醫(yī)療電源工程師在設(shè)計的過程中,通常會盡可能的滿足最苛刻的要求,簡單如下:
L,N對PE 1500VAC隔離,電氣間隙2.5mm,爬電距離4.0mm。
變壓器原邊對副邊4000VAC,電氣間隙5mm,爬電距離8mm。
輸出對PE,500VDC(浮地),電氣間隙2.5mm,爬電距離4mm。
3、安全與距離:
安全與隔離同樣是商用電源與醫(yī)用電源的一個重大差別,這對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)。
4、超低漏電流的要求:
低漏電流是醫(yī)療電源的核心指標(biāo),IEC的要求為醫(yī)療設(shè)備正常狀態(tài)下測試264VAC,50Hz,漏電流≤500uA,但是醫(yī)療設(shè)備通常遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止一路隔離電源,一些大型的CT甚至?xí)?路甚至以上的電源。因此對于電源廠家而言,一個電源模塊的漏電流最好能夠做到≤100uA。對于與人體接觸的后級DCDC電源,因為直接與人體接觸,對隔離要求更為苛刻,尤其是與心臟接觸的CF類設(shè)備,醫(yī)療認(rèn)證中明確要求≤10uA。
5、接地連續(xù)性的要求:
醫(yī)療電源之所以對這一指標(biāo)有要求主要是因為接地電阻大的時候,很容易導(dǎo)致不同電源供電的設(shè)備的地電位差相差大,對重病患者可能存在危害,因此接地連續(xù)性也必須經(jīng)過嚴(yán)格測試,IEC要求PE對殼體任何可接觸金屬處的電阻<0.1Ω。
6、其他要求:
涉及到特定的應(yīng)用場合:如系統(tǒng)可能要在急救車車上使用,會出現(xiàn)電壓沖擊,對此,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,會出現(xiàn)隨機(jī)性振動,對此,電源應(yīng)符合MIL-STD-810E標(biāo)準(zhǔn)。
除去以上的常規(guī)要求,醫(yī)療設(shè)備還需要滿足常規(guī)民用家電的所有要求,如需要滿足ROHS的要求,人手可觸及的溫度必須滿足常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)要求等等,不詳細(xì)列出來。
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