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corcom電源濾波器在醫用電氣設備中的應用

日期:2022-08-07 13:36
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摘要:
CORCOM電源濾波器在醫用電氣設備中的應用
        1 .生物醫學工程在現代化醫院中所起的作用越來越重要。醫療設備的更新換代日新月異,高精尖的醫療設備更是決定著醫療服務水平,醫療儀器設備種類、規模和先進程度成為現代化醫院的一個重要標志。然而現代科學技術也悄然將電磁污染的陰影籠罩在醫院上空。在醫院門診室、手術室和病房中,一臺有強電磁輻射的醫用電氣設備產生的電磁干擾會破壞或降低其他醫用電氣設備的工作性能;并通過對人體組織器官的物理化學作用產生有害的生理效應,對人體組織器官造成傷害,危及人類的身體健康。因此世界上許多國家都開始關注醫用電氣設備的電磁輻射問題,并制定了相應的標準和文件,提出了對醫用電氣設備的輻射和抗干擾的強制性要求。歐盟醫療器械指令93/42/EEC-Medi-cal Device Directive中明確規定--需要做CE認證出口到歐共體各成員國的醫用電氣設備必須通過IEC 60601-1-2標準中規定的電磁兼容性測試。我國醫藥行業標準YY0505-2005對醫用電氣設備的電磁兼容也做了相應的要求,并于2007年開始正式執行。因此,各醫療電氣設備生產企業對電磁干擾的關注日益加強。

  2 .corcom電源濾波器在醫用設備中的具體應用

  醫用手術顯微鏡需出口歐盟,根據IEC 60601-1-2標準規定,對其進行電磁兼容性測試。發現該產品交流電源端口的傳導干擾測試結果如圖1所示。由圖可見,該產品電源端口的傳導干擾沒有通過Class B限值的要求。經分析討論,決定在產品電源輸入端加裝電源濾波器。

  2.1 corcom電源濾波器的選擇

  濾波器是一種二端口網絡,具有選擇頻率的特性,它可以讓某些頻率順利通過,而對其他頻率則加以阻攔。電源濾波器屬于抑制干擾濾波器,從頻率選擇的角度來說,也屬于低通濾波器,它能夠毫無衰減地把直流電源和交流電源的功率輸送到設備上去,同時又能使高頻干擾信號大大地衰減,以保護設備免受損壞。在選擇具體型號時,要想在抑制的電磁干擾信號頻率范圍內實現較大可能的失配,使需要抑制的電磁干擾信號受到較大可能的衰減,就必須根據濾波器兩端將要連接的電源阻抗和負載阻抗來選擇電源濾波器的網絡結構和參數,才能取得滿意的抑制干擾的效果。經過選擇,我們選擇內部是無源低通網絡的電源濾波器(TYCO公司生產的 6EHG1-2型號)。將該濾波器一端接入干擾源,負載端接**擾設備,可以抑制電源線上存在的共模EMI信號,使其受到衰減,并控制到很低的電平上。
 

  2.2 corcom電源濾波器的安裝

  在正確選擇濾波器之后,將該電源濾波器加裝在手術顯微鏡電源輸入端,但產品仍沒有通過傳導干擾測試。分析其原因:先是懷疑濾波器接地不佳導致濾波器效果變差。于是把機箱放在接地平面上,濾波器電源用短線直接接地,結果仍然沒有改善。經過觀察試驗,發現產品中的電源濾波器安裝位置不同,傳導干擾測試結果有所不同。當電源濾波器如圖2(a)所示方式進行安裝時,傳導干擾測試結果沒有明顯改善;當電源濾波器如圖2(b)所示方式進行安裝并用金屬螺釘與星形彈簧墊圈把濾波器的屏蔽牢牢地固定在設備電源入口的機器金屬外殼上時,傳導干擾測試數據有明顯降低。經分析我們發現,圖2(a)方式安裝會導致濾波器輸入端導線和輸出端導線之間形成電磁耦合路徑,從而在導線中形成串擾,如果這時再把濾波器輸入端和輸出端的電纜捆扎在一起,更會加劇濾波器輸入輸出端之間的電磁耦合,嚴重破壞濾波器和設備屏蔽對干擾信號的抑制能力,使得濾波器一端的EMI信號會逃脫濾波器對其的限制,不經過濾波器的衰減而直接耦合到濾波器的另一端。圖2(b)方式安裝是通過借助設備的屏蔽,把電源濾波器的輸入端和輸出端有效地隔離開來,把兩端之間可能存在的電磁耦合(即串擾)控制到*低程度。并且將濾波器安裝在電源進線入口面的設備外殼上,濾波器的屏蔽殼與設備外殼(設備外殼接地)接觸良好,使得濾波器接地良好。

  由此可得,濾波器的正確安裝也是防止電磁干擾十分重要的環節。采用電源濾波器的目的是防止來自電源的傳導干擾直接進入醫用電氣設備。如果濾波器安裝不當,即使在屏蔽柜內,電源線的干擾也會通過輻射或感應影響醫用電氣設備,因此正確的安裝方法非常重要。


  2.3 改進措施

  根據以上理論分析,在該手術顯微鏡電源輸入端加裝電源濾波器,并保證濾波器輸入、輸出之間的良好隔離,同時輔助一些內部電路的改動,再次進行測試,測試結果如圖3所示。該產品電源端口的傳導干擾通過ClassB限值的要求。根據改動的方案對該手術顯微鏡批量生產,每臺產品電磁兼容性測試結果全部符合標準要求。



  3 結語

  電源濾波器是為了滿足產品電磁兼容性要求時常用的器件,將其接入設備電源線的入口處后,既能有效抑制來自電網的干擾信號進入設備,又能抑制設備內部電路產生的干擾信號通過電源線傳向電網。在醫用電氣設備的生產過程中,為了能夠讓電磁兼容性設計滿足要求,不僅需要選擇濾波效果良好的電源濾波器,更要針對電磁兼容性要求正確安裝濾波器。




滬公網安備 31011702004390號

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