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电源滤波器在医用电气设备中的应用

文章来源: PG电子发布时间:2021-07-24 00:41
本文摘要:0章节 生物医学工程在现代化医院中所起的起到更加最重要。医疗设备的更新换代日新月异,高精尖的医疗设备堪称要求着医疗服务水平,医疗仪器设备种类、规模和先进设备程度沦为现代化医院的一个最重要标志。 然而现代科学技术也悄悄将电磁污染的阴影弥漫在医院海面。在医院门诊室、手术室和病房中,一台有强劲电磁辐射的医用电气设备产生的电磁干扰不会毁坏或减少其他医用电气设备的工作性能;并通过对人体的组织器官的物理化学起到产生危害的生理效应,对人体的组织器官导致损害,严重威胁人类的身体健康。

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0章节  生物医学工程在现代化医院中所起的起到更加最重要。医疗设备的更新换代日新月异,高精尖的医疗设备堪称要求着医疗服务水平,医疗仪器设备种类、规模和先进设备程度沦为现代化医院的一个最重要标志。

然而现代科学技术也悄悄将电磁污染的阴影弥漫在医院海面。在医院门诊室、手术室和病房中,一台有强劲电磁辐射的医用电气设备产生的电磁干扰不会毁坏或减少其他医用电气设备的工作性能;并通过对人体的组织器官的物理化学起到产生危害的生理效应,对人体的组织器官导致损害,严重威胁人类的身体健康。因此世界上许多国家都开始注目医用电气设备的电磁辐射问题,并制订了适当的标准和文件,明确提出了对医用电气设备的电磁辐射和抗干扰的强制性拒绝。

欧盟医疗器械指令93/42/EEC-MedicalDeviceDirective中明确规定--必须做到CE证书出口到欧共体各成员国的医用电气设备必需通过IEC60601-1-2标准中规定的电磁兼容性测试。我国医药行业标准YY0505-2005对医用电气设备的电磁兼容也做到了适当的拒绝,并于2007年开始月继续执行。因此,各医疗电气设备生产企业对电磁干扰的注目日益强化。

  1电磁干扰的类型  电磁兼容所指的是一个产品和其它产品并存于特定的电磁环境中,而会引发其它产品或者自身性能上升或损毁的能力,它主要还包括辐射性和抗扰性两个领域。电磁干扰主要有两种类型:  1.1电磁辐射阻碍  电磁辐射阻碍是指设备产生的电磁波通过空间传播,并对其他设备电路产生多余电压/电流的一种阻碍方式。当两台设备间的距离与波长相比较宽时,阻碍以电磁波的形式传播。例如,在医生用于手机时,旁边的医用设备电脑显示器图像不会经常出现晃动,这是因为手机工作时收到的信号通过空间以电磁场的形式传输到显示器内部。

  1.2传导阻碍  传导阻碍是指一台设备产生的电压/电流变化通过电源线、信号线传导并影响其他设备的一种阻碍方式。当设备与导线的长度比波长短时,传导阻碍主要是通过电源线、控制线、信号线传输的共模阻碍和差模阻碍,还有有所不同设备用于公共电源或公共地线所产生的共阻抗干扰。

现代化的医院里,由于临床病情和手术的必须,门诊室和手术室里往往仍然是单一的医疗设备,而是多台设备集中于摆放,这就不可避免地使多台医用电气设备共用一个电源。  电源线本来一般只是运送50Hz交流电,但是由于相连设备的电磁干扰,使电源线上的电流很不洁净。传导阻碍很更容易通过电源线转入医疗设备中,使得设备错误甚至损毁,从而影响临床结果的正确性。

如果这样的传导阻碍经常出现在手术过程中,相当严重时会危害到患者的生命安全。  因此,在医用电气设备中诱导电源线的传导阻碍十分最重要。

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一般来说,我们使用的主要且有效地的方法就是在被阻碍设备的电源线上加装电源滤波器。  2电源滤波器在医用设备中的明确应用于  医用手术显微镜须要出口欧盟,根据IEC60601-1-2标准规定,对其展开电磁兼容性测试。

找到该产品交流电源端口的传导干扰测试结果如图1右图。由图可见,该产品电源端口的传导阻碍没通过ClassB限值的拒绝。经分析辩论,要求在产品电源输出末端安装电源滤波器。

    图1交流电源端口的传导干扰测试结果。  2.1电源滤波器的自由选择  滤波器是一种二端口网络,具备自由选择频率的特性,它可以让某些频率成功通过,而对其他频率则加以拦阻。

  电源滤波器归属于诱导阻碍滤波器,从频率自由选择的角度来说,也归属于低通滤波器,它需要没什么波动地把直流电源和交流电源的功率输送到设备上去,同时又能使高频干扰信号大大地波动,以维护设备免遭损毁。在自由选择具体型号时,要想要在诱导的电磁干扰信号频率范围内构建仅次于有可能的失配,使必须诱导的电磁干扰信号受到仅次于有可能的波动,就必需根据滤波器两端即将相连的电源电阻和阻抗电阻来自由选择电源滤波器的网络结构和参数,才能获得失望的诱导阻碍的效果。经过自由选择,我们自由选择内部是无源低通网络的电源滤波器(TYCO公司生产的6EHG1-2型号)。

将该滤波器一端终端干扰源,阻抗端接被阻碍设备,可以诱导电源线上不存在的共模EMI信号,使其受到波动,并掌控到很低的电平上。


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