滿足便攜醫療設備單路及多路輸出開關電源的設計

醫療器械的發展周期今非昔比。不久之前，產品開發至投產通常為18-24個月。隨著競爭愈來愈猛烈，這一過程目前縮至12-18個月。正如其它市場相同（如手機和便攜式計算機），便攜式醫療器械范疇已經適應了較短的產品設計周期。

本文的目的是簡化新型醫療器械的供電流程。文中將考慮各種選項，確定行業術語，討論監管要求，最后，幫助縮短開發過程。

要指出的是，本文將重點闡述10-200WI類和II類便攜式醫療器械。我們將著眼于成功設計單路或多路輸出開關模式電源(SMpS)的，以滿足醫療技術的需求。

每次的探索都會伴隨著問題的出現。在尋求優質醫療器械電源時，應留意以下一些問題：

該器械要怎么樣使用？緊要用于要可靠室內交流電源的室內使用，還是針對便攜式使用且要交流和直流兩種電壓輸入？是不是將售往電源和可靠性仍待處理的發展我國家市場？

器械的整體尺寸對醫療使用有多緊要？空間是不是有限？要做出什么權衡？

該器械將用于什么地區？目標市場在哪里：歐洲、北美、亞洲，還是其它地方？非得滿足什么監管要求？

該器械支持的電壓需求有多嚴格？電源效率應當是多少？要功率因數校正嗎？倘若要，瓦特數是多少？

現貨和定制設計哪種更好？讓我們分解一下所有上述因素。

器械操作

確定器械操作辦法是緊要的第一步，且有助于引導供電流程。如器械緊要用于醫院、醫生辦公室或患者家中，則使用交流電源就足夠了。輸液泵、患者監控器、推車式超聲系統和呼吸器械都屬于此類。通常在固定位置上使用，可拔下并移至新位置，再重新連接至交流電源。

如產品用于流動性或高移動性使用范疇——制氧機，除顫器、負壓創傷治療(NpWT)系統、手提式超聲掃描儀等等，則應考慮交流/直流電源技術。

最后，器械使用場所的電源穩定性要怎么樣？發展我國家可能采用間斷性電源，電壓可從瞬態電壓尖峰和浪涌直至完全中斷。便攜式器械的后備電池可抵消電源中斷的影響。提議設計準許交流和直流兩種電源輸入的系統。

器械尺寸

該嵌入式電源管理系統設計用于呼吸機。

一種具有高度移動性的便攜式器械對重量、整體機械尺寸和工業設計都有著嚴格的要求。由于尺寸和重量的限制，這些器械可能會使用外部電源。幾家知名的電源公司可供應很有競爭力的現貨交流電源，滿足大多數醫療需求。

一些制造商供應了多種標準直流電源或適配器。提議使用專為醫療市場設計的直流電源適配器，而不是重新包裝的消費性產品。例如，可以使用帶絕緣功能的直流電源，以確保患者安全。

如該器械要具備交流/直流電源，則任務將變得異常艱辛。由于復合式電源或直流/交流雙電源沒有既定醫療標準，制造商要聯系醫療電源開發商討論選項。

一種選擇是開發可嵌入或外置于器械的電源，可接受交流或直流電源輸入（使用同一連接器）。該辦法具有最大設計靈活性，只需將正確輸入線供應至主機或電源即可。此時要定制開發電源，因此開發過程更長。開發定制處理辦法可能要6個月或更長的時間。

一般情況下，較大型的固定器械，如推車式超聲系統或醫用電腦工作站，其表面部分和內部空間可放置嵌入式或開架式電源。目前有許多標準醫療電源處理辦法或特定供應商可供選擇。請確保供應商具備豐富的相關經驗，可設計醫療市場專用電源（而非修改某一商業設計）。如要復合式交流/直流電源，則應考慮開發上述定制電源。

器械使用，監管規定

確定器械的使用場所有助于確定所需探測類型，以符合監管要求。在大多數情況下，僅可考慮符合國際標準IEC60601-1（第3版）的電源，以確保醫療電器系統滿足安全要求。考慮到接受診斷、監測和治療的患者要筆直接觸電子器械，該標準對各類醫療器械予以差別對待。IEC60601-1在大多數緊要市場中有不同的國家版本：EN60601-1（歐洲）、ANSI/AAMIES60601-1（美國）和CAN/CSAC22.2No.601.1（加拿大）。關于其他市場的特定國家認證要求，請參考本UL鏈接。想要委托知道醫療市場需求的電源制造商，提議尋找通過ISO13485認證的供應商。

電源供應的詳盡要求

為更好地理解電源供應的詳盡要求，熟知以下條款至關緊要。

漏地電流:無意中從醫療器械流至接地導體的電流。

輸出電壓總調節:依據器械要求，要決定公差。一般電源調節是±5%。不同負荷下實現更加嚴格的公差要開發定制電源。

患者漏電流:無意中從醫療器械流至患者的電流。這些電絕緣電流稱為BF型（

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