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满足便携医疗设备单路及多路输出开关电源的设计

CMDM?? 2011年06月10日 ?? 收藏0

  关键时刻

  医疗器械的发展周期今非昔比。不久之前,产品开发至投产通常为18-24个月。随着竞争愈来愈激烈,这一过程目前缩至12-18个月。正如其它市场一样(如手机和便携式计算机),便携式医疗器械领域已经适应了较短的产品设计周期。

  本文的目的是简化新型医疗器械的供电流程。文中将考虑各种选项,确定行业术语,讨论监管要求,最后,帮助缩短开发过程。

  需要指出的是,本文将重点阐述10-200 WI类和II类便携式医疗器械。我们将着眼于成功设计单路或多路输出开关模式电源(SMPS)的,以满足医疗技术的需求。

  每次的探索都会伴随着问题的出现。在寻求优质医疗器械电源时,应注意以下一些问题:

  •   该器械如何使用?主要用于需要可靠室内交流电源的室内应用,还是针对便携式应用且需要交流和直流两种电压输入?是否将售往电源和可靠性仍待解决的发展中国家市场?
  •   器械的整体尺寸对医疗应用有多重要?空间是否有限?需要做出哪些权衡?
  •   该器械将用于哪些地区?目标市场在哪里:欧洲、北美、亚洲,还是其它地方?必须满足哪些监管要求?
  •   该器械支持的电压需求有多严格?电源效率应该是多少?需要功率因数校正吗?如果需要,瓦特数是多少?
  •   现货和定制设计哪种更好?让我们分析一下所有上述因素。

  器械操作

  确定器械操作方法是重要的第一步,且有助于引导供电流程。如器械主要用于医院、医生办公室或患者家中,则使用交流电源就足够了。输液泵、患者监控器、推车式超声系统和呼吸器械都属于此类。通常在固定位置上使用,可拔下并移至新位置,再重新连接至交流电源。

  如产品用于流动性或高移动性应用领域——制氧机,除颤器、负压创伤治疗(NPWT)系统、手提式超声扫描仪等等,则应考虑交流/直流电源技术。

  最后,器械使用场所的电源稳定性如何?发展中国家可能采用间断性电源,电压可从瞬态电压尖峰和浪涌直至完全中断。便携式器械的后备电池可抵消电源中断的影响。建议设计允许交流和直流两种电源输入的系统。

  器械尺寸

该嵌入式电源管理系统设计用于呼吸机

  该嵌入式电源管理系统设计用于呼吸机。

  一种具有高度移动性的便携式器械对重量、整体机械尺寸和工业设计都有着严格的要求。由于尺寸和重量的限制,这些器械可能会使用外部电源。几家知名的电源公司可提供很有竞争力的现货交流电源,满足大多数医疗需求。

  一些制造商提供了多种标准直流电源或适配器。建议使用专为医疗市场设计的直流电源适配器,而不是重新包装的消费性产品。例如,可以使用带绝缘功能的直流电源,以确保患者安全。

  如该器械需要具备交流/直流电源,则任务将变得异常艰巨。由于复合式电源或直流/交流双电源没有既定医疗标准,制造商需要联系医疗电源开发商讨论选项。

  一种选择是开发可嵌入或外置于器械的电源,可接受交流或直流电源输入(使用同一连接器)。该方案具有最大设计灵活性,只需将正确输入线供应至主机或电源即可。此时需要定制开发电源,因此开发过程更长。开发定制解决方案可能需要6个月或更长的时间。

  一般情况下,较大型的固定器械,如推车式超声系统或医用电脑工作站,其表面部分和内部空间可放置嵌入式或开架式电源。目前有许多标准医疗电源解决方案或特定供应商可供选择。请确保供应商具备丰富的经验,可设计医疗市场专用电源(而非修改某一商业设计)。如需要复合式交流/直流电源,则应考虑开发上述定制电源。

  器械使用,监管规定

  确定器械的使用场所有助于确定所需测试类型,以符合监管要求。在大多数情况下,仅可考虑符合国际标准IEC60601-1(第3版)的电源,以确保医疗电器系统满足安全要求。考虑到接受诊断、监测和治疗的患者需要直接接触电子器械,该标准对各类医疗器械予以区别对待。IEC60601-1在大多数主要市场中有不同的国家版本:EN60601-1(欧洲)、ANSI/AAMI ES 60601-1(美国)和CAN/CSA C22.2 No. 601.1(加拿大)。对于其他市场的特定国家认证要求,请参考本UL链接。想要委托了解医疗市场需求的电源制造商,建议寻找通过ISO 13485认证的供应商。


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医疗设备? 开关电源? EMC? 适配器?

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