Comme pour la plupart de nos discussions sur les produits et la technologie, nous devons commencer par quelques informations de base. Dans ce cas, que voulons-nous dire lorsque nous utilisons le terme « alimentation » ? Une alimentation, au sens le plus simple, est un dispositif qui fournit de l'énergie électrique à une charge. Il peut s'agir d'une batterie, d'un générateur, ou de quelque chose qui se branche sur une prise secteur.

Plus précisément, cependant, une alimentation au sens de la consommation et de l'industrie désigne généralement un dispositif qui prélève du courant alternatif (CA) d'une prise murale, le convertit en courant continu (CC), modifie la tension à la valeur requise par la charge, et fournit enfin cette tension à la charge. Cette définition englobe de nombreuses variantes d'alimentations, notamment les convertisseurs CC-CC, les onduleurs CC-CA, les alimentations linéaires, les alimentations à découpage, etc.

Mais le sujet qui nous intéresse aujourd'hui concerne les alimentations médicales, et - sont-elles vraiment différentes des alimentations classiques ? La réponse à cette question est un oui catégorique. Les deux types fournissent de l'énergie électrique, mais les alimentations médicales doivent répondre à des exigences de qualité et de performance bien plus élevées.

Qu'est-ce qui explique la différence dans les alimentations médicales ?

Comme vous l'avez peut-être deviné, tout dispositif ou système utilisé pour diagnostiquer ou traiter une maladie chez l'être humain doit offrir un niveau de qualité et de performance protégeant le patient. Cela relève non seulement du bon sens, mais constitue également une exigence de la FDA. De nombreux produits et systèmes du secteur de la santé comportent des composants électroniques et nécessitent donc une alimentation.

Les alimentations médicales sont conçues pour fournir une sortie électrique conditionnée, spécifiquement destinée à être utilisée avec ou dans des produits tels que des dispositifs médicaux et chirurgicaux, des équipements d'imagerie, des équipements dentaires et dermatologiques, et d'autres dispositifs de santé. Les alimentations de cette catégorie doivent être fabriquées conformément à la norme de sécurité IEC 60601 de la Commission électrotechnique internationale (CEI).

IEC60601 : Normes de sécurité des produits pour les dispositifs médicaux est une série de normes techniques qui définissent les exigences minimales de sécurité et de performance requises pour les équipements électriques destinés à un usage médical professionnel afin de surveiller, diagnostiquer ou traiter un patient. Cette norme est reconnue aux États-Unis, en Europe et au Canada.

Le patient étant généralement relié d'une manière ou d'une autre à l'équipement médical, la principale préoccupation de la norme est l'isolement du patient par rapport à des tensions potentiellement mortelles. Elle porte également sur la protection du personnel clinique qui utilise l'équipement. La norme définit les certifications MOOP et MOPP pour les alimentations. MOOP (Means of Operator Protection) concerne la réduction du risque de choc électrique pour les personnes autres que le patient. MOPP (Means of Patient Protection) concerne la réduction du risque de choc électrique pour le patient.

Certaines parties de la norme IEC60601 traitent également du type d'isolation électrique devant être utilisé dans l'alimentation, du nombre de barrières de sécurité requises, et de la tension d'isolement minimale que l'alimentation doit pouvoir supporter. La tension d'isolement correspond à la capacité d'un isolant à minimiser le passage du courant électrique lorsqu'une tension élevée est appliquée.    

Les versions les plus récentes de la norme IEC60601 traitent des problèmes de compatibilité électromagnétique (CEM) pour les alimentations médicales susceptibles d'être exposées à des interférences électromagnétiques (EMI) ou d'en générer, ce qui peut provoquer un dysfonctionnement de l'appareil et un risque pour le patient. Par ailleurs, une norme supplémentaire, l'IEC61000, traite des surtensions et des creux de tension dans les alimentations médicales, ainsi que de la protection contre les interférences RF.  

Qu'est-ce que l'énergie conditionnée ?

L'énergie conditionnée fournie par une alimentation signifie que toutes les fluctuations de tension en sortie sont lissées. Les alimentations médicales sont des alimentations régulées, offrant une tension et un courant stables pour alimenter des équipements sensibles, tels que les appareils à rayons X, IRM ou scanners CT, qui doivent fonctionner dans des limites de puissance strictes. Un circuit régulateur de tension intégré à l'alimentation maintient la stabilité de la tension quelle que soit la quantité de courant consommée par la charge.  

Les alimentations médicales gèrent également l'ondulation résiduelle (ripple), c'est-à-dire les variations de tension pouvant survenir à la mise sous tension de l'alimentation. Toute ondulation, même minime, peut poser problème dans certains dispositifs médicaux. L'ondulation est contrôlée dans les alimentations grâce à l'ajout de condensateurs de lissage dans l'appareil. 

Alimentations médicales – Récapitulatif des caractéristiques

Comme nous pouvons le constater, bien que les alimentations médicales fournissent essentiellement de l'énergie comme n'importe quelle alimentation classique, elles intègrent également des caractéristiques et avantages supplémentaires spécifiques qui respectent ou dépassent les normes et réglementations reconnues par l'industrie, spécifiquement applicables aux dispositifs médicaux, notamment :

• Régulation de la tension et du courant pour une sortie électrique homogène
• Réduction de l'ondulation pour protéger les équipements sensibles
• Isolation entrée/sortie importante pour protéger les patients et le personnel
• Respect strict de diverses normes de sécurité de l'industrie
• Stratégies d'isolation électrique renforcées
• Résistance aux interférences (EMI/RFI) provenant d'appareils électriques externes
• Résistance thermique et à l'humidité renforcée pour les conditions hospitalières

Résumé

La caractéristique la plus importante d'une alimentation médicale est qu'elle offre plusieurs niveaux de protection à la fois pour le patient et pour l'opérateur de l'équipement utilisé. De plus, ces dispositifs fournissent également l'énergie stable et fiable requise par de nombreux dispositifs et systèmes médicaux dotés de composants électroniques sophistiqués.

Comme pour les versions classiques, les alimentations médicales sont disponibles dans divers styles de boîtiers et de montage. Selon leur usage final, elles sont également proposées avec des valeurs de sortie spécifiques ou variables, et avec différentes fonctionnalités de sécurité adaptées à des applications allant des dispositifs médicaux domestiques à ceux utilisés en salle d'opération. Si vous avez besoin d'aide pour trouver l'alimentation médicale adaptée à vos besoins, vous pouvez contacter les experts techniques d'OnlineComponents.com par e-mail à l'adresse : TechSupport@onlinecomponents.com

Si vous débutez dans l'apprentissage des alimentations, ou si vous souhaitez revoir vos connaissances de base, vous pouvez consulter nos amis de CircuitBread.com. Ils proposent sur leur site des tutoriels et des vidéos à la fois sur l'électronique de puissance et sur les sources de tension et de courant. Vous pouvez découvrir leur point de vue sur les alimentations médicales et non médicales ici : Existe-t-il une différence entre les alimentations médicales et non médicales ?