Как и в большинстве наших обсуждений продуктов и технологий, нам необходимо начать с некоторой предыстории. В данном случае, что мы подразумеваем под термином «источник питания»? Источник питания в самом простом смысле — это устройство, обеспечивающее нагрузку электрической энергией. Это может быть батарея, генератор или устройство, подключаемое к розетке переменного тока.

Однако применительно к нашей теме источник питания в потребительском и промышленном смысле обычно означает устройство, которое получает переменный ток от розетки, преобразует его в постоянный ток, изменяет напряжение до значения, требуемого нагрузкой, и, наконец, подает напряжение на эту нагрузку. В рамках этого определения существует множество вариантов источников питания, включая DC-DC преобразователи, DC-AC инверторы, линейные источники питания, импульсные источники питания и т. д.

Но сегодня мы поговорим о медицинских источниках питания и о том, действительно ли они чем-то отличаются от обычных источников питания. Ответ на этот вопрос — безусловно, да. Оба типа обеспечивают электропитание, но медицинские источники питания должны соответствовать значительно более высоким требованиям к качеству и производительности.

Что определяет разницу в медицинских источниках питания?

Как вы могли догадаться, любое устройство или система, используемые для диагностики или лечения заболеваний у людей, должны обеспечивать такой уровень качества и производительности, который защищает пациента. Это не только логично, но и требование FDA. Многие продукты и системы в сфере здравоохранения содержат электронные компоненты и, следовательно, требуют источника питания.

Медицинские источники питания разработаны для обеспечения кондиционированного электрического выхода специально для использования с такими продуктами, как медицинские и хирургические устройства, оборудование для визуализации, стоматологическое и дерматологическое оборудование, а также другие медицинские устройства, или в составе этих продуктов. Источники питания этой категории должны изготавливаться в соответствии со стандартом безопасности IEC 60601 Международной электротехнической комиссии (IEC).

IEC60601: Стандарты безопасности продукции для медицинских устройств — это серия технических стандартов, устанавливающих минимальные требования к безопасности и производительности электрического оборудования, предназначенного для профессионального медицинского использования при мониторинге, диагностике или лечении пациента. Этот стандарт признан в США, Европе и Канаде.

Поскольку пациент обычно тем или иным образом подключен к медицинскому оборудованию, основной задачей стандарта является изоляция пациента от потенциально смертельных напряжений. Он также затрагивает вопросы защиты медицинского персонала, работающего с оборудованием. Стандарт определяет сертификации MOOP и MOPP для источников питания. MOOP (средства защиты оператора) охватывает снижение риска поражения электрическим током лиц, не являющихся пациентом. MOPP (средства защиты пациента) охватывает снижение риска поражения электрическим током пациента.

Отдельные разделы стандарта IEC60601 также охватывают тип электрической изоляции, которая должна использоваться в источнике питания, количество требуемых защитных барьеров и минимальное изоляционное напряжение, которое источник питания должен выдерживать. Изоляционное напряжение — это способность изолятора минимизировать протекание электрического тока при высоком приложенном напряжении.    

Новейшие версии стандарта IEC60601 охватывают вопросы электромагнитной совместимости (ЭМС) для медицинских источников питания, которые могут подвергаться воздействию электромагнитных помех (ЭМП) или создавать их, что может привести к сбою устройства и последующему риску для пациента. Кроме того, дополнительный стандарт IEC61000 регулирует скачки напряжения и провалы напряжения в медицинских источниках питания, а также защиту от радиочастотных помех.  

Что такое кондиционированное питание?

Кондиционированное питание от источника питания означает, что любые колебания напряжения на выходе сглаживаются. Медицинские источники питания являются стабилизированными источниками питания, обеспечивающими стабильное напряжение и ток для питания чувствительного оборудования, такого как рентгеновские аппараты, МРТ или КТ-сканеры, которые должны работать в строгих пределах мощности. Схема регулятора напряжения, встроенная в источник питания, поддерживает стабильность напряжения независимо от количества тока, потребляемого нагрузкой.  

Медицинские источники питания также управляют пульсациями — колебаниями напряжения, которые могут возникать при включении источника питания. Любой уровень пульсаций в некоторых медицинских устройствах может создавать проблему. Пульсации контролируются в источниках питания за счет добавления сглаживающих конденсаторов в устройство. 

Медицинские источники питания – Обзор функций

Как мы видим, хотя медицинские источники питания в основном обеспечивают электропитание так же, как и любые обычные источники питания, они также включают специфические дополнительные функции и преимущества, которые соответствуют или превосходят принятые в отрасли стандарты и нормативы, касающиеся именно медицинских устройств, в том числе:

• Регулирование напряжения и тока для плавного электрического выхода
• Снижение пульсаций для защиты чувствительного оборудования
• Значительная изоляция входа/выхода для защиты пациентов и персонала
• Строгое соблюдение различных отраслевых стандартов безопасности
• Улучшенные стратегии электрической изоляции
• Устойчивость к помехам (ЭМП/РЧП) от внешних электрических устройств
• Повышенная устойчивость к теплу и влажности для больничных условий

Резюме

Наиболее важная особенность медицинского источника питания заключается в том, что он обеспечивает несколько уровней защиты как для пациента, так и для оператора используемого оборудования. Кроме того, эти устройства также обеспечивают стабильное и надежное питание, необходимое для многих медицинских устройств и систем со сложным электронным содержимым.

Как и обычные версии, медицинские источники питания доступны в различных вариантах корпусов и монтажа. В зависимости от конечного применения они также выпускаются с определенными или переменными выходными характеристиками и с различными функциями безопасности, соответствующими областям применения — от домашних медицинских устройств до оборудования, используемого в операционных. Если вам нужна помощь в подборе подходящего медицинского источника питания под ваши задачи, вы можете обратиться к техническим специалистам OnlineComponents.com по электронной почте: TechSupport@onlinecomponents.com

Если вы только начинаете знакомиться с источниками питания или хотите освежить базовые знания, обратите внимание на наших друзей CircuitBread.com. На их сайте представлены обучающие материалы и видео как по силовой электронике, так и по источникам напряжения и тока. Вы можете ознакомиться с их взглядом на медицинские и немедицинские источники питания здесь: Есть ли разница между медицинскими и немедицинскими источниками питания?