电源滤波器在医用电气设备中的应用

1、电源滤波器在医用电气设备中的应用中所起的作用越来越重要。医疗设备的更新换代日新月异，高精尖的医疗设备更是打算着医疗服务水平，医疗仪器设备种类、规模和先进程度成为现代化医院的一个重要标记。然而现代科学技术也悄然将电磁污染的阴影覆盖在医院上空。在医院门诊室、手术室和病房中，一台有强电磁辐射的医用电气设备产生的电磁干扰会破坏或降低其他医用电气设备的工作性能;并通过对人体组织器官的物理化学作用产生有害的生理效应，对人体组织器官造成损害，危及人类的身体健康。因此世界上许多国家都开头关注医用电气设备的电磁辐射问题，并制定了相应的标准和文件，提出了对医用电气设备的辐射和抗干扰的强制性要求。欧盟医疗器械命令9

2、3/42/eec-medical device directive中明确规定-需要做ce认证出口到欧共体各成员国的医用电气设备必需通过iec 60601-1-2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了相应的要求，并于2007年开头正式执行。因此，各医疗电气设备生产企业对电磁干扰的关注日益加强。1 电磁干扰的类型电磁兼容指的是一个产品和其它产品共存于特定的电磁环境中，而不会引起其它产品或者自身性能下降或损坏的能力，它主要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 辐射干扰辐射干扰是指设备产生的电磁波通过空间传扬，并对其他设备

3、产生无用/的一种干扰方式。当两台设备间的距离与波长相比较长时，干扰以电磁波的形式传扬。例如，在医生用法手机时，旁边的医用设备电脑图像会浮现颤动，这是由于手机工作时发出的信号通过空间以电磁场的形式传输到显示器内部。1.2 传导干扰传导干扰是指一台设备产生的电压/电流变幻通过电源线、信号线传导并影响其他设备的一种干扰方式。当设备与导线的长度比波长短时，传导干扰主要是通过电源线、控制线、信号线传输的共模干扰和差模干扰，还有不同设备用法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，因为诊断病情和手术的需要，门诊室和手术室里往往不再是单一的医疗设备，而是多台设备集中放置，这就不行避开地使多台医用

4、电气设备共用一个电源。电源线原来普通只是输送50hz沟通电，但是因为衔接设备的电磁干扰，使电源线上的电流很不纯净。传导干扰很简单通过电源线进入医疗设备中，使得设备出错甚至损坏，从而影响诊断结果的正确性。假如这样的传导干扰浮现在手术过程中，严峻时会危害到患者的生命平安。因此，在医用电气设备中抑制电源线的传导干扰十分重要。通常，我们采纳的主要且有效的办法就是在被干扰设备的电源线上安装电源滤波器。2 电源滤波器在医用设备中的详细应用医用手术显微镜需出口欧盟，按照iec 60601-1-2标准规定，对其举行电磁兼容性测试。发觉该产品沟通电源端口的传导干扰测试结果1所示。由图可见，该产品电源端口的传导干

5、扰没有通过class b限值的要求。经分析研究，打算在产品电源输入端加装电源滤波器。图1 沟通电源端口的传导干扰测试结果。2.1 电源滤波器的挑选滤波器是一种二端口网络，具有挑选频率的特性，它可以让某些频率顺当通过，而对其他频率则加以阻拦。电源滤波器属于抑制干扰滤波器，从频率挑选的角度来说，也属于，它能够毫无衰减地把直流电源和沟通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衰减，以庇护设备免受损坏。在挑选详细型号时，要想在抑制的电磁干扰信号频率范围内实现最大可能的失配，使需要抑制的电磁干扰信号受到最大可能的衰减，就必需按照滤波器两端将要衔接的电源阻抗和负载阻抗来挑选电源滤波器的网络结

6、构和参数，才干取得惬意的抑制干扰的效果。经过挑选，我们挑选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)。将该滤波器一端接入干扰源，负载端接被干扰设备，可以抑制电源线上存在的共模emi信号，使其受到衰减，并控制到很低的电平上。2.2 电源滤波器的安装在正确挑选滤波器之后，将该电源滤波器加装在手术显微镜电源输入端，但产品仍没有通过传导干扰测试。分析其缘由：先是疑惑滤波器接地不良导致滤波器效果变差。于是把机箱放在接地平面上，滤波器电源用短线挺直接地，结果仍然没有充实。经过观看实验，发觉产品中的电源滤波器安装位置不同，传导干扰测试结果有所不同。当电源滤波器2(a)所示方式举行

7、安装时，传导干扰测试结果没有显然充实;当电源滤波器2(b)所示方式举行安装并用金属螺钉与星形弹簧垫圈把滤波器的屏蔽牢牢地固定在设备电源入口的机器金属外壳上时，传导干扰测试数据有显然降低。经分析我们发觉，图2(a)方式安装会导致滤波器输入端导线和输出端导线之间形成电磁耦合路径，从而在导线中形成串扰，假如这时再把滤波器输入端和输出端的电缆捆扎在一起，更会加剧滤波器输入输出端之间的电磁耦合，严峻破坏滤波器和设备屏蔽对干扰信号的抑制能力，使得滤波器一端的emi信号会逃脱滤波器对其的限制，不经过滤波器的衰减而挺直耦合到滤波器的另一端。图2(b)方式安装是通过借助设备的屏蔽，把电源滤波器的输入端和输出端有

8、效地隔离开来，把两端之间可能存在的电磁耦合(即串扰)控制到最低程度。并且将滤波器安装在电源进线入口面的设备外壳上，滤波器的屏蔽壳与设备外壳(设备外壳接地)接触良好，使得滤波器接地良好。由此可得，滤波器的正确安装也是防止电磁干扰非常重要的环节。采纳电源滤波器的目的是防止来自电源的传导干扰挺直进入医用电气设备。假如滤波器安装不当，即使在屏蔽柜内，电源线的干扰也会通过辐射或感应影响医用电气设备，因此正确的安装办法十分重要。图2 电源滤波器的安装方式。2.3 改进措施按照以上理论分析，在该手术显微镜电源输入端加装电源滤波器，并保证滤波器输入、输出之间的良好隔离，同时辅助一些内部电路的改动，再次举行测试，测试结果3所示。该产品电源端口的传导干扰通过class b限值的要求。按照改动的计划对该手术显微镜批量生产，每台产品电磁兼容性测试结果所有符合标准要求。图3 沟通电源端口的传导干扰测试结果。3 结语电源滤波器是为了满足产品电磁兼容性要求不时用的器件，将其接入设备电源线