EN
Gyorslinkek
A medikai elektronikai eszközök támogatják a betegségek megelőzését, diagnosztizálását, kezelését és monitorozását, így alapvető szerepet játszanak az egészségügyi területen. Mivel életvédelmi szempontból kritikusak, a medikai eszközök rendkívül szigorú követelményeket támasztanak a tápegyszerrel szemben, amelyeknek meg kell felelniük szigorú orvosi biztonsági szabványoknak, valamint kiváló megbízhatóságnak, extrém alacsony zajszintnek, kompakt és robosztus szerkezetnek és kiemelkedő környezeti alkalmazkodóképességnek.
1- Kihívások a medikai elektronikus tápegyszer-tervezésben
Mivel az orvosi eszközök nagymértékben függenek az összetett elektronikus rendszerektől, ezért különféle, az elektronikus áramkörökre jellemző problémákkal is szembesülnek, mint például alkatrészveszteségek, elektromos zajok zavarai és a környezeti terhelés hatásai. Emellett az orvosi eszközöknek orvosi szakterületre jellemző kihívásokat is kezelniük kell, például szigorú orvosi eszközök biztonsági előírásainak való megfelelés, az IEC60601 és más orvosi biztonsági szabványok betartása, az eszközök sterilizálási követelményeinek teljesítése, valamint a kritikus, életveszélyes alkalmazásokban fennálló magas fokú megbízhatósági igények biztosítása.
1.1 Elektromos kihívások
Az energiaellátó rendszerek orvosi eszközökbe történő integrálása olyan egyedi elektromos kihívásokat jelent, amelyek általános elektronikai eszközök esetében nem merülnek fel. Különösen fontos a magas megbízhatóság és folyamatos elérhetőség, mivel számos orvosi eszköz folyamatos, megszakítás nélküli működést igényel, és nem tűrheti a váratlan leállásokat, különösen életmentő vagy kritikus feladatokat ellátó orvosi alkalmazások esetén. Az életfontosságú alkalmazásokhoz tartalékenergia-ellátás szükséges, amely azonnali átváltást igényel akkumulátorokra vagy megszakításmentes áramellátási rendszerekre (UPS) a működés megszakításának megelőzése érdekében.
1.2 Mechanikai kihívások
Annak érdekében, hogy az áramellátó rendszer korlátozott belső térben is kompakt és robosztus legyen teljesítmény vagy biztonság áldozása nélkül, az orvosi eszközök áramellátó rendszerei mechanikai tervezési kihívásokkal is szembesülnek. Hordozható és viselhető orvosi eszközök esetében a súly csökkentése döntő fontosságú a használhatóság javítása, a fáradtság minimalizálása és a beteg mozgékonyságának biztosítása érdekében. Ezért az áramellátó rendszer méretének csökkentése elkerülhetetlen tendencia.
A hőelvezetés-kezelés egy másik kritikus szempont, mivel a kis méretű házakban hő halmozódhat fel, amelyet biztonságosan el kell vezetni anélkül, hogy növelné a zajszintet, komponenshibák kockázatát vagy a beteg kényelmetlenségét.
1.3 Környezeti kihívások
Az orvosi eszközök energiaellátó rendszereinek különböző környezeti feltételek között is megbízhatóan kell működniük. Ez különböző hőmérsékletekkel és páratartalommal szembeni ellenálló képességet is jelent, amely befolyásolhatja az eszköz teljesítményét és az alkatrészek élettartamát. A mobil, terepen használt vagy vészhelyzeti célra szánt eszközök esetében ugyancsak alapvető fontosságú a rezgésállóság, mechanikai és üzemközbeni ütésállóság, hogy stabil áramellátást biztosítsanak és megelőzzék a belső sérüléseket.
1.4 Biztonsági szabványok
Az orvosi tápegységeknek meg kell felelniük az IEC 60601-1-hez hasonló nemzetközi szabványoknak, amely előírja az orvosi elektromos berendezések általános biztonsági és alapvető teljesítménykövetelményeit. Számos elektromos kihívást lefed, beleértve az elválasztást, a szivárgóáram korlátozását és a hibatűrést, ugyanakkor mechanikai integritást és környezeti tartósságot is követel. A kiegészítő szabványok, mint az IEC 60601-1-2, az elektromágneses kompatibilitásra (EMC) vonatkozó követelményeket szabályozzák, így biztosítva a berendezés megbízható működését azáltal, hogy sem elektromágneses zavarokat (EMI) ne bocsásson ki, sem ne legyen érzékeny azokra.
2- Fő Alkalmazások és az induktortekercsek követelményei orvosi tápegységekben
Az induktortekercsek kulcsfontosságú szerepet játszanak az orvosi elektronikai eszközökben, ahol a legalapvetőbb és legfontosabb alkalmazás a teljesítménykezelés. Alkalmazásaik főként a következőkre terjednek ki:
2.1 Kapcsolóüzemű tápegységek és DC-DC átalakítók: Az induktorok a kapcsoló tápegységek alapvető elemei, amelyek a kapcsoló tranzisztorokkal és kondenzátorokkal együtt működve energiát tárolnak, szűrik a jeleket, és feszültséget alakítanak át. Akár nagy teljesítményű képalkotó berendezések (például CT, MRI) fő tápegységében, akár hordozható eszközök (például monitorok, infúziós pumpák) akkumulátor-kezelő áramkörében, a teljesítményinduktorok elengedhetetlenek. Hatékonyan alakítják az váltakozó áramot a készülék által igényelt különböző egyenfeszültségekké, vagy végeznek egyenfeszültség-emelést és -csökkentést.
Orvosi eszközök tápellátási alkalmazásának kapcsolási rajza
2.2 Zajszűrés és elektromágneses kompatibilitás: Az orvosi eszközök nagyon érzékenyek az elektromágneses zavarokra (EMI), és maguk az eszközök által kibocsátott zaj nem zavarhatja más berendezések működését. A tápegység bemeneténél és a kulcsfontosságú áramkör-csomópontoknál gyakran használnak mágneses gyöngyöket és közös módusú tekercseket a magasfrekvenciás zaj szűrésére, így biztosítva, hogy az eszköz megfeleljen a szigorú elektromágneses kompatibilitási (EMC) szabványoknak (például IEC 60601-1-2).
Az alkalmazási forgatókönyv különlegessége miatt az orvosi berendezések tápegységeiben használt tekercseknek magasabb villamos tulajdonságokkal kell rendelkezniük, mint az átlagos fogyasztói szintű tekercseknek. Ezeket az igényeket elsősorban a következő területeken lehet észlelni:
◾ Magas megbízhatóság: Az orvosi eszközök az emberi életbiztonsághoz kapcsolódnak, ezért garantálni kell, hogy az eszköz élettartama alatt stabilan működjön, rendkívül alacsony hibaszázalékkal.
◾ Alacsony zaj: Alacsony zajszintű tervezés annak érdekében, hogy a tápegység zajossága ne zavarhassa meg a belső érzékeny analóg áramköröket (például EKG-, EEG-erősítők stb.)
◾ Magas hatékonyság: Alacsony veszteségű mágneses maganyagok használata a tekercsek veszteségének és hőtermelésének csökkentésére, különösen az implantálható és hordozható eszközök esetében, meghosszabbíthatja az akkumulátor élettartamát.
◾ Mágneses árnyékoló szerkezet: Használjon mágneses árnyékoló szerkezetű tekercseket a különféle alkatrészek mágneses mezőszivárgásának megelőzésére az orvosi eszközökben, elkerülve a környező áramkörökkel vagy berendezésekkel való interferenciát.
◾ Megfelelés a biztonsági előírásoknak: A tekercseknek (különösen az elválasztó transzformátoroknak) meg kell felelniük az orvosi biztonsági szabványoknak, biztosítva a megfelelő felületi és légrés távolságot.
Összefoglalva, a tekercsek az orvosi eszközök tápegyszerének "szíve" és "tisztítója", amelyek a hatékony energiaátalakításért felelősek, miközben biztosítják a tápellátás tisztaságát és biztonságát. Ezek elengedhetetlen alapvető alkatrészek, amelyek megfelelnek az orvosi eszközök magas színvonalának és szigorú követelményeinek.
3- Tekercsmegoldások orvosi elektronikai tápegységekhez
Mint fentebb említettük, az induktivitások kulcsfontosságú szerepet játszanak az orvosi tápegységi rendszerekben, és meg kell felelniük az orvosi tápegységek magas követelményeinek. Ezért a termékek kiválasztásakor figyelembe kell venni olyan tényezőket, mint a magas megbízhatóság, alacsony zajszint, magas hatásfok és az EMI-vel szembeni ellenállás.
Kiváló mágneses alkatrész-szállítóként az iparban Codaca több mint 24 éve foglalkozik mágneses maganyagok kutatásával és fejlesztésével, valamint tekercsek és induktivitások tervezésével és optimalizálásával. Szoros együttműködésben orvosi tápegység-mérnökökkel a Codaca magas értékű termékeket kínál az orvosi elektronika területén, és technikai támogatást nyújt az ügyfeleknek a megfelelő mágneses alkatrészek kiválasztásában. A Codaca önállóan fejleszt ki és gyárt több sorozatú induktivitást, beleértve a magasáramú teljesítmény induktorok , formázott indukciós tekercseket , és általános üzemmódú elfojtások , amelyeket széles körben alkalmaznak olyan orvosi eszközökben és alkatrészekben, mint az ultrahangos detektorok, vélanalizátorok, lélegeztetők, vérnyomásmérők és rehabilitációs robotok.
