EN
Snelle koppelingen
Medische elektronische apparaten ondersteunen de preventie, diagnose, behandeling en monitoring van ziekten, en spelen daarmee een cruciale rol in de gezondheidszorg. Omdat zij betrekking hebben op levensveiligheid, stellen medische apparaten uiterst strikte eisen aan voedingssystemen. Deze moeten voldoen aan strenge medische veiligheidsnormen en tevens uitzonderlijke betrouwbaarheid, ultralaag ruisniveau, compacte en robuuste constructies en uitstekende milieuaanpassing bieden.
1- Uitdagingen bij het ontwerp van medische elektronische voedingen
Aangezien medische apparaten sterk afhankelijk zijn van complexe elektronische systemen, ondervinden ze ook diverse problemen die veel voorkomen bij elektronische circuits, zoals verliezen in componenten, storingen door elektrische ruis en effecten van milieubelasting. Daarnaast moeten medische apparaten uitdagingen aangaan die specifiek zijn voor de medische sector, zoals het naleven van strikte veiligheidsnormen voor medische apparatuur, voldoen aan IEC60601 en andere medische veiligheidsnormen, voldoen aan sterilisatie-eisen voor apparaten en zorgen voor hoge eisen aan continue betrouwbaarheid in kritieke levensbedreigende toepassingen.
1.1 Elektrische uitdagingen
Het integreren van energiesystemen in medische apparatuur brengt unieke elektrische uitdagingen met zich mee die niet voorkomen bij algemene elektronische toestellen. Hoge betrouwbaarheid en continue beschikbaarheid zijn cruciaal, aangezien veel medische apparaten 24/7 ononderbroken bedrijf vereisen en geen onverwachte stilstand kunnen verdragen, met name in levensondersteunende of kritieke medische toepassingen. Voor levensbedreigende situaties is noodstroom essentieel, waarbij direct overgeschakeld moet worden op batterijen of onderbrekingsvrije stroomvoorzieningen (UPS) om bedrijfsstilstand te voorkomen.
1.2 Mechanische uitdagingen
Om ervoor te zorgen dat het voedingontwerp compact en robuust is binnen beperkte interne ruimte zonder afbreuk te doen aan prestaties of veiligheid, lopen medische voedingssystemen ook mechanische ontwerputdagingen. In draagbare en wearable medische apparaten is het verminderen van gewicht van cruciaal belang om het gebruiksgemak te verbeteren, vermoeidheid te minimaliseren en de mobiliteit van de patiënt te garanderen. Daarom is het kleiner maken van het voedingssysteem een onvermijdelijke trend.
Thermische dissipatiebeheer is een andere cruciale factor om rekening mee te houden, aangezien kleine behuizingen warmte kunnen opbouwen, die veilig moet worden afgevoerd zonder geluidshinder, risico op componentstoringen of ongemak voor de patiënt te veroorzaken.
1.3 Milieurisico's
Energiesystemen in medische apparatuur moeten betrouwbaar functioneren onder verschillende omgevingsomstandigheden. Dit omvat tolerantie voor verschillende temperaturen en vochtigheidsniveaus, die de prestaties van het apparaat en de levensduur van componenten kunnen beïnvloeden. Voor mobiele, in het veld ingezette of noodgebruikte apparaten is het vermogen om trillingen, mechanische schokken en bedieningsschokken te weerstaan, eveneens essentieel om een stabiele stroomvoorziening te garanderen en interne beschadiging te voorkomen.
1.4 Veiligheidsnormen
Medische voedingen moeten voldoen aan internationale normen zoals IEC 60601-1, die algemene veiligheids- en basisprestatie-eisen voor medische elektrische apparatuur specificeert. Deze norm behandelt tal van elektrische uitdagingen, waaronder isolatie, beperking van lekstroom en fouttolerantie, en stelt ook eisen aan mechanische integriteit en milieubestendigheid. Aanvullende normen zoals IEC 60601-1-2 behandelen elektromagnetische compatibiliteit (EMC) en waarborgen betrouwbare werking van de apparatuur zonder elektromagnetische interferentie (EMI) te veroorzaken of erdoor beïnvloed te worden.
2- Hoofd Toepassingen en eisen van spoelen in medische voedingen
Spoelen spelen een cruciale rol in medische elektronische apparaten, waarbij vermogenbeheer de meest fundamentele en belangrijke toepassing is. Hun toepassingen omvatten voornamelijk:
2.1 Schakelende voedingen en DC-DC-converters: Spoelen zijn de kerncomponenten van schakelende voedingen, die samenwerken met schakeltransistors en condensatoren om energie op te slaan, signalen te filteren en spanning om te zetten. Of het nu gaat om de hoofdvoeding van grote beeldvormingsapparatuur (zoals CT, MRI) of de batterijbeheercircuits van draagbare apparaten (zoals monitoren, infuuspompen), vermogensspoelen zijn onmisbaar. Ze zetten wisselstroom efficiënt om naar de diverse gelijkspanningen die door het apparaat nodig zijn, of voeren een step-up- en step-down-omzetting van gelijkspanning uit.
Schema van voedingsapplicatie in medische apparatuur
2.2 Ruisfiltering en elektromagnetische compatibiliteit: Medische apparatuur is zeer gevoelig voor elektromagnetische interferentie (EMI), en het door de apparaten zelf gegenereerde ruis mag geen andere apparatuur verstoren. Magnetische kralen en gemeenschappelijke modus spoelen worden veel gebruikt aan de voedingsingang en op belangrijke schakelpunten om hoogfrequente ruis te filteren, zodat het apparaat voldoet aan strikte elektromagnetische compatibiliteitsnormen (EMC) (zoals IEC 60601-1-2).
Vanwege de bijzondere aard van het toepassingsgebied hebben spoelen die worden gebruikt in voedingen voor medische apparatuur hogere eisen wat betreft elektrische prestaties dan gewone consumentenspoelen. Deze eisen komen vooral tot uiting in de volgende aspecten:
◾ Hoge Betrouwbaarheid: Medische apparaten zijn verbonden met de veiligheid van mensenlevens en moeten gedurende de gehele levensduur van het apparaat stabiel blijven functioneren, wat een uiterst lage foutenfrequentie vereist.
◾ Laag geluid: Ontwerp met weinig ruis om te voorkomen dat voedingssignalen de interne gevoelige analoge schakelingen (zoals ECG-, EEG-versterkers, enz.) verstoren
◾ Hoog rendement: Gebruik van magnetische kernmaterialen met lage verliezen om inductieverliezen en warmteontwikkeling te verminderen, vooral cruciaal voor implanteerbare en draagbare apparaten, kan de levensduur van de batterij verlengen.
◾ Magnetische afschermmingstructuur: Gebruik inductoren met een magnetische afschermmingstructuur om lekken van magnetische velden van diverse componenten in medische apparaten te voorkomen en interferentie met omliggende circuits of apparatuur te vermijden.
◾ Naleving van veiligheidsnormen: Inductoren (met name isolatietransformatoren) moeten voldoen aan medische veiligheidsnormen en zorgen voor voldoende kruipwegafstand en elektrische isolatieafstand.
Kortom, inductoren zijn het "hart" en de "zuiveringsfunctie" van het voedingssysteem in medische apparaten, verantwoordelijk voor efficiënte energieomzetting en het waarborgen van de zuiverheid en veiligheid van de voeding. Zij zijn een onmisbare kerncomponent die voldoet aan de hoge normen en strenge eisen van medische apparatuur.
3- Oplossingen voor inductoren in voedingen voor medische elektronica
Zoals hierboven vermeld, spelen spoelen een cruciale rol in medische voedingssystemen en moeten voldoen aan de hoge eisen die aan medische voedingsapparatuur worden gesteld. Daarom moeten bij de selectie van producten factoren zoals hoge betrouwbaarheid, laag geluidsniveau, hoge efficiëntie en EMI-bestendigheid worden overwogen.
Als toonaangevende leverancier van magnetische componenten in de industrie Codaca heeft zich al meer dan 24 jaar gewijd aan het onderzoek en de ontwikkeling van magnetische kernmaterialen, en aan het ontwerp en de optimalisatie van spoelen en spoelen. In nauwe samenwerking met ingenieurs van medische voedingssystemen levert Codaca hoogwaardige producten voor het gebied van medische elektronica en biedt technische ondersteuning om klanten te helpen bij het kiezen van de juiste magnetische componenten. Codaca ontwikkelt en produceert zelfstandig meerdere series spoelen, waaronder inducteurs voor hoogstroomvermogen , gemoduleerde inductoren , en gewone modusverstikkingen , die op grote schaal worden toegepast in medische apparaten en componenten zoals ultrasone detectoren, bloedanalysatoren, ventilatoren, bloeddrukmeters en revalidatierobots.
