EN
Hızlı Bağlantılar
Tıbbi elektronik cihazlar, hastalıkların önlenmesine, teşhis edilmesine, tedavisine ve izlenmesine destek olur ve sağlık alanında kritik bir rol oynar. Yaşam güvenliğiyle doğrudan ilişkili oldukları için tıbbi cihazlar, güç sistemlerine son derece katı gereksinimler getirir ve bu da sert tıbbi güvenlik standartlarına uyum, olağanüstü güvenilirlik, ultra düşük gürültü, kompakt ve dayanıklı yapılar ile üstün çevresel uyum sağlayabilirlik gerektirir.
1- Tıbbi Elektronik Güç Tasarımında Karşılaşılan Zorluklar
Tıbbi cihazlar karmaşık elektronik sistemlere büyük ölçüde dayandığından, bileşen kayıpları, elektriksel gürültü girişimi ve çevresel stres etkileri gibi elektronik devrelere özgü çeşitli sorunlarla da karşılaşır. Ayrıca tıbbi cihazlar, tıbbi cihaz güvenliğiyle ilgili katı standartlara uyma, IEC60601 ve diğer tıbbi güvenlik standartlarına uyum sağlama, cihaz sterilizasyonu gereksinimlerini karşılama ve hayati tehlike arz eden kritik uygulamalarda sürekli güvenilirlik için yüksek talepleri karşılama gibi tıbbi alana özgü zorluklarla da başa çıkmak zorundadır.
1.1 Elektriksel Zorluklar
Güç sistemlerini tıbbi cihazlara entegre etmek, genel elektronik cihazlarda bulunmayan benzersiz elektriksel zorluklar doğurur. Yüksek güvenilirlik ve sürekli kullanılabilirlik hayati öneme sahiptir çünkü birçok tıbbi cihaz beklenmedik kesintilere izin veremeyecek şekilde 24/7 kesintisiz çalışır ve özellikle yaşam destekli veya kritik görevli tıbbi uygulama senaryolarında bunlardan kaçınmak gerekir. Yaşamla ilgili kritik uygulamalar için yedek güç vazgeçilmezdir ve işletim kesintilerinin önüne geçebilmek adına bataryalara veya kesintisiz güç kaynaklarına (UPS) anında geçiş gereklidir.
1.2 Mekanik Zorluklar
Tıbbi cihaz güç sistemleri, performansı veya güvenliği tehlikeye atmadan sınırlı dahili alanda kompakt ve sağlam olmasını sağlamak adına mekanik tasarım zorluklarıyla da karşı karşıyadır. Taşınabilir ve giyilebilir tıbbi cihazlarda, kullanım kolaylığını artırmak, yorgunluğu en aza indirmek ve hastanın hareket kabiliyetini sağlamak adına ağırlığı azaltmak çok önemlidir. Bu nedenle, güç sisteminin küçültülmesi kaçınılmaz bir trenddir.
Isı dağıtım yönetimi, küçük muhafazaların ısının birikmesine neden olabileceği ve bu ısının gürültüyü artırarak, bileşen arızası riski oluşturarak veya hastaya rahatsızlık vererek güvenli bir şekilde dağıtılması gerektiği için dikkate alınması gereken başka bir kritik faktördür.
1.3 Çevresel Zorluklar
Tıbbi cihazlardaki güç sistemleri, farklı sıcaklık ve nem seviyeleri gibi çeşitli çevresel koşullar altında güvenilir şekilde çalışmalıdır. Bu durumlar, cihaz performansını ve bileşen ömrünü etkileyebilir. Mobil, sahada kullanılan veya acil durum kullanımına yönelik cihazlar için titreşimlere, mekanik şoklara ve operasyonel şoklara dayanma yeteneği, kararlı bir güç sağlanması ve iç hasarların önlenmesi açısından eşit derecede önemlidir.
1.4 Güvenlik Standartları
Tıbbi güç kaynakları, tıbbi elektrikli ekipmanlar için genel güvenlik ve temel performans gereksinimlerini belirten IEC 60601-1 gibi uluslararası standartlara uymalıdır. Bu standart, izolasyon, kaçak akım sınırlaması ve arıza toleransı dahil olmak üzere birçok elektriksel zorluğu kapsar ve aynı zamanda mekanik bütünlük ile çevresel dayanıklılık talep eder. IEC 600601-1-2 gibi tamamlayıcı standartlar elektromanyetik uyumluluk (EMC) gereksinimlerini ele alır ve ekipmanın elektromanyetik gürültü (EMI) yaratmadan güvenilir şekilde çalışmasını veya bundan etkilenmemesini sağlar.
2- Ana Uygulamalar ve Tıbbi Güç Kaynaklarında Bobinlerin Gereksinimleri
Bobinler, tıbbi elektronik cihazlarda güç yönetimi en temel ve önemli uygulama olmak üzere kritik bir rol oynar. Başlıca uygulamaları şunları içerir:
2.1 Anahtarlamalı Güç Kaynakları ve DC-DC Dönüştürücüler: Güç anahtarlamalı kaynaklarda indüktörler, enerji depolamak, sinyalleri filtrelemek ve gerilimi dönüştürmek amacıyla anahtar transistörler ve kapasitörlerle birlikte çalışan temel bileşenlerdir. Büyük görüntüleme cihazlarının (örneğin BT, MR) ana güç kaynağı sisteminde ya da taşınabilir cihazların (monitörler, infüzyon pompaları gibi) pil yönetim devrelerinde olmaları fark etmeksizin, güç indüktörleri vazgeçilmezdir. Cihazın ihtiyaç duyduğu çeşitli DC gerilimlere alternatif akımı verimli bir şekilde dönüştürür veya DC gerilimin yükseltilmesi ve düşürülmesi işlemini gerçekleştirir.
Tıbbi Cihazlarda Güç Kaynağı Uygulamasının Şematik Diyagramı
2.2 Gürültü Filtreleme ve Elektromanyetik Uyumluluk: Tıbbi cihazlar elektromanyetik girişime (EMI) karşı oldukça duyarlıdır ve cihazların kendilerinin ürettiği gürültü diğer ekipmanlara müdahale etmemelidir. Yüksek frekanslı gürültüyü süzmek ve cihazın katı elektromanyetik uyumluluk (EMC) standartlarını karşılamasını sağlamak için (örneğin IEC 60601-1-2), güç giriş ucunda ve anahtar devre düğümlerinde genellikle manyetik boncuklar ve ortak modlu bobinler kullanılır.
Uygulama senaryosunun özel yapısı nedeniyle, tıbbi ekipman güç kaynaklarında kullanılan bobinlerin elektriksel performans gereksinimleri sıradan tüketici sınıfı bobinlerden daha yüksektir. Bu gereksinimler özellikle aşağıdaki yönlerde kendini gösterir:
◾ Yüksek Güvenilirlik: Tıbbi cihazlar yaşam güvenliği ile ilgilidir ve cihazın kullanım ömrü boyunca kararlı bir şekilde çalıştığından emin olunmalıdır; bu da son derece düşük bir arıza oranının sağlanması anlamına gelir.
◾ Düşük gürültü: Güç kaynağı gürültüsünün içteki hassas analog devrelere (örneğin EKG, EEG amplifikatörleri vb.) müdahale etmemesi için düşük gürültülü tasarım
◾ Yüksek verimlilik: Endüktör kaybını ve ısı üretimini azaltmak için düşük kayıplı manyetik çekirdek malzemelerin kullanılması, özellikle gömülü ve taşınabilir cihazlarda pil ömrünü uzatmak açısından kritik öneme sahiptir.
◾ Manyetik kalkan yapı: Tıbbi cihazlardaki çeşitli bileşenlerin manyetik alan sızıntısını önlemek ve çevredeki devrelerle veya ekipmanlarla olan etkileşimi engellemek için manyetik kalkanlı bobinler kullanın.
◾ Güvenlik standartlarına uygunluk: Endüktörler (özellikle izolasyon transformatörleri) tıbbi güvenlik standartlarına uymalı, yeterli izolasyon mesafesi ve elektriksel temizlik sağlayabilmelidir.
Özetle, endüktörler tıbbi cihazlarda güç kaynağı sisteminin "kalbi" ve "arıtıcısı"dır ve verimli enerji dönüşümünden sorumlu olmanın yanı sıra güç kaynağının saflığını ve güvenliğini de sağlar. Tıbbi cihazların yüksek standartlarını ve katı gereksinimlerini karşılayan vazgeçilmez bir temel bileşendir.
3- Tıbbi Elektronik Güç Kaynakları için Endüktör Çözümleri
Yukarıda belirtildiği gibi, indüktörler tıbbi güç kaynağı sistemlerinde kritik bir rol oynar ve tıbbi güç kaynağı ekipmanlarının yüksek gereksinimlerini karşılamalıdır. Bu nedenle, ürün seçerken yüksek güvenilirlik, düşük gürültü, yüksek verimlilik ve EMI direnci gibi faktörler dikkate alınmalıdır.
Sektörde önde gelen manyetik bileşen tedarikçisi olarak Codaca 24 yıldan fazladır manyetik çekirdek malzemelerinin Ar-Ge'sine, bobinlerin ve indüktörlerin tasarımına ve optimizasyonuna adanmıştır. Tıbbi güç kaynağı mühendisleriyle yakın iş birliği içinde çalışan Codaca, tıbbi elektronik alanında değerli ürünler sunar ve müşterilerin doğru manyetik bileşenleri seçmeleri için teknik destek sağlar. Codaca, ultrason dedektörleri, kan analiz cihazları, ventilatörler, tansiyon monitörleri ve rehabilitasyon robotları gibi tıbbi cihazlarda ve bileşenlerde yaygın olarak kullanılan yüksek Akım Gücü Endüktörleri , kalıplanmış indüktörler , ve genel Mod Boğukları dahil olmak üzere birçok indüktör serisini kendi bünyesinde geliştirip üretmektedir.
