电源隔离设计挑战：满足医疗安全标准

C电源供电的，该标准工作电压常常升高到250VAC。患者单重保护方法所需的漏电距离是4mm，患者双重保护方法则为8mm。该250VRMS等于354VDC(或峰值)，而且就患者双重保护方法而言，需要等于4kVRMS的测试电压。

如图所示，4kVRMS是施加在患者身上的某个部分直接满足两项MOPP的常见隔离要求。有一个可应用于许多医疗仪器以隔离高达5kVPK电压的附加任选要求，这重申了对于4kVRMS隔离电压的需求。这是指医疗设备及应用部分必需防除颤时的情形。防除颤应用部分指的是在其上提供了旨在避免心脏除颤仪的放电对患者造成不良影响的防护。从本质上说，除颤仪就是一个充电电容器与一个电感器的串联，起限流的作用。当起动时，这将产生一个逐渐衰减的正弦波，而且第一个振铃的峰值电压有可能明显高于电容器本身上的电荷电压。IEC 60601标准中统一规定：5kVPK是该电压过冲的最大值，因此它就是当隔离势垒在患者进行除颤的过程中万一被击穿时使患者免遭电击所必需遵循的。

图1：完整的隔离式 RS485/RS422 微型模块收发器 + 1W 电源

这类设计环境极具挑战性。为医疗市场开发产品时，要求满足IEC 60601的规定。凌力尔特提供一个日益扩充的隔离器件系列，可帮助满足医疗隔离要求。

凌力尔特将推出一个5kVRMS的隔离器件系列，这个系列的器件提供集成的电源，以提供高达1W的功率，还提供隔离式数据接口，从而无需任何外部组件。这个系列的器件基于2.5kVRMS的隔离式RS485微型模块(μModule)收发器LTM2881，该收发器以高达20Mbps的速率提供不间断的通信，能承受高压瞬态事件。产品包括效率高达62%的隔离式1W DC/DC转换器，以5V稳定输出提供充足的功率。从去耦电容、二极管到开关终止电阻器，每一样东西都集成到了该模块中。隔离势垒由两层电介质材料构成，能承受高达5kVRMS的电压，这将满足对漏电距离和间隙的要求。LTM2881在收发器引脚上以及跨隔离势垒提供±15kV的ESD保护。

一款出色的故障安全接收器可确保接收器输出在输入被短路、置于开路状态或终接(但未被驱动)时处于一种逻辑高电平状态。接收器门限是平衡的，以在采用长网络接线时保持数据占空比。另外，LTM2881还通过在功率耗散过大的情况下停用驱动器和接收器来对其自身实施保护。

同时，1.62V至5.5V的逻辑电源引脚使得与数字组件方便连接，用3.3V或5V电源时，仍然能保持TIA/EIA兼容的RS485信号。LTM2881还提供小电流停机模式，从而当不需要通信时，仅吸取不到5μA的电流。

这些新器件可构成能提供连续通信的坚固解决方案，甚至能承受高于30kV/μs的瞬态事件。LTM2881提供了低EMI解决方案，具6pF的标称势垒电容，而且如果遵循了良好的布局实践，还能满足EN 55022/CISPR 22 B类辐射要求，这些新器件还有RS232和数字逻辑隔离器版本。