医疗电源模块的选择与应用

案例：曾经有客户采用了低成本的“医用电源”，该电源电压5V、电流200mA，几百个批量的单价为5美元。采用这种电源的设备要卖数万美元。这个价格低得惊人的电源好象很不错，如果说它好得让人怀疑，还真是如此。拆开这种电源后发现，它只有一块单面印刷电路板，且为节省成本，电路板没有金属化通孔。电路板采用表面安装结构，且元件密度很大。元件间距根本不符合医疗用电源和相关安全管理机构规定的爬电距离要求和设计准则。漏电流达900mA，远超过规范限度。爬电距离和电气间隙电压指标还达不到通用电源中使用的电压。高压区域间的间距只有0.5 mm，并采用阻焊剂来提高点介质抗御能力。功率MOSFET的引脚间距本应加大，以增加爬电距离，但这种电源并没有这样处理，很可能是因为考虑到制造成本和这样做会占更多空间。铝制散热片通过一些扣爪插入电路板中，然后焊接固定。一但处理不正确，散热片易发生松动。反激电路中的MOSFET是无厂家的fullpak封装器件，有一个聚硅酮外套，并有绝缘带加在散热片上，因而阻碍了器件与散热片的接触，这样使用中将有可能产生严重的热稳定性问题，即当MOSFET已经过热时，散热片还是冷的。这种电源刚好满足商用EMI-RFI要求，但不符合医用电源要求。

这种电源还存在其它一些问题，如整个电源内到处都存在虚焊。使用时，即使被正确装配，也没准会在什么时候出故障。这种电源，尽管被当作医疗用电源销售，但其本身本来就不是按照医疗用要求设计的，除了输入电压和输出电压及电流，就没有相关的文件和技术指标了。这种电源除了价格低得惊人外，别的性能要求远达不到医疗电源的要求。为何有人只希望将电源成本降低到如此水平，而故意冒如此多的风险？毕竟，电源是高温、高压、噪声、漏电流、火灾等风险和危险的主要源发地。

所以在选定和购买医疗用电源时，要考虑有关的风险，必须从有信誉、能提供符合相关规范标准的证明文件，并遵守质量和可靠性标准和要求的厂家那里购买。

三：医疗电源的典型应用：
通过了解医疗电源的各种选择要求，下面我们谈到的是医疗电源的几种典型应用：
1. 心电检测电路的应用：
以下为普通型的心电检测电路，如图1

图1：普通型的心电检测电路

如图，此电路是由ISO122与INA115等组成的人体心电检测电路，该电路完全可达到医疗器械使用要求，即输入阻抗低、漏电流小、检测精度高和人体安全等指标； 输出信号由ISO122隔离传输到后置放大电路，实现人体信号与输出及电源的隔离放大, 采用隔离型DC-DC模块供电可有效非曲直抑制周围环境的电磁干扰和消除接地环路等。
2. 病人ECG监护电路
以下为病人ECG监护电路，如图2

图2：病人ECG监护电路

如图，此电路是3652在病人ECG监控系统中的一个应用，此电路是一个平衡输入的接法，其共模和差模输入的阻抗都很高，可大大减小在监护设备中经常遇到的引线阻抗干扰不平衡所引起的共模噪声干扰的问题； 由于使用了DC/DC变换器G1515S-1W，使得3652与病人相触的地线与输入电源线真正隔离开了，此外，3652在输入和输出之间允许连续隔离电压为2000V，允许隔离非周期脉冲电压达5000V，这样就可以保护病人的安全。
以上2种应用电路推荐金升阳公司的6000VDC隔离系列产品（图3），其产品完全符合医疗电源的各项规格，并通过了IEC601标准中的各项医疗认证。该其隔离电容值极小（≤10pF），漏电流小，安全且有保证。

图3：金升阳公司的6000VDC隔离系列产品

四．结束语：
就目前市场上医疗电源模块鱼龙混杂，而医疗电子行业属于特殊行业，对其电源的要求非常高，为保证人体及设备的安全性能，选择医疗电源模块尤为重要。而上文主要介绍了医疗电源模块的主要性能指标要求及医疗电源模块在医疗电子行业的一些典型应用和注意事项，希望该文章能够给广大医疗电子设计人员选择医疗功率电源时能够带来相应的帮助。
参考文献：
1． MORNSUN公司，《技术手册》、《应用方案》；
2． 设计创新网，《所有的医疗电源都一样吗》，Kevin Parmenter；
3． 中国工控网，《金升阳DC-DC模块电源在医用传感器电路中的应用》，广州金升阳；