Come aumentare la sicurezza nei dispositivi di alimentazione medicali?

Come aumentare la sicurezza nei dispositivi di alimentazione medicali?

Con il continuo sviluppo dell'industria medicale, la tecnologia e la qualità dei dispositivi medicali sta crescendo di conseguenza, portando ad una continua innovazione ed incremento di tutti i prodotti a loro correlati. Considerando il loro ruolo chiave, la richiesta e i requisiti degli alimentatori medicali stanno diventando una priorità in fase costruttiva.

Il modo in cui lo sviluppo dell'industria medicale incontra la performance del prodotto, così come la distribuzione, qualità, i certificati di sicurezza, e così via, è ciò che gli alimentatori medicali devono considerare e raggiungere in qualità di obiettivo.

1. 'Sicurezza' e 'Conformità': i fondamenti dell'alimentazione medicale

I focus più importanti dei dispositivi di alimentazione medicale sono la sicurezza e la conformità: la sicurezza dipende dal fatto che l'alimentazione possa soddisfare i requisiti del certificato dell'industria medicale EN60601, che include la dispersione di corrente, la distanza di sicurezza, etc.; la conformità si riflette invece sulla produzione e sui materiali, che devono assicurare sufficiente consistenza, così come il processo di controllo debba essere efficace e ragionevole e tutto ciò che risulta non conforme venga evitato.

Gli standard di conformità includono la sicurezza e l'EMC. Le regolamentazioni sulla sicurezza sono un criterio obbligatorio, e ciò dipende esclusivamente dal design del prodotto. L'EMC è un criterio di conformità, l'alimentatore stesso deve soddisfare tali requisiti. Allo stesso tempo è però fondamentale considerare il design complessivo di tutto il sistema, cablaggio, involucro e così via. 

2. Come progettare alimentatori medicali di alta qualità: una breve analisi sul design

La certificazione medicale EN60601

Prendendo la serie Mornsun LOF come esempio, il prodotto ha 5 anni di garanzia e le specifiche di sicurezza sono conformi agli standard IEC / EN / ES 60601, affinchè la dissipazione di corrente sia inferiore a 0.1mA (che risulta perfetta per dispositivi medicali di tipo BF), oltre all'isolamento e alla distanza di sicurezza conforme agli standard.

Design EMC

I requisiti degli alimentatori medicali sulla minima dispersione di corrente, sulla distanza di sicurezza e sulla densità ad alta potenza sono vincoli reciproci e assolutamente da considerare. Molti prodotti sul mercato sacrificano l'EMI per soddisfare unicamente gli standard CLASSE A, che incrementa notevolmente il rischio di interferenze che partono dall'alimentatore e che possono compromettere altri componenti o circuiti del dispositivo medicale.

L'emissione condotta e irradiata della serie LOF soddisfa la CLASSE B

A. Il filtro EMI, il modulo PFC e il modulo principale sono rispettivamente disposti in modo centrale e effettivamente isolati da un radiatore (messa a terra), che minimizza le interferenze EMI, riduce alcune componenti EMC e ottimizza lo spazio.

B. Il terminale di input è costruito con un induttore a linea flat, avvolgimento completamente automatico e senza sovrapposizioni, con una piccola capacitanza fra le spire e con un buon equilibrio di impedenza. La performance EMI è molto più efficiente del tradizionale anello magnetico con induttore e dona un design più bello e compatto.

C. E' progettato con funzione PFC e soddisfa facilmente gli standard IEC / EN61000-3-2 CLASSE A e CLASSE D. I requisiti elettrostatici soddisfano gli ultimi standard 8kV/15kV.

La forma d'onda della radiazione condotta è la seguente, con sufficiente margine:

Quando si progetta un buon prodotto, il processo di aumento dell'efficienza e riduzione della complessità viene considerato in anticipo, poichè non solo riduce i costi di lavoro ma aumenta notevolmente l'efficienza e la qualità del prodotto stesso, riducendo così la fase di debugging del dispositivo medicale.

Serie Mornsun LOF: un nuovo design in grado di controllare la qualità partendo dai dettagli

① I trasformatori Mornsun adottano un design open-frame, senza cavi liberi e con induttore in modalità comune dal design base, che riduce la complessità della produzione e aumenta l'efficienza.

② Il tradizionale design compatto porta ad un riscaldamento del capacitore elettrolitico come causa della vicinanza dal trasformatore e dal diodo. Il sottile e lungo capacitore che Mornsun sceglie mantiene lontana la sorgente del calore e risolve a monte il problema.

Gli speciali ambienti applicativi dell'attrezzatura medicale determinano la sua precisione. Quando si seleziona l'alimentatore medicale, è necessario considerare non solo le certificazioni di sicurezza e la performance EMC, ma anche la compatibilità fra i diversi componenti e l'EMC in fase di design, così come l'affidabilità, la stabilità dell'alimentazione, i costi, il supporto tecnico e molti altri fattori.

3. Casi tipici di alimentazione per dispositivi medicali

Schema tipico I: aspira saliva

I maggiori carichi induttivi dell'aspira saliva sono il ripetitore, i motori, le pompe, etc., che tendono a creare interferenze. E' quindi necessario che l'alimentatore abbia sufficienti funzionalità anti-interferenza per esser sicuri che possa lavorare con stabilità e affidabilità per molto tempo. 

La gamma di alimentatori serie LOF di Mornsun ha più di due livelli di filtraggio in modalità differenziale e comune, che possono efficientemente sopprimere i picchi di interferenza. La potenza generata dalla serie LOF per alimentare i carichi induttivi è stata efficacemente filtrata per eliminare le interferenze.

Bisogna anche far presente che i carichi alimentati dagli alimentatori principali, così come i carichi con lunghe linee di connessione, hanno bisogno di avere le connessioni continuamente filtrate, affinchè si possa evitare una qualunque tipo di interferenza fra i vari cavi.

Schema tipico II: ventilatore

Il ventilatore è un prodotto a stretto contatto con i pazienti, e i livelli di protezione devono soddisfare i requisiti di isolamento di 2x MOPP. La serie Mornsun LO-MU soddisfa quindi gli standard IEC60601-1, EN60601-1, oltre al 2x MOPP. La perdita di corrente è meno di 75uA e il rumore generato si mantiene sotto i 25 dB, assicurando un tranquillo e confortevole ambiente di lavoro.

Allo stesso tempo, la serie LOF di Mornsun, alimentatori AC/DC ad alta potenza, sono dotati di funzione PFC, che soddisfa i requisiti armonici dell'IEC 61000-3-2.

4. Analisi dei trend dell'industria e delle richieste di mercato

Sicurezza ed affidabilità sono le principali caratteristiche richieste per alimentatori a carattere medicale. Analogamente, EMC, rilascio, costi e altri fattori sono ugualmente considerati. Mornsun lavora a stretto contatto con i clienti e effettua ricerche sulla richiesta di mercato e sui requisiti per i dispositivi medicali affinchè venga sempre garantita affidabilità e sicurezza, affiancando in questo modo qualunque tipo di sviluppo dell'industria medicale.