Корзина
269 отзывов
Надежный продавец Prom.ua
Источники питания Mean Well - Power Supply Units
  • PSU Trade
  • Статьи
  • Обзор источников питания компании Mean Well для медицинского применения (2013)

Обзор источников питания компании Mean Well для медицинского применения (2013)

Обзор источников питания компании Mean Well для медицинского применения (2013)

12.12.13

Вопрос выбора источника питания, соответствие его установленным требованиям является особенно важным, когда речь идет о применении его в медицинском оборудовании. В этой статье мы рассмотрим основные требования для источников питания данного типа и представим линейку продукции компании Mean Well, специально предназначенную для использования в медицинском оборудовании.

Особенности источников питания для медицинского применения

В современном мире сложно назвать какую-либо область деятельности, где не используются источники питания. Источники питания используются везде, но в разных областях для них предъявляются свои специфические требования. Так, к примеру,  источники, предназначенные для питания внутренних систем железнодорожного подвижного  состава, должны соответствовать определенным стандартам, накладывающим специальные требования на допустимый уровень вибрации. А источники питания для светодиодных светильников должны иметь определенные показатели по КПД и коэффициенту мощности.

Медицина не является исключением. Современные источники питания применяются в различном медицинском оборудовании. Например, стоматологическое, рентгеновское, диагностическое оборудование, аппараты искусственного дыхания, мониторы и многое другое. В данном случае идет речь об оборудовании, которое применяется для лечения пациентов, т.е. имеет зачастую непосредственный контакт с пациентом. Поэтому особое внимание уделяется безопасности электронных устройств, входящих в состав оборудования.  Ведь даже небольшие утечки тока, которые могут быть допустимы в оборудовании промышленного назначения, могут сыграть критическую роль при контакте с больным человеком.

В связи с этим разработаны стандарты, обеспечивающие защиту как пациента, так и оператора от нежелательного электрического воздействия. В Европе таким стандартом является стандарт безопасности EN60601-1:2006 (третья редакция). В России действуют аналогичные требования, что и в международных стандартах, и они представлены в ГОСТ Р 50267.0-92 «Изделия медицинские электрические. Часть 1. Общие требования безопасности».

В соответствии со стандартами определена классификация составных частей медицинского оборудования по степени контакта с пациентом:

Тип B – изделие, обеспечивающее определенную степень защиты от поражения электрическим током, в частности, в отношении допустимого тока утечки, надежности соединений защитного заземления (при его наличии). Данное изделие может влиять на человека электрическим током, однако это не предполагается в рамках выполнения его основной рабочей функции. Например, светильники в операционных.

Тип BF (body floating) – изделие типа B с рабочей частью типа F. Рабочая часть типа F – рабочая часть, отделенная от других частей изделия в такой степени, что допустимый ток утечки на пациента в условиях единичного нарушения не превышается, если напряжение, равное 1,1 наибольшего номинального сетевого напряжения, прикладывается между рабочей частью и землей. Данное изделие используется при непосредственной связи с пациентом и предназначено для доставки или снятия электрического сигнала. Например, электрокардиограф.

Тип CF (сardiac floating) – изделие, обеспечивающее более высокую степень защиты от поражения электрическим током, чем изделия типа BF, в частности относительно допустимых токов утечки, и имеющее рабочую часть типа F. Данное изделие используется при непосредственной связи с пациентом и предназначено для доставки или снятия электрического сигнала, а также в аппаратах непосредственного воздействия на сердце. Например, в кардиостимуляторах.

В зависимости от типа изделия определены требования к токам утечки (см. табл. 1).

Вид тока утечки

Тип В

Тип BF

Тип CF

Нормальное состояние

Единичное нарушение

Нормальное состояние

Единичное нарушение

Нормальное состояние

Единичное нарушение

 Ток утечки на землю, мкА

500

1000

500

1000

500

1000

 Ток утечки на корпус, мкА

100

500

100

500

100

500

 Ток утечки на пациента, мкА

10

50

10

50

10

50

Таблица. 1. Допустимые значения длительных токов утечки

Стандартом предусмотрены такие варианты защиты от поражения электрическим током, как изоляция и заземление. Комбинация данных вариантов обеспечивает необходимый уровень изоляции для конкретного случая. Также, даны определения типов изоляций:

  • «Основная изоляция» - изоляция частей, находящихся под напряжением, для обеспечения основной защиты  от поражения электрическим током;
  • «Дополнительная изоляция» - независимая изоляция, применяемая в дополнение к основной изоляции для обеспечения защиты от поражения электрическим током при нарушении основной изоляции;
  • «Двойная изоляция» - изоляция, состоящая из основной изоляции и дополнительной изоляции;
  • «Усиленная изоляция» - единая система изоляции находящихся под напряжением частей, которая обеспечивает степень защиты от поражения электрическим током, эквивалентную двойной изоляции.

Требования к электрической прочности изоляции элементов изделия в зависимости от рабочего напряжения и типа изоляции приведены в таблице 2.

Испытуемая изоляция

Испытательное напряжение для рабочего напряжения U, В

50

150

 Основная изоляция

1000

1500

 Дополнительная изоляция

2000

2500

 Усиленная или двойная изоляция

3000

4000

Таблица. 2. Испытательные напряжения

Помимо этого, в третьей редакции европейского стандарта безопасности  EN 60601-1  внесен ряд дополнительных изменений, направленных на снижение риска поражения электрическим током. В связи с этим появился ряд новых терминов и определений:

  • MOP (Mean Of Protection) – меры защиты;
  • 1 MOP (1 level MOP) и 2 MOP (2 level MOP) – одинарная/двойная изоляция соответственно. Примером изделия 1 MOP может служить изделие, имеющее основную изоляцию и заземление. Изделием 2 MOP может быть изделие, которое имеет не только основную, но и дополнительную (или двойную) изоляцию;
  • Изоляционный промежуток (Clearance) – кратчайшее расстояние по воздуху между двумя проводящими элементами схемы;
  • Длина пути утечки (Creepage) – кратчайшее расстояние вдоль поверхности между двумя проводящими элементами схемы;
  • MOPP (Mean Of Patient Protection) –  параметр, соответствующий допустимым значениям изоляционного промежутка и длины пути утечки при контакте пациента с медицинским оборудованием;
  •  MOOP (Mean Of Operator Protection) – параметр, соответствующий допустимым значениям изоляционного промежутка и длины пути утечки при контакте оператора с медицинским оборудованием в соответствии со стандартом EN 60950-1 (стандарт безопасности для оборудования информационных технологий).

Иллюстрация терминов «Изоляционный промежуток» (Clearance) и «Длина пути утечки» (Creepage) приведена на рисунке 1.

Иллюстрация терминов «Изоляционный промежуток» (Clearance) и «Длина пути утечки» (Creepage)

Рисунок 1. Иллюстрация терминов «Изоляционный промежуток» (Clearance) и «Длина пути утечки» (Creepage)      

В данном стандарте наряду с надежностью (электрической прочностью) изоляции регламентируются минимальные расстояния, необходимые для изоляции в первичных цепях и между первичными и вторичными цепями, которые имеют значительно большие значения по сравнению с аналогичным стандартом (EN 60950-1) для оборудования информационных технологий.

В качестве примера, приведем таблицу 3 для сравнения значений изоляционного промежутка и длины пути утечки в соответствии со стандартами EN 60601-1 и EN 60950-1:

Параметры

EN 60950-1 (MOOP)

EN 60601-1(MOPP)

 Длины пути утечки/Изоляционный промежуток

Базовая изоляция

2,5 мм/2 мм

4 мм/2,5 мм

Двойная изоляция

5 мм/4 мм

8 мм/5 мм

Таблица 3. Изоляционный промежуток и длина пути утечки

Таким образом, резюмируя сказанное выше, при выборе источников питания для медицинского применения  необходимо учитывать такие параметры, влияющие на безопасность и снижающие риск поражения электрическим током пациента, как величина тока утечки, класс изоляции, электрическая прочность изоляции, соответствие MOPP (либо MOOP).

Обзор линейки источников питания медицинского применения компании Mean Well

Перейдем к обзору линейки источников питания для медицинского применения компании Mean Well (Тайвань).

Компанией Mean Well представлены источники питания для медицинского применения от 5 до 300 Вт. Источники питания имеют различные исполнения – для монтажа на печатную плату, установки на шасси, адаптеры, в металлических корпусах. Данное многообразие позволяет разработчику подобрать необходимое для него решение. Рассмотрим более подробно основные группы источников питания для медицинского применения компании Mean Well.

Бескорпусные источники питания, предназначенные для установки на шасси. Внешний вид источника представлен на рисунке 2. Источники питания представлены в широком диапазоне мощностей от 5 до 300 Вт. В зависимости от модели имеют от одного до четырех выходов. Источники питания имеют электрическую прочность изоляции «вход-выход» 4000 В переменного напряжения и ток утечки на землю менее 300 мкА. Основные параметры источников питания приведены в таблице 4.

Внешний вид источника серии MPS-30

Рисунок 2. Внешний вид источника серии MPS-30

Серия

Мощность, Вт

Кол. выходов

Изоляция вход/выход, В AC

Ток утечки на землю, мкА

MOPP/

MOOP

Класс изоляции

 NFM-05/10/15/20

5…20

один

4000

менее 300 (20Вт)

MOPP

II (5…15Вт)

 MPS-30/45/65/200

30…200

один

4000

менее 250

MOPP

I

 RPS-60/75/160/300

60…300

один

4000

менее 300

MOPP

I

 MPD-45/65/200

45…200

два

4000

менее 250

MOPP

I

 RPD-60/75/160

60…160

два

4000

менее 200

MOPP

I

 MPT-45/65/200

45…200

три

4000

менее 250

MOPP

I

 RPT-60/75/160

60…160

три

4000

менее 200

MOPP

I

 MPQ-200

200

четыре

4000

менее 180

MOPP

I

Таблица 4. Бескорпусные источники питания для медицинского применения

Источники питания, предназначенные для монтажа на печатную плату. Внешний вид источника представлен на рисунке 3. Источники питания представлены в диапазоне мощностей от 5 до 20 Вт, имеют один выход. Источники питания имеют электрическую прочность изоляции «вход-выход» 4000 В переменного напряжения и ток утечки на землю менее 300 мкА (для 20 Вт источника питания). Источники питания мощностью 5…15 Вт имеют класс изоляции II. Источники соответствуют MOPP.

Внешний вид источника серии PM-20

Рисунок 3. Внешний вид источника серии PM-20

Адаптеры для медицинского применения. Внешний вид источника представлен на рисунке 4.

На текущий момент компания Mean Well производит несколько серий 30 и 50 Вт источников данного типа с одним выходом. Это серии MES30A/B/C, а также MES50A. Источники питания имеют электрическую прочность изоляции «вход-выход» 5656 В переменного напряжения и ток утечки на землю менее 300 мкА (для серий MES30A/C) и 230 мкА (для серии MES50A). Источники питания серии MES30B  имеют класс изоляции II. Источники соответствуют MOPP. В ближайшей перспективе компания Mean Well планирует расширение линейки адаптеров для медицинского применения, как с большей, так и меньшей мощностью.

Внешний вид адаптера серии MES30B

Рисунок 4. Внешний вид адаптера серии MES30B

Медицинские источники питания в корпусе. Внешний вид источника представлен на рисунке 5. Линейка источников питания представлена мощностями сериями MSP-100/200/300 (100, 200 и 300 Вт соответственно) с одним выходом. Источники питания имеют электрическую прочность изоляции «вход-выход» 4000 В переменного напряжения и ток утечки на землю менее 300 мкА (менее 450 мкА для серии MSP-300). Источники питания имеют класс изоляции I. Источники соответствуют MOOP (т.е. могут быть использованы в оборудовании, не имеющим непосредственного контакта с пациентом). В ближайшей перспективе компания Mean Well планирует расширение данной линейки и выпуск более мощных моделей.

Внешний вид источника питания cерии MSP-200

Рисунок 5. Внешний вид источника питания cерии MSP-200
 

Заключение

В данной статье было рассказано об основных особенностях источников питания для медицинского применения, выделены основные параметры, являющимися ключевыми при выборе источников питания данного типа. Кроме этого был приведен обзор линейки источников питания для медицинского применения компании Mean Well (Тайвань).

Источник: (Компоненты и технологии, №4, 2013)

Другие статьи