医疗电源与普通电源的差异

医疗电源与普通电源的差异

一：引言：

随着科学技术的不断进步，越来越多的现代医疗器械得到了飞速发展，特别是直接与人体相接触的电子仪器，除了对仪器本身性能的要求越来越高外之外，对人体安全方面的考虑也越来越备受关注，例如：心脏穿刺监视器、超声波、母婴监护仪、婴儿保温仪、生命监护仪等等一些与人体紧密接触的仪器，也就是说病人使用仪器时不能因为使用仪器而对人体造成有触电或者其他方面的任何危险。

二：医疗电源的选择：

医疗电子，与其他定位于大众市场及在乎成本的消费电子和其它低价产品的应用领域的电子和功率电子不同，医疗电子要遵守的规则多得多。如果设计人员负责系统功率设计，针对系统功率电源部分首先要考虑的问题是：购买还是制造有关的解决方案？

由于医疗电子产量一般相对较低，设计人员必须考虑购买或自制的问题。医疗电子的设计人员很少考虑自己设计离线功率电源。因为这类特殊的设计和测试所需的投资与最终的产量规模不相配；设备制造商会发现产品的产量难于或不可能分摊设计阶段付出的投资。所以，向已经拥有相应的专业设计能力和测试技术的公司直接购买功率电源更合算。

1.价格：

在商业应用设计中，如果质量有保证时，人们很容易在货比三家后直接选中价格最低的电源产品。这个时候，价格最低但“过得去”的产品往往是赢家，而最好的产品却不受欢迎。这对那些很快就被废弃或不需要维修的一次性电子产品倒是没什么不好，但如果设计人员随便选一个这样电源来用到医疗系统中会有何风险呢？医疗电子的价值都很高，需要完成一些关键的任务。假如医疗系统发生故障，其后果绝不只是错过了一场比赛或者搭错了一趟车那么简单。医疗设备的正常运作生死攸关，特别是医疗设备的电源，都必须符合安全、漏电、EMI-RFI 辐射和防护方面的相关规定。这些标准及相关的安全规范构成了一整套严格的规范性要求。用于这类要求严格的应用系统中的电源在绝缘措施上必须符合严格规范，以防止病人和医务人员触电。EMC也是个关键问题，这包括在如何减少电磁辐射和如何防护电磁辐射两个方面。因此，对医用电源的设计而言，首选的必须是产品的质量与可靠性。

常常，设计人员对商用电源与医疗电源混淆不清，而面向大众市场制造各种低价电源的厂家可能将这些商用电源不作改动作为医用电源销售。对此，购买者必须小心，因为贪图便宜而选中这样的电源产品会酿成可怕的后果。所以，设计人员因此需要了解相关的规定和法规。那么，选择医用电源会涉及到哪些问题呢？医疗设备的电源，都必须符合安全、漏电、EMI-RFI 辐射和防护方面的相关规定。其它还有一些问题，如包括是否由获得GMP认证的工厂生产的产品？

2.GMP资格：

美国食品药物管理局(FDA) 要求医疗产品必须由获得GMP资格(即具有良好作业规范) 的工厂生产。这是除传统ISO9000认证外应当要求厂家出示的一套质量认证体系，以证明其质量控制规程符合GMP规范。同样，中国也有医疗电源方面的严格控制，例如必须符合CE、UL 医疗认证等一系列要求。

GMP规范规定厂家必须要有部件质量控制规程，并且有相关的文件记录。选择医疗电源时，可问问厂家有部件质量控制规程吗？有质量数据和测试文件吗？可问问是什么程序，要求出示相关文件。要求厂家出示能够证明其产品质量和可靠性的文件，有信誉的厂家会乐意提供。我们发现许多低价厂家正在使用无商标、无厂家的电源产品或冒牌电源产品，这给最终的医疗电子产品OEM带来许多问题。如果厂家不能拿出有关的认证文件，而他们只是将POS终端的电源改头换面后当医用电源销售，那么，这样的产品只会令用户得不偿失。因此，对一个好的医疗电源的选择，GMP资格可以相应的证明其产品生产与质量控制，但这样的产品就是

好产品了吗？不，我们还必须对产品的性能参数与可靠性进行把握，即产品是否通过了一些国际通用规范。

EN60950是适用于通用电源要满足的国际安全规范。医用电源也需要满足这个规范中的最低基本要求。但医用电源的国际安全规范是更严格的IEC601-1 A2，并按地区不同有三个版本：欧洲的是EN60601-1、美国是UL2601-1及加拿大是CSA22.2 No 601.1。

这些规范涵盖触电防护、防火及机械等方面的技术指标以及爬电距离和电气间隙，以及高压绝缘等试验方面的指标。医疗电源必须采用适当的设计技术，确保在输入异常时仍能稳定工作，并能在某些特殊(如有氧气和/或麻醉气体) 的环境条件下工作。在这些应用中，防火也是个重要问题。

3.漏电流：

漏电流是经保护接地导体流到地的电流。在不接地的情况下，如果有导电通路(如人体) 存在，该电流可从导电部件或非导电部件的表面流到地。安全接地导体中始终都存在外来电流。通常，医用电源的漏电流上限是普通电源的十分之一。

IEC601标准的所有电源漏电流指标远比非医疗用电源严格。其中技术指标就定义了几种不同的也最关键的漏电流，如：对地漏电流(沿接地体流入地) 和外壳漏电流(通过病人从外壳流入地)。IEC601标准中针对如下三种主要类型的设备电源的最大漏电流作了不同定义：B类：不与病人身体接触的设备，如激光治疗仪。

BF类：要与病人身体接触的设备，如超声波、各种监视器(包括EGC设备)，以及手术台。

CF类：要与病人心脏接触的设备，如心脏穿刺监视器。

人们通常会误解以为这些设备类型的漏电流指标不同。事实上，这几类设备的允许漏电流是相同的。北美的指标要求比欧洲EN60601-1规定的允许漏电流更严格些。例如，欧洲允许0.5mA，而美国和加拿大只允许0.3mA。因此，医疗设备设计人员需注意其产品将会销售到哪个地区。而BF 或CF类设备(俗称“接触人体”的设备) 还要求采取额外的绝缘措施，使病人与地、信号端口和电源输出绝缘。这是为了在设备发生意外故障时保护病人，以及使病人身上的漏电流保持在标准规定的限度内。这种绝缘也可通过最终设备的其它部分实现，如有足够绝缘性能的塑料探针或套管。但在需要对病人通电的应用场合，处理方法之一是采用符合IEC601-1 标准的AC/DC 电源对一个或多个隔离DC/DC 转换器供电，即又加第二级绝缘保护。所以必需仔细选择DC/DC转换器，以确保能达到绝缘要求。

由于医疗设备经常都要直接与病人连接，而且会通过皮肤甚至皮下连接形成导电通路，因此漏电流必须尽可能为零，绝缘必须可靠，且不得有潜行电流。

4：安全与隔离：

安全与隔离同样是商用电源与医用电源的一个重大差别，这对接受治疗的病人及使用设备的医务人员的触电等安全保证相关。虽然人的皮肤算是个较好的绝缘体，但一旦有非常小的交流电流施加到心脏上，就可能导致心脏肌肉纤维性颤动和神经肌肉损伤。所以涉及到病人的环境设备，任何可能与病人接触的部分其电流必须严格限制在40-70Hz内。

医疗器械应用所需的保护级别与设备和病人的接近程度相关。对医疗系统供电来说，绝缘和保护指标有三个安全级别。首先，所有离线电源都必须满足EN60950标准中的基本安全要求。此外，要靠近病人的医用电源还要符合IEC601-1标准。而接触病人的设备除了满足以上2个要求外，还需要有额外的隔离屏障来保护。还有在市电中断时，医院的备用发电机要几秒或几分钟后才能供电。因此，许多医用电源和使用这种电源的设备都通过UPS系统接力供电。从而，电源的输入波形可能会改变，不再是理想的正弦波。所以，还需要在电源前端外接一个医用变压器来进一步提高安全级别。所以，直接用到病人身上的设备必须满足所有这些参数的最高绝缘技术指标。

5. EMI-RFI辐射和防护

设备的电磁辐射和电磁辐射防护也是医用电源的一个重要参数标准，涉及到电涌和瞬变电流强度、静电放电(ESD) 电平，以及射频干扰(RFI) 防护能力。对医用电源来说，这些电气指标必须是同等级商用产品的三倍。许多医疗应用都涉及RF治疗仪或无创电子手术器械，因此电源必须能抵御干扰，不受影响。合格的医用电源应符合与EMC相关的许多技术要求相配合的EN60601-1-2标准。不仅如此，医用电源还必须满足IEC61000-4-2 ((静电防护能力，要求达到3kV)、IEC61000-4-3 (射频辐射防护能力，要求达到3V/m)、IEC61000-4-4 EFT (电压瞬变承受能力，要求达到1kV)、IEC61000-4- 5 (市电涌流承受能力，要求达到1kV和2kV)、IEC61000-3-2 (市电线路谐波要求)、IEC61000-3-3 (电力线闪变要求)，以及EN55011 (A 类产品或B产品辐射限制)等要求。为此，符合IEC601-1标准的电源一般都遵守EN55022/11A 类设备规范，而不是更为严格的B类EMC规范。这些设备也可以设计得符合B类EMC规范，但必需额外采取更复杂的滤波和屏蔽措施，使得设备尺寸增大、成本增加。而广州金升阳公司的医疗电源模块则在产品尺寸、成本、性能、安全等方面作了一个很好的平衡作用。

其它还有一些要求，涉及到特定的应用场合：如系统可能要在急救车车上使用，会出现电压冲击，对此，电源至少应符合IEC 68-2-29标准；有些设备是便携设备，可能在直升机上使用，会出现随机性振动，对此，电源应符合MIL-STD-810E标准。

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?

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????????????图2：病人ECG监护电路

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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；

责任编辑：电源网左然

电源芯片选型

①明确输入电压（或范围）和输出电压，根据输入输出的大小关系决定选择降压、升压或升降压芯片。如果是降压，则可以选择线性稳压器、电容式DC-DC（即电荷泵）或降压DC-DC （当然升/降压DC-DC也可以，考虑到性价比没有必要这样选）；如果是升压或者升/降压，则只能选择DC-DC转换器（电容式或者电感式升压DC-DC）！ ②如果是降压，考虑效率，需要计算输入与输出之间的压差。若这个压差很小（远远小于 1 V），则可以考虑选择低压差线性稳压器（LDO）；若这个压差在1 V以上，则可以考虑选择普通线性稳压器或者电感式降压DC-DC。如果对效率没有要求，两种线性稳压器都可以的情况下，追求更低成本则可以选用普通线性稳压器。 ③在线性稳压器和DC-DC稳压器都可以的情况下，若把转换效率放在第一位，则可以选择DC-DC稳压器；若对价格限制得很严格，并且要求较小的纹波和噪声，则可以考虑选用线性稳压器。 ④在使用电池供电时，若要求较长的电池使用时间，需要优先考虑效率，无论是升压、降压、升/降压都可以选用DC-DC转换器。为获得较高的效率，此时需要参照DC-DC转换器芯片手册里边的效率随负载电流变化曲线，要根据负载电流选择合适的DC-DC转换器，确保稳压器达到较高的效率。 ⑤为保证电池供电系统电源负荷变化较大应用的效率，最好选择PFM/PWM自动切换控制式的DC-DC变换器。PWM的特点是噪音低、满负载时效率高且能工作在连续导电模式，PFM具有静态功耗小，在低负荷时可改进稳压器的效率。当系统在重负荷时由PWM控制，在低负荷时自动切换到PFM控制，这样能够兼顾轻重负载的效率。在备有待机模式的系统中，采用PFM/PWM切换控制的DC-DC稳压器能够得到较高效率。这样的电源芯片有TPS62110/62111/62112/62113、MAX1705/1706、NCP1523/1530/1550等。 ⑥不要“大牛拉小车”或“小牛拉大车”。选用电源芯片时为保证电源的使用寿命，需要留有一定的裕量，较合适的工作电流为电源芯片最大输出电流的70%～90%。如果用一个能输出大电流的稳压块来带动一个小电流的负载，虽然说驱动能力没有问题，但是可能会带来两个问题，一方面成本会提高；另一方面选用DC-DC转换器时效率可能会非常低，因为一般的DC-DC在输出电流非常小或者非常大的时候效率都比较低。当使用线性稳压器（特别是

维修电工题库选择(多选)高级

1、在串联电路中，已知30Ω, 254，80μF 。电源电压)30314sin(2202?+?=t u ，求：电路的复功（ ）。 A 、968?∠7 B 、968?∠53 C 、582.5773.1 D 、582.5773.1 2、一三相对称负载，联成Y 形接到三相对称电源上，现测得U 相电流为10A ，则U 相、V 相、W 相的线电流的解析式为( ) (A)。 A 、102ωt B 、102(ω120°) C 、102ωt D 、 =102(ω120°) 下图所示电路的复阻抗为（ ）Ω。 A 、 6－j6 B 、 6＋j10 C 、26?∠45 D 、 26?-∠45 3、由100Ω， 318Ω，串联接在50，220V 电源上，电路的电流是（）。 A 、0.66?∠5.72 A B 、A Z U I ? -∠?∠==??5.723330220 C 、A Z U I ?∠?∠==?? 5.723330220 D 、0.66A 4、在串联电路中，已知6Ω，10Ω 2Ω ，50，电压为120?∠0V ，则电路的电流为（）。 A 、212 A B 、12?-∠53 A C 、)53314sin(212?-=t i A D 、1253°A 5、串联电路发生串联谐振时，下列描述正确的是( )。 A 、 阻抗角等于零

B 、 电压与电流反相 C 、 电路表现为感性 D 、 电路表现为纯电阻性 6、若等效电导22X R R g +=与电纳22X R X b +=并联，则其等效复阻抗为（ ）。 A 、jb g Z -= 1 B 、 C 、jb g Z +=1 D 、 7、三相四线制中，三相不对称负载供电特点有( )。 A 、各相负载所承受的电压为对称的电源相电压，与负载是否对称无关 B 、各线电流等于相应的各负载的相电流 C 、中线电流等于三个负载电流的相量和 D 、中性线的作用：使三相电路能够成为互不影响的独立电路，无论各相负载如何变动都不影响各相电压 8、三相负载对称指的是( A ，D )。 A 、各相阻抗值相等 B 、各相阻抗值差1Ω C 、各相阻抗复角相差120° D 、各相阻抗值复角相等 9、关于对称三相电路的功率计算，以下公式正确的是( )。 A 、 ?cos 3p p I U P = B 、 ?cos 3p p I U P = C 、 ?cos 3l l I U P = D 、 ?cos 3l l I U P = 10、互感电动势的方向与( )有关。 A 、互感磁通的变化趋势 B 、磁场的强弱 C 、线圈的匝数 D 、线圈的绕向 11、如下图所示，如果将两线圈顺接串联，则应将（ ）连接。

医疗电源与普通电源的差异

医疗电源与普通电源的差异 一：引言： 随着科学技术的不断进步，越来越多的现代医疗器械得到了飞速发展，特别是直接与人体相接触的电子仪器，除了对仪器本身性能的要求越来越高外之外，对人体安全方面的考虑也越来越备受关注，例如：心脏穿刺监视器、超声波、母婴监护仪、婴儿保温仪、生命监护仪等等一些与人体紧密接触的仪器，也就是说病人使用仪器时不能因为使用仪器而对人体造成有触电或者其他方面的任何危险。 二：医疗电源的选择： 医疗电子，与其他定位于大众市场及在乎成本的消费电子和其它低价产品的应用领域的电子和功率电子不同，医疗电子要遵守的规则多得多。如果设计人员负责系统功率设计，针对系统功率电源部分首先要考虑的问题是：购买还是制造有关的解决方案？ 由于医疗电子产量一般相对较低，设计人员必须考虑购买或自制的问题。医疗电子的设计人员很少考虑自己设计离线功率电源。因为这类特殊的设计和测试所需的投资与最终的产量规模不相配；设备制造商会发现产品的产量难于或不可能分摊设计阶段付出的投资。所以，向已经拥有相应的专业设计能力和测试技术的公司直接购买功率电源更合算。 1.价格： 在商业应用设计中，如果质量有保证时，人们很容易在货比三家后直接选中价格最低的电源产品。这个时候，价格最低但“过得去”的产品往往是赢家，而最好的产品却不受欢迎。这对那些很快就被废弃或不需要维修的一次性电子产品倒是没什么不好，但如果设计人员随便选一个这样电源来用到医疗系统中会有何风险呢？医疗电子的价值都很高，需要完成一些关键的任务。假如医疗系统发生故障，其后果绝不只是错过了一场比赛或者搭错了一趟车那么简单。医疗设备的正常运作生死攸关，特别是医疗设备的电源，都必须符合安全、漏电、EMI-RFI 辐射和防护方面的相关规定。这些标准及相关的安全规范构成了一整套严格的规范性要求。用于这类要求严格的应用系统中的电源在绝缘措施上必须符合严格规范，以防止病人和医务人员触电。EMC也是个关键问题，这包括在如何减少电磁辐射和如何防护电磁辐射两个方面。因此，对医用电源的设计而言，首选的必须是产品的质量与可靠性。 常常，设计人员对商用电源与医疗电源混淆不清，而面向大众市场制造各种低价电源的厂家可能将这些商用电源不作改动作为医用电源销售。对此，购买者必须小心，因为贪图便宜而选中这样的电源产品会酿成可怕的后果。所以，设计人员因此需要了解相关的规定和法规。那么，选择医用电源会涉及到哪些问题呢？医疗设备的电源，都必须符合安全、漏电、EMI-RFI 辐射和防护方面的相关规定。其它还有一些问题，如包括是否由获得GMP认证的工厂生产的产品？ 2.GMP资格： 美国食品药物管理局(FDA) 要求医疗产品必须由获得GMP资格(即具有良好作业规范) 的工厂生产。这是除传统ISO9000认证外应当要求厂家出示的一套质量认证体系，以证明其质量控制规程符合GMP规范。同样，中国也有医疗电源方面的严格控制，例如必须符合CE、UL 医疗认证等一系列要求。 GMP规范规定厂家必须要有部件质量控制规程，并且有相关的文件记录。选择医疗电源时，可问问厂家有部件质量控制规程吗？有质量数据和测试文件吗？可问问是什么程序，要求出示相关文件。要求厂家出示能够证明其产品质量和可靠性的文件，有信誉的厂家会乐意提供。我们发现许多低价厂家正在使用无商标、无厂家的电源产品或冒牌电源产品，这给最终的医疗电子产品OEM带来许多问题。如果厂家不能拿出有关的认证文件，而他们只是将POS终端的电源改头换面后当医用电源销售，那么，这样的产品只会令用户得不偿失。因此，对一个好的医疗电源的选择，GMP资格可以相应的证明其产品生产与质量控制，但这样的产品就是

电源设计中的电容选用规则

电源设计中的电容选用规则 电源往往是我们在电路设计过程中最容易忽略的环节。作为一款优秀的设计，电源设计应当是很重要的，它很大程度影响了整个系统的性能和成本。电源设计中的电容使用，往往又是电源设计中最容易被忽略的地方。 一、电源设计中电容的工作原理 在电源设计应用中，电容主要用于滤波（filter）和退耦/旁路（decoupling/bypass）。滤波是将信号中特定波段频率滤除的操作，是抑制和防止干扰的一项重要措施。根据观察某一随机过程的结果，对另一与之有关的随机过程进行估计的概率理论与方法。滤波一词起源于通信理论，它是从含有干扰的接收信号中提取有用信号的一种技术。“接收信号”相当于被观测的随机过程，“有用信号”相当于被估计的随机过程。 滤波主要指滤除外来噪声，而退耦/旁路（一种，以旁路的形式达到退耦效果，以后用“退耦”代替）是减小局部电路对外的噪声干扰。很多人容易把两者搞混。下面我们看一个电路结构： 图中电源为A和B供电。电流经C1后再经过一段PCB走线分开两路分别供给A和B。当A 在某一瞬间需要一个很大的电流时，如果没有C2和C3，那么会因为线路电感的原因A端的电压会变低，而B端电压同样受A端电压影响而降低，于是局部电路A的电流变化引起了局部电路B 的电源电压，从而对B电路的信号产生影响。同样，B的电流变化也会对A形成干扰。这就是“共路耦合干扰”。 增加了C2后，局部电路再需要一个瞬间的大电流的时候，电容C2可以为A暂时提供电流，即使共路部分电感存在，A端电压不会下降太多。对B的影响也会减小很多。于是通过电流旁路起到了退耦的作用。 一般滤波主要使用大容量电容，对速度要求不是很快，但对电容值要求较大。如果图中的局部电路A是指一个芯片的话，而且电容尽可能靠近芯片的电源引脚。而如果“局部电路A”是指一个功能模块的话，可以使用瓷片电容，如果容量不够也可以使用钽电容或铝电解电容（前提是功能模块中各芯片都有了退耦电容—瓷片电容）。 滤波电容的容量往往都可以从电源芯片的数据手册里找到计算公式。如果滤波电路同时使用电解电容、钽电容和瓷片电容的话，把电解电容放的离开关电源最近，这样能保护钽电容。瓷片电容放在钽电容后面。这样可以获得最好的滤波效果。

医疗电源的选择与应用

医疗电源的选择与应用 医疗电源的选择与应用 凰时间：2009-07-06 3057次阅读【网友评论0条我要评论】收藏 一：引言： 当今社会，随着科学技术的不断进步，越来越多的现代医疗器械得到了飞速发展，特别是直接与人体相接触的电子仪器，除了对仪器本身性能的要求越来越高外之外，对人体安全方面的考虑也越来越备受关注，例如：心脏穿刺监视器、超声波、母婴监护仪、婴儿保温仪、生命监护仪等等一些与人体紧密接触的仪器，也就是说病人使用仪器时不能因为使用仪器而对人体造成有触电或者其他方面的任何危险。 二：医疗电源的选择： 医疗电子，与其他定位于大众市场及在乎成本的消费电子和其它低价产品的应用领域的电子和功率电子不同，医疗电子要遵守的规则多得多。如果设计人员负责系统功率设计，针对系统功率电源部分首先要考虑的问题是：购买还是制造有关的解决方案？ 由于医疗电子产量一般相对较低，设计人员必须考虑购买或自制的问题。医疗电子的设计人员很少考虑自己设计离线功率电源。因为这类特殊的设计和测试所需的投资与最终的产量规模不相配；设备制造商会发现产品的产量难于或不可能分摊设计阶段付出的投资。所以，向已经拥有相应的专业设计能力和测试技术的公司直接购买功率电源更合算。 1?价格： 在商业应用设计中，如果质量有保证时，人们很容易在货比三家后直接选中价格最低的电源产品。这个时候，价格最低但“过得去”的产品往往是赢家，而最好的产品却不受欢迎。这对那些很快就被废弃或不需要维修的一次性电子产品倒是没什么不好，但如果设计人员随便选一个这样电源来用到医疗系统中会有何风险呢？医疗电子的价值都很

高，需要完成一些关键的任务。假如医疗系统发生故障，其后果绝不只是错过了一场比赛或者搭错了一趟车那么简单。医疗设备的正常运作生死攸关，特别是医疗设备的电源，都必须符合安全、漏电、EMI-RFI辐射和防护方面的相关规定。这些标准及相关的安全规范构成了一整套严格的规范性要求。用于这类要求严格的应用系统中的电源在绝缘措施上必须符合严格规范，以防止病人和医务人员触电。EMC也是个关键问题，这包括在如何减少电磁辐射和如何防护电磁辐射两个方面。因此，对医用电源的设计而言，首选的必须是产品的质量与可靠性。 常常，设计人员对商用电源与医疗电源混淆不清，而面向大众市场制造各种低价电源的厂家可能将这些商用电源不作改动作为医用电源销售。对此，购买者必须小心，因为贪图便宜而选中这样的电源产品会酿成可怕的后果。所以，设

电源滤波器设计与使用原则分析

电源滤波器设计与使用原则分析 中心议题： ?城市轨道交通控制系统和电源系统需要加装滤波器 ?介绍电源滤波器的基本概念、参数选取以及安装原则等几个方面 ?分析电源滤波器得出相关结论 解决方案： ?安装无源EMI滤波器，减少干扰和衰减 ?采用横截面积较大的磁芯绕制成多匝线圈，得到共模电感，减小差模电感 ?串联电感和并联的滤波电容不能选择太大 ?正确安装滤波器，获得预期的衰减特性 引言 为了符合国际电磁兼容标准的要求，使用高频开关器件的电源电子电路必须安装合适的电磁干扰滤波器(以下简称EMI滤波器)，以阻止频率范围为150kHz～30MHz的传导干扰侵入电源网络。由于城市轨道交通的特殊性，其共模和差模干扰很容易引起车载设备传导和辐射干扰升高，使其无法达到电磁兼容标准的要求。为此，必须在导线和电子设备之间的供电部分安装一个合适的无源EMI滤波器，将干扰衰减到所要求的程度。 常用设计滤波器的公式和图表是在其源阻抗和负载阻抗匹配情况下得出的。而EMI滤波器存在阻抗失配问题，因此在这种滤波器的实际设计中通常采用试探法。但采用试探法时，由于高频时寄生参数起主导作用以及对噪声源的内阻抗不了解，使得选择正确的设计参数值变得非常困难。对于共模干扰尤其如此，因为其大小在很大程度上就取决于电路的布置和电路的寄生参数。 本文结合研究和设计电源滤波器的实践，在简化电源滤波器设计过程的同时，仍能满足实际应用场合的需要。 电源滤波器中共模扼流圈内磁通的分析 电源滤波器中共模扼流圈的作用，一般采用以下论述：“共模扼流圈管芯两侧的磁场相互抵消，因此不存在磁通使管芯饱和”。尽管这种论述对共模扼流圈作用的直觉叙述具体化了，但实质并非如此。因为根据电磁场理论中的麦克斯韦方程，可以得到以下结果： 假设电流密度J产生磁场H，则附近的另一个电流不会抵消或阻止磁场或由此而产生的电场； 同样一个相邻的电流可以导致磁场路径的改变； 在环形共模电感的特殊场合中，每条引线中的差模电流密度可假定是相等的，且方向相反。由此而产生的磁场必定在环形磁芯周边上的总和为零，而在其外部的总和则不为零。

运放关键参数及选型原则

运放参数解释及常用运放选型 集成运放的参数较多，其中主要参数分为直流指标和交流指标，外加所有芯片都有极限参数。本文以NE5532为例，分别对各指标作简单解释。下面内容除了图片从NE5532数据手册上截取，其它内容都整理自网络。 极限参数 主要用于确定运放电源供电的设计（提供多少V电压、最大电流不能超过多少），NE5532的极限参数如下： 直流指标 运放主要直流指标有输入失调电压、输入失调电压的温度漂移（简称输入失调电压温漂）、输入偏置电流、输入失调电流、输入偏置电流的温度漂移（简称输入失调电流温漂）、差模开环直流电压增益、共模抑制比、电源电压抑制比、输出峰-峰值电压、最大共模输入电压、最大差模输入电压。NE5532的直流指标如下：

输入失调电压Vos 输入失调电压定义为集成运放输出端电压为零时，两个输入端之间所加的补偿电压。输入失调电压实际上反映了运放内部的电路对称性，对称性越好，输入失调电压越小。输入失调电压是运放的一个十分重要的指标，特别是精密运放或是用于直流放大时。输入失调电压与制造工艺有一定关系，其中双极型工艺（即上述的标准硅工艺）的输入失调电压在±1~10mV 之间；采用场效应管做输入级的，输入失调电压会更大一些。对于精密运放，输入失调电压一般在1mV以下。输入失调电压越小，直流放大时中间零点偏移越小，越容易处理。所以对于精密运放是一个极为重要的指标。 输入失调电压的温度漂移（简称输入失调电压温漂）ΔVos/ΔT 输入失调电压的温度漂移定义为在给定的温度范围内，输入失调电压的变化与温度变化的比值。这个参数实际是输入失调电压的补充，便于计算在给定的工作范围内，放大电路由于温度变化造成的漂移大小。一般运放的输入失调电压温漂在±10~20μV/℃之间，精密运放的输入失调电压温漂小于±1μV/℃。 输入偏置电流Ios 输入偏置电流定义为当运放的输出直流电压为零时，其两输入端的偏置电流平均值。输入偏置电流对进行高阻信号放大、积分电路等对输入阻抗有要求的地方有较大的影响。 Input bias current（偏置电流）是运放输入端的固有特性，是使输出电压为零（或规定值）时，流入两输入端电流的平均值。偏置电流bias current就是第一级放大器输入晶体管的基极直流电流。这个电流保证放大器工作在线性范围, 为放大器提供直流工作点。 输入偏置电流与制造工艺有一定关系，其中双极型工艺（即上述的标准硅工艺）的输入偏置电流在±10nA~1μA之间；采用场效应管做输入级的，输入偏置电流一般低于1nA。

浅谈医疗IT隔离电源供电系统

浅谈医疗IT隔离电源供电系统 随着电子医疗设备在医院的广泛应用，电流对病人构成的潜在威胁也远远大于以前，尤其是病人在手术中或麻醉状态下，各种电极、传感器直接插入病人体内，如有极其微弱的泄电流直接流过病人的心脏，就会导致病人触电身亡，在医学上称为微点击。 目前，我国大多数医院配电系统的接地形式采用TN系统。该系统接地妨碍多为金属性短路。因妨碍电流较大，使断路器等过电流掩护装置动作，造成停电。显然TN系统不能满足医院中一些重要场所对不间断供电的实用要求。故医院2类场所：如急诊抢救室，中心手术部的所有手术室；所有CU病房（包括ICU,CCU,NICU,PICU,SICU等）；心脏导管介入室和精力管造影室等，应当采用IT隔离电源供电。 １什么是IT隔离电源系统 I表示电源侧没有工作接地，或经过高阻抗接地; T表示负载侧电气设备进行接地保护。IT系统在供电距离不是很长时，供电的可靠性高、安全性好。一般用于不允许停电的场所，或者是要求严格地连续供电的地方，医院的手术室、急救室和ICU室等二类场所必须采用IT系统。运用IT方式供电系统，即电源中性点不接地，一旦设备漏电，单相对地漏电电流很小，不会破坏电源电压的平衡，所以比电源中性点接地的系统安全、可靠。 医用隔离电源，简单说就是隔离变压器和绝缘监视仪以及报警终端（还包括互感器和报警终端电源）三个放在一起。供电原理很简单，说白了就是利用隔离变压器把TN供电变成不接地的IT供电，实际上一个隔离变压器就能实现应用的功能，但考虑到系统的长期稳定性，才会放上绝缘监测仪进行在线的实时检测整体的绝缘水平。 2 IT隔离电源基本组成 医用IT隔离电源一般由绝缘监测仪、报警与显示装置、隔离变压器以及变压器负载组成。 3 手术室里哪些电器需要隔离电源供电 手术室里很多重要设备应使用隔离电源供电，比如：麻醉设备、病人监护设备、呼吸器、透析设备、注射泵、输液泵、脉压机、心力记录器、心肺机、恒温培养箱、高频外科设备、心率电子脉冲调节器等。 4 为什么要用隔离电源供电 在医院的特殊环境里，漏电流对病人构成了潜在的危险，因此对电气安全设计也提出了特殊的要求。尤其是那些生命攸关的场所，如外科手术室、重症监护室、心脏手术室等地均需安装医用IT隔离电源，其目的就是为了保证对该场所内的医疗电器提供一个安全可靠的电源，以确保病人的安全。 在导电体触及到心脏(例如，打开心脏的手术或埋置心脏起搏器)时，在普通安全接地的导体之间流过的细微电流会造成微电击和死亡的可能。隔离变压器就象一个门一样，将医疗地区的非保护区域和保护区域的电气线路隔开，保护区域内所有带电导体是与地隔离的，防止线路绝缘层上危险电流造成微电击。绝缘监视仪必须与隔离变压器配合使用，用来连续监

低压电器选用原则

低压电器选用原则 1、热继电器的选择 首先，热继电器的脱扣值不动作电流为1.05In,动作电流为1.2In,是根据电机的过载特性设计的，所以选热继器时，热继电器的电流调节范围可以满足电动机的额定电流就可以了。 第二，要根据电动机是轻载启动还是重载启动来选热继的脱扣等级，一般分10A 10 20 30几个等级，分别对应7.2In下热继的脱扣时间（环境温度20度的条件下从冷态开始：10A 脱扣时间为2-10S；10 脱扣时间为4-10S；20 脱扣时间为6-20S；30 脱扣时间为9-30S。）。比如水泵类负载，为轻载启动用10A级。风机类负载为重载启动，用20等级的。 2、塑料外壳式断路器 2.1断路器一般选用原则 （1）断路器的额定工作电压≥线路额定电压。 （2）断路器的额定电流≥线路负载电流。 （3）断路器的额定短路通断能力≥线路中可能出现的最大短路电流(按有效值计算)。 （4）线路末端单相对地短路电流≥1.25倍断路器瞬时脱扣器整定电流。 （5）断路器的欠电压脱扣器额定电压＝线路额定电压。 （6）断路器分励脱扣器额定电压＝控制电源电压。 （7）电动传动机的额定工作电压＝控制电源电压。 （8）校核断路器允许的接线方向，有些型号断路器只允许上进线，有些型号允许上进线或下进线。 2.2配电用断路器的选用原则 （1）断路器长延时动作电流整定值≤导线容许载流量；对于采用电线电缆的情况，可取电线电缆容许载流量的80％。 （2）3倍长延时动作电流整定值的可返回时间≥线路中最大起动电流的电动机的起动时间。 （3）瞬时电流整定值≥1.1X（Ijx+k1kIedm） Ijx————线路计算负载电流； k1————电动机起动电流的冲击系数，一般取k1=1.7-2； k————电动机起动电流倍数； Iedm————最大一台电动机的额定电流 2.3电动机保护断路器的选用原则 （1）长延时电流整定值＝电动机额定电流 （2）瞬时整定电流： 对于保护笼型电动机的断路器，瞬时整定电流＝(8-15)倍电动机额定电流； 对于保护绕线转子电动机的断路器，瞬时整定电流＝(3-6)倍电动机额定电流。 （3）6倍长延时电流整定值的可返回时间≥电动机实际起动时间，按起动时负载的轻重，可选用的可返回时间为1S、3S、5S、8S、12S、15S中某一档。 3、断路器与熔断器的配合原则 （1）如果在安装点的预期短路电流小于断路器的额定分断能力，可采用熔断器作后备保护，因熔断器的额定短路分析能力较强。后备熔断器的特性与断路器的特性相交。线路短路时，熔断器的分断时间比断路器短，可确保断路器的安全。特性上的交接点，可选择在断路器的额定短路的分断能力的80％处。 （2）熔断器应装在断路器的电源侧，以保证使用安全。

医疗电源的选择标准

医疗电源的选择标准 随着科学技术的发展，现在医疗电子设备的种类、数量和功能也越来越多、越来越完善，而这些设备都离不开电源，因此电源的性能对产品的性能起到关键性的作用，在这些电源中分为AC/DC级电源和DC/DC级电源，其中对AC/DC级电源的选用要求很高，本文就以AC/DC级电源的选购谈一下我个人的观点，仅供使用人员参考。 由于医疗设备使用的对象是人，因此对设备的要求很高，医疗设备的正常运行与否关系到病人、医生的健康乃至生命，而电源的可靠性对设备的正常运行起到关键性的作用，因此在一些国际标准中将医疗电源和工业和科学实验类电源同时归为ISM设备，但是鉴于医疗设备 对安全的要求相当严格，医疗电源设计有其特殊的规范，对要求更为苛刻的生命支持类设备更是如此。总的来说，对医疗级AC/DC级电源有如下要求： 一：安全性 对于安全性来讲主要体现在：①在设计上要求有足够的安全距离，一般地来说，输入和输出之间的距离达到8mm以上。②输入和输出之间耐压要承受4000VAC。③输入对输出的漏电流要求很小，一般情况下，对单一故障情况下要求漏电流要小于200uA以下。④接地连续性（对于CLASSⅠ类设备有此要求）。这个对医疗设备也很重要，接地电阻大，导致不同电源供电的设备地电位有电位差,对重病

患者可能会有危害，所以接地连续性也必须经过严格测试，IEC要求为PE对壳体任何可触碰金属处电阻小于0.1 Ohm。 二：可靠性 由于医疗设备使用的对象是人，因此对医疗设备的可靠性要求更高。医疗设备的正常运行与否对于病人、医生来说是生死攸关的大事,而电源是电子设备的心脏，它的可靠性对设备的可靠性起到重要的作用，这也意味着对电源的可靠性要求更高。 三：环保要求 要满足ROHS要求。医疗设备属于ROHS豁免产品，所以电源产品也需满足ROHS要求。 四：要满足电磁辐射的要求 EMI传导和辐射满足EN55011，限值和EN55022 ITE设备相同，但是只有MDD（医疗器械指令）认可的测试机构出的EMI 报告才是有效的。通常要求设计时有6dB裕量，以便批量生产时满足要求，同时医疗系统测试时容易通过。 五：具有抗干扰的能力 这点很重要，要满足防电磁辐射的要求。合格的医用电源应符合E N60601-1-2，该标准必须与许多与EMC相关的技术要求配合。特别要指出的是医用电源、医疗AC-DC电源必须满足IEC61000-4-2 ((静电防护能力，要求达到3kV)、IEC61000-4-3 (射频辐射防护能力，要求达到3V/m)、IEC61000-4-4 EFT (电压瞬变承受能力，要求达到1kV)、IEC61000-4- 5 (市电涌流承受能力，要求达到1

医疗电源的要求

】 一：引言： 当今社会，随着科学技术的不断进步，越来越多的现代医疗器械得到了飞速发展，特别是直接与人体相接触的电子仪器，除了对仪器本身性能的要求越来越高外之外，对人体安全方面的考虑也越来越备受关注，例如：心脏穿刺监视器、超声波、母婴监护仪、婴儿保温仪、生命监护仪等等一些与人体紧密接触的仪器，也就是说病人使用仪器时不能因为使用仪器而对人体造成有触电或者其他方面的任何危险。 二：医疗电源的选择： 医疗电子，与其他定位于大众市场及在乎成本的消费电子和其它低价产品的应用领域的电子和功率电子不同，医疗电子要遵守的规则多得多。如果设计人员负责系统功率设计，针对系统功率电源部分首先要考虑的问题是：购买还是制造有关的解决方案？ 由于医疗电子产量一般相对较低，设计人员必须考虑购买或自制的问题。医疗电子的设计人员很少考虑自己设计离线功率电源。因为这类特殊的设计和测试所需的投资与最终的产量规模不相配；设备制造商会发现产品的产量难于或不可能分摊设计阶段付出的投资。所以，向已经拥有相应的专业设计能力和测试技术的公司直接购买功率电源更合算。 1.价格： 在商业应用设计中，如果质量有保证时，人们很容易在货比三家后直接选中价格最低的电源产品。这个时候，价格最低但“过得去”的产品往往是赢家，而最好的产品却不受欢迎。这对那些很快就被废弃或不需要维修的一次性电子产品倒是没什么不好，但如果设计人员随便选一个这样电源来用到医疗系统中会有何风险呢？医疗电子的价值都很高，需要完成一些关键的任务。假如医疗系统发生故障，其后果绝不只是错过了一场比赛或者搭错了一趟车那么简单。医疗设备的正常运作生死攸关，特别是医疗设备的电源，都必须符合安全、漏电、EMI-RFI辐射和防护方面的相关规定。这些标准及相关的安全规范构成了一整套严格的规范性要求。用于这类要求严格的应用系统中的电源在绝缘措施上必须符合严格规范，以防止病人和医务人员触电。EMC也是个关键问题，这包括在如何减少电磁辐射和如何防护电磁辐射两个方面。因此，对医用电源的设计而言，首选的必须是产品的质量与可靠性。 常常，设计人员对商用电源与医疗电源混淆不清，而面向大众市场制造各种低价电源的厂家可能将这些商用电源不作改动作为医用电源销售。对此，购买者必须小心，因为贪图便宜而选中这样的电源产品会酿成可怕的后果。所以，设计人员因此需要了解相关的规定和法规。那么，选择医用电源会涉及到哪些问题呢？医疗设备的电源，都必须符合安全、漏电、EMI-RFI辐射和防护方面的相关规定。其它还有一些问题，如包括是否由获得GMP认证的工厂生产的产品？ 2.GMP资格： 美国食品药物管理局(FDA) 要求医疗产品必须由获得GMP资格(即具有良好作业规范) 的工厂生产。这是除传统ISO9000认证外应当要求厂家出示的一套质量认证体系，以证明其质量控制规程符合GMP规范。同样，中国也有医疗电源方面的严格控制，例如必须符合CE、UL医疗认证等一系列要求。

上拉电阻的作用及阻值的选择原则(优选.)

TTL电平标准： 输出 L： <0.8V ； H：>2.4V。 输入 L： <1.2V ； H：>2.0V。 CMOS电平标准： 输出 L： <0.1*Vcc ； H：>0.9*Vcc。 输入 L： <0.3*Vcc ； H：>0.7*Vcc。 一、上拉电阻的作用： 1、当TTL电路驱动COMS电路时，如果TTL电路输出的高电平低于COMS电路的最低高电平（一般为3.5V，VCC=5V时），这时就需要在TTL的输出端接上拉电阻，以提高输出高电平的值。 2、OC门电路必须加上拉电阻，才能使用。 3、为加大输出引脚的驱动能力，有的单片机管脚上也常使用上拉电阻。 4、在COMS芯片上，为了防止静电造成损坏，不用的管脚不能悬空，一般接上拉电阻产生降低输入阻抗，提供泄荷通路。 5、芯片的管脚加上拉电阻来提高输出电平，从而提高芯片输入信号的噪声容限增强抗干扰能力。 6、提高总线的抗电磁干扰能力。管脚悬空就比较容易接受外界的电磁干扰。 7、长线传输中电阻不匹配容易引起反射波干扰，加上下拉电阻是电阻匹配，有效的抑制反射波干扰。 二、上拉电阻阻值的选择原则: 1、从节约功耗及芯片的拉电流（sink）能力考虑应当足够大；电阻大，电流小。 2、从确保足够的驱动电流（灌电流source）考虑应当足够小；电阻小，电流大。 3、对于高速电路，过大的上拉电阻可能边沿变平缓。 综合考虑以上三点,通常在1k到10k之间选取。对下拉电阻也有类似道理。 对上拉电阻和下拉电阻的选择应结合开关管特性和下级电路的输入特性进 行设定，主要需要考虑以下几个因素： 1．驱动能力与功耗的平衡。 以上拉电阻为例，一般地说，上拉电阻越小，驱动能力越强，但功耗越大，设计是应注意两者之间的均衡。 2．下级电路的驱动需求。 同样以上拉电阻为例，当输出高电平时，开关管断开，上拉电阻应适当选择以能够向下级电路提供足够的电流。【电阻不能太大，要喂饱下级】 3．高低电平的设定。 不同电路的高低电平的门槛电平会有不同，电阻应适当设定以确保能输出正确的电平。以上拉电阻为例，当输出低电平时，开关管导通，上拉电阻和开关管导通电阻分压值应确保在零电平门槛之下。【电阻不能太小，不能喂撑前级】

医疗电源的选择和应用

医疗电源的选择与应用 时间：2009-07-06 3057次阅读【网友评论0条我要评论】收藏 一：引言： 当今社会，随着科学技术的不断进步，越来越多的现代医疗器械得到了飞速发展，特别是直接与人体相接触的电子仪器，除了对仪器本身性能的要求越来越高外之外，对人体安全方面的考虑也越来越备受关注，例如：心脏穿刺监视器、超声波、母婴监护仪、婴儿保温仪、生命监护仪等等一些与人体紧密接触的仪器，也就是说病人使用仪器时不能因为使用仪器而对人体造成有触电或者其他方面的任何危险。 二：医疗电源的选择： 医疗电子，与其他定位于大众市场及在乎成本的消费电子和其它低价产品的应用领域的电子和功率电子不同，医疗电子要遵守的规则多得多。如果设计人员负责系统功率设计，针对系统功率电源部分首先要考虑的问题是：购买还是制造有关的解决方案？ 由于医疗电子产量一般相对较低，设计人员必须考虑购买或自制的问题。医疗电子的设计人员很少考虑自己设计离线功率电源。因为这类特殊的设计和测试所需的投资与最终的产量规模不相配；设备制造商会发现产品的产量难于或不可能分摊设计阶段付出的投资。所以，向已经拥有相应的专业设计能力和测试技术的公司直接购买功率电源更合算。 1.价格： 在商业应用设计中，如果质量有保证时，人们很容易在货比三家后直接选中价格最低的电源产品。这个时候，价格最低但“过得去”的产品往往是赢家，而最好的产品却不受欢迎。这对那些很快就被废弃或不需要维修的一次性电子产品倒是没什么不好，但如果设计人员随便选一个这样电源来用到医疗系统中会有何风险呢？医疗电子的价值都很高，需要完成一些关键的任务。假如医疗系统发生故障，其后果绝不只是错过了一场比赛或者搭错了一趟车那么简单。医疗设备的正常运作生死攸关，特别是医疗设备的电源，都必须符合安全、漏电、EMI-RFI辐射和防护方面的相关规定。这些标准及相关的安全规范构成了一整套严格的规范性要求。用于这类要求严格的应用系统中的电源在绝缘措施上必须符合严格规范，以防止病人和医务人员触电。EMC也是个关键问题，这包括在如何减少电磁辐射和如何防护电磁辐射两个方面。因此，对医用电源的设计而言，首选的必须是产品的质量与可靠性。 常常，设计人员对商用电源与医疗电源混淆不清，而面向大众市场制造各种低价电源的厂家可能将这些商用电源不作改动作为医用电源销售。对此，购买者必须小心，因为贪图便宜而选中这样的电源产品会酿成可怕的后果。所以，设计人员因此需要了解相关的规定和法规。那么，选择医用电源会涉及到哪些问题呢？医

几种ESD器件的特性及选型原则

ESD器件 ESD器件概述 ESD保护元件的作用是转移来自敏感元件的ESD应力，使电流流过保护元件而非敏感元件，同时维持敏感元件上的低电压；ESD保护元件还应具有低泄漏和低电容特性，不会降低电路功能；不会对高速信号造成损害，在多重应力作用下保护元件的功能不会下降。 瞬态电压抑制器(TVS)、压敏电阻和聚合物是近几年发展起来的几种专用ESD保护元件。其中前两种元件均采用电压钳位的方式进行保护，采用带导电粒子的聚合物则是采用消弧(crowbar)保护策略。压敏电阻和聚合物支持双向保护，但TVS可支持单向或双向保护。传统的压敏电阻虽然在成本上具有一定优势，但它存在的一个最大问题是体积太大，无法满足手持设备的封装要求。事实上，与压敏电阻相比，基于硅材料的TVS和聚合物材料ESD具有更好的钳制性能、更低的泄漏和更长的使用寿命。 高分子聚合物和TVS在多重应力下仍然可保持强大的性能，而压敏电阻则会随着使用次数的增多性能下降。TVS技术利用的是半导体的钳位原理，在经受瞬时高压时，会立即将能量释放出去，而压敏电阻采用的是物理吸收原理，因此每经过一次ESD事件，材料就会受到一定的物理损伤，形成无法恢复的漏电通道。“TVS技术的原理就好像传统的打太极，可以轻松释放掉能量而不是直接与之对抗”。这样做的好处是器件不会受到损害，基本上没有寿命限制。 从现场展示的TVS与压敏电阻的钳制电压曲线来看，TVS器件可以在极短时间内将输入的大电压钳制到5至6伏的水平，而压敏电阻的曲线则下降得非常缓慢，并且无法达到TVS 器件的效果。这表明TVS器件在响应时间和钳制性能方面均优于压敏电阻。 几种ESD器件的比较 1、普通二极管，只能起到箝制电压的作用，不能响应高达几百兆频率的ESD脉冲。 2、压敏电阻/热敏电阻/PTC，压敏电阻抗一次ESD脉冲后特性就会改变，而ESD 保护器件抗几万次也不会改变特性。 3、压敏电阻能承受更大的浪涌电流，而且其体积越大所能承受的浪涌电流越大，最大可达几十kA到上百kA；但压敏电阻的非线性特性较差，大电流时限制电压较高，低电压时漏电流较大。 4、TVS管的非线性特性和稳压管一样，击穿前漏电流很小，击穿后是标准的稳压特性，比起压敏电阻来TVS管最大箝位电压偏离击穿电压较小，优于压敏电阻，但通流能力比压敏电阻较小。 5、从反应速度来看，TVS管的反应速度很快，为ps级，而压敏电阻反应速度较慢，为ns级。另外，两者的电容都较大（TVS管也有低电容产品）。 6、TVS管的可靠性高，不易劣化，使用寿命长。而压敏电阻的可靠性较差，易老化，使用寿命较短

DC_DC模块电源的选择与应用

DC/DC 模块电源以其体积小巧、性能卓异、使用方便的显著特点，在通信、网络、工控、铁路、军事等领域日益得到广泛的应用。很多系统设计人员已经意识到：正确合理地选用DC/DC 模块电源，可以省却电源设计、调试方面的麻烦，将主要精力集中在自己专业的领域，这样不仅可以提高整体系统的可靠性和设计水平，而且更重要的是缩短了整个产品的研发周期，为在激烈的市场竞争中领先致胜赢得了宝贵商机。那么，怎样正确合理地选用DC/DC 模块电源呢，笔者将从DC/DC 模块电源开发设计的角度，结合近年来爱浦公司模块电源推广使用过程中得到的用户信息反馈，谈一谈这方面的问题，以供广大系统设计人员参考。 DC/DC 模块电源的选择 选择使用DC/DC 模块电源除了最基本的电压转换功能外，还有以下几个方面需要考虑： 1． 额定功率 一般建议实际使用功率是模块电源额定功率的30～80%为宜（具体比例大小还与其他因素有关，后面将会提到。），这个功率范围内模块电源各方面性能发挥都比较充分而且稳定可靠。负载太轻造成资源浪费，太重则对温升、可靠性等不利。所有模块电源均有一定的过载能力，例如爱浦公司产品可达 120～150%，但是仍不建议长时间工作在过载条件下，毕竟这是一种短时应急之计。 2．封装形式 模块电源的封装形式多种多样，符合国际标准的也有，非标准的也有，就同一公司产品而言，相同功率产品有不同封装，相同封装有不同功率，那么怎么选择封装形式呢？主要有三个方面：① 一定功率条件下体积要尽量小，这样才能给系统其他部分更多空间更多功能；② 尽量选择符合国际标准封装的产品，因为兼容性较好，不局限于一两个供货厂家；③ 应具有可扩展性，便于系统扩容和升级。选择一种封装，系统由于功能升级对电源功率的要求提高,电源模块封装依然不变,系统线路板设计可以不必改动,从而大大简化了产品升级更新换代，节约时间。以爱浦公司大功率模块电源产品为例：全部符合国际标准，为业界广泛采用的半砖、全砖封装，与VICOR、 LAMBDA 等著名品牌完全兼容，并且半砖产品功率范围覆盖50～200W，全砖产品覆盖100～300W。 附表： 爱浦公司模块电源封装尺寸与兼容性 封 装尺寸 指标 2"×1"×0.4"2"×1.6"×0.4"2"×2"0.5" 2.4"×2.28"×0.5" (半砖) 4.6"×2.4"×0.5"(全砖) 兼容性 符合国际标准符合国际标准 符合国际标准 符合国际标准 符合国际标准 功率范围 5～20W 12～20W 25～30W 50～200W 100～300W 输出路数 单、双路 单、双路 单、双、三路单路 单路 3．温度范围与降额使用 一般厂家的模块电源都有几个温度范围产品可供选用：商品级、工业级、军用级等，在选择模块电源时一定要考虑实际需要的工作温度范围，因为温度等级不同材料和制造工艺不同价格就相差很大，选择不当还会影响使用，因此不得不慎重考虑。可以有两种选择方法：

最佳电源模块选择标准

最佳电源模块选择标准 目前，许多电信、数据通信、电子数据处理，特别是无线网络系统采用分布式电源架构供电。这些复杂的系统要求电源管理解决方案能够监控电源，直至每个精确的参数。为达到这种性能水平，大部分设计采用FPGA、微处理器、微控制器或存储块。 这种设计的复杂性加大了无线网络及有线系统应用工程师的负担。他们的选择只能是：要么大量投资提高内部电源管理技术水平，要么依靠外部设计公司的专业技术。 最近，出现了第三种选择：负载点DC/DC电源模块。这种模块整合了大部分或全部即插即用解决方案所需的组件，最多可取代40种不同组件。这种集成有助于简化并加快设计速度，同时减小电源管理系统的尺寸规格。 实现这些模块所需性能，同时控制在预算和空间要求范围内，关键是切实掌握现有不同技术。 如图1所示，大部分传统通用非隔离式DC/DC电源模块仍采用单列直插封装。这些开放式框架解决方案在减小设计复杂性方面取得了一定进步，但也只是在印刷电路板上采用标准封装部件。它们一般为低功率设计(约300kHz)，功率密度并不突出。因此，受其尺寸的影响，很难成为许多空间受限应用的选择。下一代电源模块需要在减小尺寸上下功夫，以提高设计灵活性。 图1 传统SIP开放式框架模块 为提高设计人员所需的功率密度，电源管理系统供应商必须提升开关频率，以减小储能元件的尺寸。但利用标准器件提高开关频率会导致效率下降，这主要是MOSFET开关损耗造成的。这种情况促使行业寻找经济高效的方法，降低DC/DC模块中MOSFET驱动功率通道的寄生阻抗，使成型模块的大小相当于一块集成电路。 在评估特定应用的解决方案时，尺寸和成本是两个重要考虑因素。但其他因素对于最终应用同样重要或更加重要。下面说明其中的部分考虑因素。 可靠性 可靠性是所有系统设计师需要解决的一个主要问题。许多分布式电源架构应用需要多年正常

低功耗的设计原则健全版

超低功耗电子电路系统设计原则 虽然超低功耗设计仍然是在CMOS集成电路(IC)基础上发展起来的，但是因为用户众多，数千种专用或通用超低功耗IC不断涌现，使设计人员不再在传统的CMOS 型IC上下功夫，转而选择新型超低功耗IC，致使近年来产生了多种超低功耗仪表。电池供电的水表、暖气表和煤气表近几年能够发展起来就是一个证明。目前，电池供电的单片机则是超低功耗IC的代表。 本文将对超低功耗电路设计原则进行分析，并就怎样设计成超低功耗的产品作一些论述，从而证明了这种电路在电路结构和性价比等方面对传统电路极具竞争力。 1 CMOS集成电路的功耗分析 无论是低功耗还是超低功耗IC，主要还是建立在CMOS电路基础上的。虽然超低功耗IC对单元电路进行了新形式的设计，但作为功耗分析，仍然离不开 CMOS 电路基本原理。以74系列为代表的TTL集成电路，每门的平均功耗约为10mW；低功耗的TTL集成电路，每门平均功耗只有1mW。74系列高速 CMOS电路，每门平均功耗约为10μW；而超低功耗CMOS通用小规模IC，整片的静态平均功耗却可低于10μW。传统的单片机，休眠电流常在 50μA~2mA范围内；而超低功耗的单片机休眠电流可达到1μA以下。 CMOS电路的动态功耗不仅取决于负载，而且就电路内部而言，功耗与电源电压、集成度、输出电平以及工作频率都有密切联系。 因此设计超低功耗电路时不得不对全部元件的内外性质做仔细分析。 CHMOS或CMOS电路的功耗特性一般可以表示为： P=PD+PA 式中， P--总功耗

PD--静态功耗， PD=VDD·IDD (1) PA--动态功耗， PA=PTC+PC＝VDD·ITC+f·CL·vdd2(2) PTC --瞬时导通功耗 PC--输出电容充放电功耗 VDD--工作电源电压 IDD--静态时由电源流向电路内部的电流 ITC--脉冲电流的时间平均值 f--输入脉冲重复频率 CL--电路输出端的负载电容 式(1)为静态功耗表达式。其中，静态功耗电流IDD值常用于评价电路的静态功耗大小。 它以电路中流经各PN结的反向漏电流为主， 而且它与电源电压 VDD有关，随着VDD的加大，IDD亦增大。 式(2)为总的动态功耗表达式。动态功耗体现在电路进行逻辑状态转换过程中内部消耗的功率。P=U*I;对CMOS电路来说，动态功耗反映了输入信号出现变化时所形成的功耗增量。动态功耗表现在以下两方面： 第一是瞬时导通功耗，即在信号状态转换过程，某一回路(如互补电路)的P沟道和N沟道晶体管同时导通，由电源流经两个导通沟道的电流所消耗的功率。