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醫學物理與工程
來源: | 作者: | 發布時間:2014-8-29 16:36:10

教你解決醫療設備中的EMC問題


今年,突然“竄出”的醫療設備EMC測試,令很多設備廠商與EMC整改工程師措手不及,甚至是病急亂投醫。作為一名混戰于EMC領域的資深 EMC工程師,化二至今經歷了近二十個醫療產品的EMC整改,為了更好的服務廣大醫療設備生產商,化二在此分享一點自己的經驗,怎樣解決醫療設備的EMC 問題,這些經驗主要是化二的觀點。

  做好醫療設備的EMC設計,一定要求系統的概念,把控幾個關鍵點,主要如下:

  1、選好開關電源

  醫療設備的EMC出問題,60%是開關電源質量不過關而引起,客戶在送檢之前,一定要選用高品質的開關電源模塊,國內的開關電源模塊參差不齊,很多宣稱過了3C認證的產品,在醫療設備中使用時,也會出問題,尤其是Class B級的RE、CE測試。

  從經驗看,日本的“TDK-Lamada”、臺灣的“全漢”、國產的“聯想”等電源適配器或開關電源,尚未出現過RE、CE問題,即使是正品的“銘緯”開關電源,也可能有RE問題(尚未發現CE問題)。

  國 內不少開關電源、電源適配器,宣稱他們的產品過了3C認證,沒有EMC風險(尤其是RE、CE問題)。但是這類開關電源在3C認證時,一般是接電阻負載測 試,一旦接上“真實的負載”,就會暴露出EMC問題。而且國內電源模塊的價格戰嚴重,電源供應商也許在大規模生產時,為節省成本,就省EMC器件。

  因此,化二建議,送檢樣品,一定要選好的開關電源,這是醫療設備能否通過EMC的關鍵因素之一。

  2、選好隔離變壓器、電源濾波器

  大型醫療設備,一般會有隔離變壓器、醫療濾波器。它們對EMC測試中的浪涌、EFT、CE有非常好地隔離與濾波作用,能夠提高設備的抗干擾性能。選擇隔離變壓器、電源濾波器,也要選擇好品牌的。

  化二建議選用“邁瑞”、“珠海和佳”醫療產品供應商的隔離變壓器與電源濾波器。有經驗的EMC工程師,一眼就能看出隔離變壓器的EMC性能,譬如隔離變壓器的結構,是否有利于減小初/次級線圈的寄生電容(對高頻的EFT、CE、RE影響很大)?隔離變壓器是否帶屏蔽層?

  好的電源濾波器,即使開關電源的EMC性能不好,也至少能讓設備通過CE、EFT實驗,加上隔離變壓器,對浪涌的隔離作用,產品的多項EMC測試,能夠輕易的過關。

  另外,知名的電源濾波器廠商,一般會有很多資深的EMC工程師與設備,他們的經驗豐富,對于CE、EFT、Surge等常規的EMC問題,幾乎是一招致命,手到病除。譬如常州多極、中石偉業、泰派斯特、力征實業、常州堅力等。

  3、做好屏蔽,通過RE

  大型醫療設備,一般是塑料外殼,對產品內部產生的輻射騷擾,是沒有抑制作用的。因此,化二建議客戶,在塑料外殼上,噴好“導電油漆”。導電油漆對電磁騷擾有很大的衰減,從化二的經驗看,可能高達20~30db,最差勁的也可以達到15db以下。

  4、做好板級的EMC設計,才是根本

  作為資深的EMC工程師都知道板級的EMC設計、元器件或模塊的選型,才是EMC的根本,也是最有效、最低成本的EMC方法。

  PCB設計,主要注意抑制信號線環路,選好DC/DC開關電源模塊、I/O口的走線、晶振的走線。

  如果PCB設計良好,即使是裸板,也能夠通過ESD、RE、Surge、EFT測試,而且不好增加什么成本,如果搭配合適的開關電源,那過EMC是沒有懸念的。

  5、沉著應戰

  如果是醫療設備遇到了EMC問題,客戶千萬別慌了神,很多時候,對于模塊供應商來說,都是小問題,主要解決辦法如下:

  (1)電源端口的EMC問題,找供應商解決

  電源端口輸入的電源干擾與騷擾,如EFT、Surge、CE問題,直接找開關電源供應商、電源濾波器供應商解決,他們最熟悉自己的產品,知道是那里出問題了,更重要的是,可以免費或低費用、迅速的解決問題。

  此時,如果客戶堅持自己意見繼續折騰,費用與時間消耗過大;找所謂的EMC專家整改,他們往往是檢測工程師出身,幾乎不懂電源或硬件,就會一點頻譜分析儀,能夠在外圍上做點手腳(譬如屏蔽、加濾波器等),而且整改費用過高,這對于客戶來說是不劃算的。

  在找EMC專家整改時,一定要辨清他們是否懂硬件,因為硬件或電源才是EMC的基礎。

  (2)注意態度,找實驗室或網絡推薦EMC整改方案

  實驗室檢測人員,尤其是年紀比較大的,他們見多識廣,老馬識途,如果客戶很謙卑,他們會教客戶一些整改的方法的。

  即 使是馳騁EMC沙場、比較自負的“化二為一”,也不得不贊嘆與佩服:曾經一個大功率的電機的RE101(低頻磁場的騷擾),3個多月,化二與客戶嘗試了不 少方案,已將我們折騰得精疲力盡,甚至于有放棄的念頭,后來被一位實驗室的網友提供的點子給搞活了,就是買了一根專業的電源線。

  當然,一些醫療設備的EMC,譬如ESD、EFT、RE、RS、CS,可能是比較棘手。

  可以找資深的EMC工程師協助定位與處理。

  市場上,目前了是魚龍混雜,質量很難分辨,怎樣才能找到自已合適的EMC工程師來解決自已產品的EMC問題呢?

  找EMC行家,不要EMC“!奔

  行家,就是在某個EMC領域研究很深入的工程師,往往是某個領域或產品“!、“深”的硬件工程師,譬如有資深開關電源工程師,他對開關電源的EMC問題是了如指掌,能夠使用最簡單、最低成本、最迅速的方法,解決開關電源的EMC問題。

  所謂EMC專家,由于自身的局限性(譬如專家是檢測工程師出身,他不了解產品或硬件),不可能解決EMC領域的所有問題。包括化二本人,盡管做了近8年的硬件與EMC設計,但是對檢測標準與實驗方法也是不熟悉的。


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