MDS-100APS15 BA醫(yī)療AC-DC開(kāi)放式框架電源技術(shù)剖析

作為電子工程師，在設(shè)計(jì)醫(yī)療設(shè)備時(shí)，電源的穩(wěn)定性、安全性和性能至關(guān)重要。今天就來(lái)深入探討一下MDS-100APS15 BA這款醫(yī)療AC-DC開(kāi)放式框架電源。

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產(chǎn)品概述

MDS-100APS15 BA是一款輸出電壓為15V、功率達(dá)100W的醫(yī)療AC-DC開(kāi)放式框架電源。它具有諸多亮點(diǎn)特性，如符合IEC 60601-1 3.1版和IEC 62368-1安全認(rèn)證，滿足IEC 60601-1-2 4版要求，低觸摸電流（正常情況下<0.1 mA，單故障時(shí)<0.3 mA），具備過(guò)壓、過(guò)負(fù)載、過(guò)溫及短路保護(hù)功能，平均無(wú)故障工作時(shí)間（MTBF）達(dá)300萬(wàn)小時(shí)，擁有2 x MOPP（患者保護(hù)手段）。

詳細(xì)規(guī)格

輸入特性

• 電壓與頻率：標(biāo)稱輸入電壓為100 - 240 Vac，輸入電壓范圍是90 - 264 Vac；標(biāo)稱輸入頻率為50 - 60 Hz，輸入頻率范圍為47 - 63 Hz。
• 電流相關(guān)：最大輸入電流在100 Vac時(shí)為1.5 A，240 Vac時(shí)為0.75 A；典型效率為90.6%；最大待機(jī)功率為0.3 W；典型浪涌電流在115 Vac時(shí)為30 A，230 Vac時(shí)為60 A。
• 電流限制：最大觸摸電流在正常條件（NC）下264 Vac時(shí)為0.1 mA，單故障條件（SFC）下為0.3 mA；最大接地泄漏電流在NC下264 Vac時(shí)為0.15 mA，SFC下為0.3 mA。

輸出特性

• 電壓與功率：標(biāo)稱輸出電壓為15 Vdc，總調(diào)節(jié)率為±1.5%；對(duì)流情況下輸出電流為6.67 A，輸出功率為100 W。
• 調(diào)節(jié)率：線路調(diào)節(jié)率最大為±0.5%，負(fù)載調(diào)節(jié)率最大為±1%。
• 紋波與噪聲：滿載時(shí)典型紋波與噪聲為35.2 mV pk - pk。
• 時(shí)間參數(shù)：最大啟動(dòng)時(shí)間在115 Vac時(shí)為3000 ms，最小保持時(shí)間在115 Vac時(shí)為20 ms；動(dòng)態(tài)響應(yīng)在50 - 100%負(fù)載變化時(shí)輸出電壓偏差為±3%。

機(jī)械參數(shù)

電源尺寸為76.2 x 127 x 31 mm（3.0 x 5.0 x 1.2 in），重量為210克（7.4盎司）。輸入采用JST: B2P3 - VH(LF)(SN)端子，輸出采用JST: B8P - VH(LF)(SN)端子。

環(huán)境適應(yīng)性

• 溫度范圍：工作溫度范圍為 - 10°C至 + 70°C，存儲(chǔ)溫度范圍為 - 40°C至 + 85°C。在 - 10°C至 + 50°C可100%負(fù)載運(yùn)行，50°C至70°C時(shí)功率按2.5% / °C降額。
• 濕度范圍：工作和存儲(chǔ)濕度范圍均為5 - 95% RH（非冷凝）。
• 海拔與測(cè)試：工作海拔可達(dá)3000米；非工作狀態(tài)下，沖擊測(cè)試為50 G、11 ms、每個(gè)方向3次沖擊；振動(dòng)測(cè)試為5 - 500 Hz、2.09 Grms、每個(gè)三軸方向20分鐘。

保護(hù)功能

• 過(guò)壓保護(hù)：當(dāng)內(nèi)部反饋電路故障時(shí)，過(guò)壓電路啟動(dòng)，輸出電壓不超過(guò)規(guī)定值，電源鎖止，需移除并重新施加輸入交流電壓重啟。
• 短路保護(hù)：輸出OLP/OCP功能提供短路保護(hù)，短路時(shí)輸出電流以“打嗝模式”運(yùn)行，短路移除后恢復(fù)正常。
• 過(guò)載與過(guò)流保護(hù)：輸出電流在額定負(fù)載電流的110% - 135%時(shí)，保護(hù)啟動(dòng)，電源進(jìn)入“打嗝模式”（自動(dòng)恢復(fù)），故障排除且電流回到規(guī)定范圍后恢復(fù)。若電流在110% - 135%持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間，過(guò)溫保護(hù)（OTP）啟動(dòng)。
• 過(guò)溫保護(hù)：過(guò)載情況持續(xù)且輸出電流低于過(guò)載觸發(fā)點(diǎn)但>100%負(fù)載，或環(huán)境溫度高于工作溫度時(shí)，OTP啟動(dòng)，輸出電壓進(jìn)入打嗝模式，需移除并重新施加輸入電壓，且環(huán)境溫度恢復(fù)正常后恢復(fù)。

安全標(biāo)準(zhǔn)與認(rèn)證

該電源符合多種安全標(biāo)準(zhǔn)和指令，包括醫(yī)療安全的IEC 60601 - 1 3版和3.1版CB報(bào)告，ITE安全的IEC 60950 - 1、IEC 62368 - 1等；通過(guò)CE認(rèn)證，符合EMC指令2014/30/EU和低電壓指令2014/35/EU；也符合UKCA相關(guān)法規(guī)。同時(shí)，輸入到輸出、輸入到地、輸出到地的電氣隔離電壓分別為4000 Vac、1500 Vac、500 Vac。

EMC兼容性

符合IEC 60601 - 1 - 2 4版要求，在EMC/發(fā)射方面符合EN/BS EN 55011、EN/BS EN 55032、FCC Title 47: Class B標(biāo)準(zhǔn)；諧波電流發(fā)射滿足IEC 61000 - 3 - 2的Class D限制；在靜電放電、輻射場(chǎng)、電氣快速瞬變/脈沖、浪涌、傳導(dǎo)、工頻磁場(chǎng)、電壓暫降等方面也有相應(yīng)的抗擾度標(biāo)準(zhǔn)。

設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

為實(shí)現(xiàn)最佳EMC性能，機(jī)械圖中所示的三個(gè)安裝點(diǎn)需連接到系統(tǒng)接地外殼。保護(hù)接地連接方法有兩種：一是通過(guò)導(dǎo)電螺絲將機(jī)械圖中的三個(gè)安裝孔與系統(tǒng)連接，也可通過(guò)電纜將系統(tǒng)連接到TR1；二是將系統(tǒng)的保護(hù)接地連接直接連接到電源上的TR1。

MDS-100APS15 BA電源在醫(yī)療設(shè)備設(shè)計(jì)中具有諸多優(yōu)勢(shì)，但在實(shí)際應(yīng)用中，我們還需根據(jù)具體需求進(jìn)行評(píng)估和設(shè)計(jì)。各位工程師在使用這款電源時(shí)，有沒(méi)有遇到過(guò)什么特別的問(wèn)題或者有什么獨(dú)特的設(shè)計(jì)思路呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。