450W醫(yī)療電源：性能特點與設(shè)計要點

在醫(yī)療設(shè)備的設(shè)計中，電源的穩(wěn)定性和安全性至關(guān)重要。今天要給大家介紹一款450W的醫(yī)療電源，它具備多種出色的特性，能滿足醫(yī)療設(shè)備的嚴(yán)格要求。

文件下載：LFMWLT450-1000.pdf

一、產(chǎn)品特點

這款電源尺寸為4 x 6.5 x 1.61英寸，小巧緊湊。它獲得了EN60601第3版認(rèn)證，符合嚴(yán)格的醫(yī)療安全標(biāo)準(zhǔn)。具備雙保險絲保護、電流共享選項、多種外殼和風(fēng)扇配置，還有峰值功率能力。同時，它滿足Class B EMI和醫(yī)療（BF）安全認(rèn)證，以及標(biāo)準(zhǔn)IEC60601 - 1 - 2 : 2014（第4版）。大家可以思考一下，這些特點對于醫(yī)療設(shè)備的實際應(yīng)用有哪些具體的優(yōu)勢呢？

二、電氣規(guī)格

1. 輸入?yún)?shù)

• 輸入電壓范圍為90 - 264 VAC/120 - 390 VDC，具有通用性，能適應(yīng)不同的電源環(huán)境。
• 輸入頻率在47 - 63 Hz之間。
• 不同輸入電壓下的輸入電流不同，120 VAC時最大為4.5 A，230 VAC時最大為2.3 A。
• 輸入采用雙保險絲保護，在火線和零線中使用T8A/250 V的保險絲。
• 無負(fù)載功率在120 VAC時為0.4，230 VAC時為0.8。
• 浪涌電流在120 VAC時最大為40 A，230 VAC時最大為75 A。
• 泄漏電流方面，接地泄漏電流為270 μA，觸摸泄漏電流在120 VAC / 63 Hz時為45 μA。

2. 輸出參數(shù)

• 輸出功率范圍在155至450 W之間，部分型號有短時間的峰值功率，如24 V、30 V型號可達(dá)475 W，48 V型號可達(dá)500 W（最大5秒）。
• 線路調(diào)節(jié)率為+/-0.5%，負(fù)載調(diào)節(jié)率為+/-3%。
• 瞬態(tài)響應(yīng)在負(fù)載從50%到100%變化時小于10%，恢復(fù)時間小于5 ms。
• 上升時間小于100 ms。
• 設(shè)定點公差為+/-1%，輸出可調(diào)節(jié)范圍為+/-3%。
• 具備過流保護（120 - 150%，打嗝式）、過壓保護（114%，鎖存式）和過溫保護等功能。

3. 其他參數(shù)

• 開關(guān)頻率方面，電流共享諧振轉(zhuǎn)換器可變，典型值為90 kHz，范圍在35 - 250 kHz；PFC轉(zhuǎn)換器可變，典型值為45 - 160 kHz。
• 工作溫度范圍為-0至+70°C，存儲溫度范圍為-40至+85°C。
• 相對濕度可達(dá)95% Rh，無冷凝。
• 工作海拔為10,000 ft，非工作海拔為40,000 ft。
• 平均無故障工作時間（MTBF）為1.28m小時，符合Telcordia - SR332 - issue 3標(biāo)準(zhǔn)。
• 輸入到輸出的隔離電壓為2MOPP 5940 VDC，輸入到地為1MOPP 2121 VDC。
• 不同型號和冷卻方式下的功率輸出不同，如對流冷卻時，24 V、30 V、48 V型號為300 W，12 V、15 V型號為250 W，5 V型號為155 W；420 LFM強制風(fēng)冷時，24 V、30 V、48 V型號可達(dá)450 W，12 V、15 V型號可達(dá)450 W，5 V型號可達(dá)275 W。

在實際設(shè)計中，我們需要根據(jù)具體的應(yīng)用場景來選擇合適的輸入輸出參數(shù)，大家覺得在選擇時應(yīng)該重點關(guān)注哪些參數(shù)呢？

三、型號與輸出電流

文檔中列出了多種型號，不同型號對應(yīng)不同的輸出電壓和電流。例如LFMWLT450 - 1000 - I型號輸出5V，電流為55.0 A；LFMWLT450 - 1002型號輸出15V，電流為30.0 A等。大家可以根據(jù)實際需求選擇合適的型號。

四、連接器

1. 輸入連接器

• AC輸入連接器（J1）采用Tyco: 1 - 1123724 - 3，匹配的為1 - 1123722 - 5。
• 接地（J5）采用Molex: 19705 - 4301，匹配的為190030001。

2. 輸出連接器

• DC輸出連接器（J2）為6 - 32英寸Screw Pan HD，設(shè)計可接受Ring Tongue Terminal AMP : 8 - 31886 - 1，單根16 AWG（最大）電線可壓接。需要注意的是，對于電流不超過11A，建議使用單根16 AWG的Ring Tongue Terminal；對于更大電流，需使用多根電線和舌形端子。
• 信號連接器（J3）采用Molex: 22 - 23 - 2101，匹配的為22 - 01 - 2107，引腳為08 - 50 - 0113。

合理選擇連接器對于電源的穩(wěn)定運行至關(guān)重要，大家在實際設(shè)計中有沒有遇到過連接器選擇不當(dāng)?shù)膯栴}呢？

五、EMC與安全

1. EMC性能

• 傳導(dǎo)發(fā)射符合EN 55011 - B、CISPR22 - B、FCC PART15 - B標(biāo)準(zhǔn)。
• 輻射發(fā)射符合EN 55011 B標(biāo)準(zhǔn)。
• 輸入電流諧波符合EN 61000 - 3 - 2的Class D標(biāo)準(zhǔn)。
• 電壓波動和閃爍符合EN 61000 - 3 - 3標(biāo)準(zhǔn)。
• 靜電放電抗擾度符合EN 61000 - 4 - 2的Level 4，Criterion A標(biāo)準(zhǔn)。
• 輻射場抗擾度符合EN 61000 - 4 - 3的Level 3，Criterion A標(biāo)準(zhǔn)。
• 電快速瞬變抗擾度符合EN 61000 - 4 - 4的Level 3，Criterion A標(biāo)準(zhǔn)。
• 浪涌抗擾度符合EN 61000 - 4 - 5的Level 3，Criterion A標(biāo)準(zhǔn)。
• 傳導(dǎo)抗擾度符合EN 61000 - 4 - 6的Level 3，Criterion A標(biāo)準(zhǔn)。
• 磁場抗擾度符合EN 61000 - 4 - 8的Level 4，Criterion A標(biāo)準(zhǔn)。
• 電壓暫降、中斷符合EN 61000 - 4 - 11的Criterion A & B標(biāo)準(zhǔn)。

2. 安全認(rèn)證

該電源有CE標(biāo)志，符合LVD指令，通過了Nemko、UL、C - UL等認(rèn)證，符合EN60601 - 1、IEC 60601 - 1（ed.3）、ANSI / AAMI ES 60601 - 1、CSA C22.2 No. 60601 - 1等標(biāo)準(zhǔn)。

六、功率降額曲線

不同輸出電壓的功率降額曲線不同。例如，對于12V、15V輸出，對流負(fù)載在40°C以下為250W，40°C以上以1.67%/°C的速率降額；強制風(fēng)冷負(fù)載在40°C以下為450W，40°C以上以1.67%/°C的速率降額。對于24V、30V、48V輸出，對流負(fù)載在50°C以下為300W，50°C以上以2.5%/°C的速率降額；強制風(fēng)冷負(fù)載在50°C以下為450W，50°C以上以2.5%/°C的速率降額。在設(shè)計時，我們要根據(jù)實際的工作溫度和負(fù)載情況，合理考慮功率降額，大家在設(shè)計中是如何處理功率降額問題的呢？

七、電流共享安裝與設(shè)置

1. 安裝要點

在系統(tǒng)中安裝和設(shè)置并聯(lián)電源時，所有電源必須使用單一的遠(yuǎn)程感測點，且電源之間的遠(yuǎn)程感測電壓必須調(diào)整到2%以內(nèi)，以確保電源在3%的捕獲窗口內(nèi)。如果電源初始未調(diào)整到捕獲窗口內(nèi)，將無法實現(xiàn)電流共享。

2. 設(shè)置步驟

• 連接負(fù)載電纜到每個電源的輸出端。
• 以雙絞線方式將遠(yuǎn)程感測線連接到負(fù)載，所有并聯(lián)電源必須使用共同的遠(yuǎn)程感測點。
• 連接所有電源J3連接器上的“電流共享”引腳。
• 將每個電源的遠(yuǎn)程感測電壓調(diào)整到額定輸出電壓的1%以內(nèi)，或重新調(diào)整到所需的設(shè)定點（在其他并聯(lián)電源關(guān)閉的情況下進行調(diào)整）。
• 通過霍爾效應(yīng)直流電流探頭監(jiān)測每個電源的輸出電流，驗證電源之間的電流共享情況，電源應(yīng)能在總負(fù)載電流的10%以內(nèi)實現(xiàn)電流共享。
• 電流共享電路的捕獲窗口電壓為額定輸出電壓的+/-3%，如果某個電源的輸出遠(yuǎn)程感測電壓調(diào)整到3%窗口之外，電源將無法實現(xiàn)電流共享。

總之，這款450W醫(yī)療電源在電氣性能、安全認(rèn)證和功能特性等方面都有出色的表現(xiàn)。電子工程師在設(shè)計醫(yī)療設(shè)備電源時，可以根據(jù)實際需求合理選擇和使用這款電源，同時要注意上述提到的各個要點，以確保電源的穩(wěn)定運行和醫(yī)療設(shè)備的安全可靠。大家在使用類似電源時，還有哪些經(jīng)驗或問題可以分享呢？