醫(yī)療級開關(guān)電源GTMB1057 - 6024的設(shè)計(jì)解析

引言

在電子設(shè)備的設(shè)計(jì)中，電源作為核心部件之一，其性能和安全性至關(guān)重要，尤其是在醫(yī)療領(lǐng)域。今天我們就來深入解析Globtek公司的一款醫(yī)療級開關(guān)電源GTMB1057 - 6024，看看它在設(shè)計(jì)上有哪些值得我們學(xué)習(xí)和借鑒的地方。

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設(shè)計(jì)變更與認(rèn)證

變更實(shí)施

根據(jù)ECN.No 3117的要求，此型號電源需要實(shí)施所有變更。這些變更可能涉及到電路設(shè)計(jì)、元件選型等多個(gè)方面，以確保電源性能的優(yōu)化和安全性的提升。

認(rèn)證情況

該系列所有型號均通過了UL60601 - 1 2nd Edition、CSA 22.2 No.601.1 - M90和EN 60601 - 1:A2等認(rèn)證。不過需要注意的是，Globtek的醫(yī)療電源設(shè)計(jì)用于不直接將輸出連接到患者電路的應(yīng)用。只有在終端用戶提供適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)級隔離時(shí)，電源才能用于帶有患者應(yīng)用部件的系統(tǒng)中。大家在實(shí)際應(yīng)用中，一定要嚴(yán)格遵循這些認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)和使用限制，避免出現(xiàn)安全問題。

電氣規(guī)格

輸入?yún)?shù)

• 輸入電壓：90 VAC至264 VAC，這種寬電壓輸入范圍使得電源能夠適應(yīng)不同地區(qū)的電網(wǎng)電壓，具有很強(qiáng)的通用性。
• 輸入電流：在90 VAC輸入時(shí)，電流小于2.0 A RMS。
• 輸入頻率：47 Hz - 63 Hz，能適應(yīng)不同頻率的電網(wǎng)。

輸出參數(shù)

• 輸出電壓：24VDC，輸出電壓調(diào)節(jié)精度為±1%或50 mV（取較大值），在標(biāo)稱輸出電壓下測量。
• 輸出電流：2.5A，且無需最小負(fù)載即可保持輸出電壓調(diào)節(jié)。
• 輸出功率：最大60瓦。

其他參數(shù)

• 開關(guān)頻率：典型值為100 KHZ。
• 輸出紋波電壓：在20 MHz帶寬下，使用0.1μf陶瓷電容與10 μf電解電容并聯(lián)連接在輸出連接器末端測量。
• 輸出電壓調(diào)節(jié)：主輸出為 + 5 %（在輸出連接器處測量），滿載時(shí)最大 + 1 %（在輸出連接器處測量）。
• 啟動(dòng)/關(guān)閉過沖：± 5 %最大。
• 保持時(shí)間：在標(biāo)稱輸入和滿載下，最小8.0 mSEC。
• 輸出上升時(shí)間：小于35 mS。
• 啟動(dòng)時(shí)間：小于3S（115V時(shí)）。
• 浪涌電流：冷啟動(dòng)時(shí)，北美地區(qū)最大40 A（歐洲為50A）。
• 效率：在120 VAC、滿載時(shí)，典型值為80 %。

保護(hù)功能

• 過壓保護(hù)：具備保護(hù)功能，采用打嗝式自動(dòng)恢復(fù)，故障消除后自動(dòng)恢復(fù)。
• 過流/短路保護(hù)：同樣采用打嗝式自動(dòng)恢復(fù)。
• 其他保護(hù)：輸入線路和中性線熔斷保護(hù)。

安全認(rèn)證與性能

• 安全認(rèn)證：獲得了UL60601 - 1、CUL TO 22.2# 601、DEMKO TO EN60601、CE CLASS I等認(rèn)證。
• 介電耐壓：初級 - 次級為5656 VDC，初級 - 接地為2121 VDC。
• 泄漏電流：在240 VAC輸入時(shí)，小于250 μA。
• 電磁干擾：符合EN55011、CLASS B和FCC PART 15 CLASS B標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也通過了EN61000 - 3 - 2、EN61000 - 3 - 3、EN50082 - 1等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的測試。

可靠性參數(shù)

• 平均無故障工作時(shí)間（MTBF）：在25°C環(huán)境溫度、滿載、230 VAC輸入下，可達(dá)200,000小時(shí)。
• 工作溫度范圍：0°C至40°C。
• 存儲溫度范圍： - 40°C至80°C。
• 海拔高度：工作時(shí)為10,000’，非工作時(shí)為40,000’。
• 濕度：0%至90%相對濕度。
• 重量：405g。
• ROHS合規(guī)：符合歐盟2002/95/EC和中國SJ/T 11363 - 2006標(biāo)準(zhǔn)。

機(jī)械設(shè)計(jì)

外殼

• 上外殼：采用高沖擊塑料94V0聚碳酸酯，非通風(fēng)設(shè)計(jì)，顏色為黑色。
• 下外殼：同樣是高沖擊塑料94V0聚碳酸酯，非通風(fēng)設(shè)計(jì)，顏色為黑色。
• 尺寸：120.0 X 60.5 X 36.5 + 1 mm。

指示燈

采用綠色LED，用于指示輸出是否存在。

輸入連接器

配置為CLASS 1 MODEL IEC320 / C14，帶有3個(gè)公插腳的交流電源入口。

輸出線纜

• 1導(dǎo)體 + 屏蔽，18AWG絞合線，UL 1185，圓形線纜類型，顏色為黑色。
• 線纜長度為400 +10, - 0 mm，從外殼到連接器的包塑末端測量。
• 線纜需標(biāo)記線規(guī)以及所有適用的額定值和安全認(rèn)證。
• 線纜帶有1匝鐵氧體模制，也可提供定制線纜組件。

輸出連接器

需要?jiǎng)內(nèi)?0 mm并鍍錫10 mm。

標(biāo)簽與包裝

標(biāo)簽

• 材料：0.007（0.18）厚的平面熱轉(zhuǎn)印、可印刷的黑色聚酯片，帶有白色命名。
• 制造商：STEVEN LABEL，材料ID號為3302 - 33，UL文件號為MH12821(N)，UL材料指定文件號為GHW332RL。也可使用符合UL列表且滿足適用安全要求的可選標(biāo)簽材料。

包裝

• 材料：瓦楞纖維板，F(xiàn) - 楞0.8（2.0）厚，雙層結(jié)構(gòu)。
• 外部表面處理：白色，涂有光澤表面（水性或清漆）。
• 樣式：兩側(cè)帶有鎖定舌片的折邊設(shè)計(jì)，箱子外部無印刷。
• 包裝數(shù)量：每箱42個(gè)。

總結(jié)

GTMB1057 - 6024開關(guān)電源在電氣性能、安全認(rèn)證、機(jī)械設(shè)計(jì)和包裝等方面都有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)和精細(xì)的設(shè)計(jì)。作為電子工程師，我們在設(shè)計(jì)類似的電源產(chǎn)品時(shí)，可以借鑒其寬電壓輸入、多種保護(hù)功能、嚴(yán)格的安全認(rèn)證以及合理的機(jī)械設(shè)計(jì)等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，也要注意其使用限制和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，確保產(chǎn)品的安全性和可靠性。大家在實(shí)際應(yīng)用中，有沒有遇到過類似電源的設(shè)計(jì)難題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。