医疗设备供电的三类应用部件及风险等级
xp power技术总监，gary bocock
许多医疗产品在正常使用过程中可能与患者或操作者接触，或者可能需要将传感器或设备直接应用于患者以执行其功能。这些“应用部件”必须与任何电源和接地适当绝缘，以防止电流流动和对患者造成伤害。
“应用部件”和“医疗器械”的定义见2005年出版的第3版医疗标准iec 60601-1。该标准已在世界各地采用，例如欧盟采用en 60601-1:2006/a1:2013/a12:2014，美国采用ansi/aami es60601-1:a1:2012、c1:2009/（r）2012和a2:2010/（r）2012。
本标准定义了三类应用部件，其风险等级不断增加：
• b类（主体）：通常不导电且可接地的应用部件。
• bf型（身体浮动）：与患者电气连接的应用部件，必须浮动并与地面绝缘。该分类不包括与心脏直接接触的应用部件。
• cf型（心脏漂浮）：适用于直接心脏连接的应用部件。这意味着与患者心脏的连接，包括透析期间的静脉连接。这些应用部件必须浮动并与地面绝缘。
moops和moops
通过限制危险电压、电流和能量的保护手段（mops），防止应用部件对患者造成电击。例如，与保护接地或“基本”绝缘的适当连接提供1个mop，加强绝缘提供2个mop。根据环境，定义了操作员保护方式（moops）或患者保护方式（mopps）。
对于bf或cf连接，交流电源初级到次级需要2 x mopp，初级电源到接地需要1 x mopp，另外输出到接地需要1 x mopp。表1显示了在250vac的“系统电压”以及所需的测试电压下实现这一点所需的爬电和间隙。
表1:moops和mopps的爬电、间隙和试验电压
必须限制漏电流
还必须限制接触电流、患者辅助电流和漏电流。在正常情况下，接触电流不得超过100µa，在单一故障情况下（sfc）不得超过500µa，从而有效地将正常情况下的漏电流限制在500µa。表2总结了限值。
表2：患者辅助和漏电流限值
电磁兼容性（emc）
医疗设备还必须符合iec 60601-1-2的emc要求（目前为第4版）。这一最新版本扩大并严格限制了抗扰度测试的范围，以包括可能接近生命关键设备的无线通信设备。设备包括手机和其他设备，其中包括blue toottm、wi-fi、tetra、rfid或寻呼功能。第4版还包括风险分析的要求，认识到医疗设备可能在各种环境下运行，包括专业医疗保健、家庭和不受控制的“特殊”区域，如紧急情况下的救护车。设备制造商必须考虑这些可能性，指定需要什么样的基本产品操作，并在适当的抗扰度水平上减轻影响。
电源选项
在bf-&cf等级的医疗设备中，电源系统是满足绝缘、漏电流和emc要求的关键因素。在家庭医疗环境中，需要class ii或“无接地”设备，因此与地面绝缘无关。但是，在符合emc标准的同时，还必须满足外壳和患者漏电流的限制，这在功率高于300w、没有接地机箱的情况下可能很困难。
“医疗认证的”电源很常见，但由于绝缘电容过大，大多数电源没有1 x mopp输出至接地绝缘或足够低的适合bf/cf应用患者漏电流。为了简单且低成本地解决这个问题，可以在电源输出上使用医疗绝缘的dc-dc转换器，以便仅为患者连接电路提供电源，这通常是低功率的（图1）。dc-dc具有极低的耦合电容，总漏电在μa范围内，绝缘等级为1 x或2 x mopps。选择1或2 mopp取决于设备可能的外部信号输入/输出连接及其对危险电压或接地（已知或未知）的绝缘额定值。例如诊断端口或以太网连接。
图1：采用二次dc-dc的医疗电源系统。
符合医疗认证的dc-dc转换器范围可在1w以上功率的产品中找到（图2）。完全调节部件可适用于电池操作的设备，这些设备可能连接充电器或包括信号接口，需要mops，或者如果已经有调节轨道，固定输入dc-dc转换器的成本最低。
figure 2: 图2:xp power符合医疗认证的dc-dc转换器 – 1w至20w。
多输出解决方案
如果在一个系统中使用多个ac-dc电源来提供多个电源轨，即使认证为最高医疗级别，它们的接触电流和漏电流也会增加，总电流可能超过允许的限制。在低功率下，同样的解决方案是使用一个更大的ac-dc和多个连接的医疗认证的dc-dc转换器，具有超低耦合电容。如果这种方法对功率要求太高，ac dc可采用裸板型或u型外壳，具有多个输出，满足漏电流和接触电流限制，最高达300w左右。在更高的功率下，可考虑采用经医疗认证的模块化ac-dc电源，如xp power的flexpower系列（图3）。
图4:xp power cmp250系列：250w对流冷却，具有医疗（bf）认证
与患者连接的医疗设备是电源系统设计师在遵守医疗安全和emc标准时面临的一个挑战。但是，也可以选择使用完全兼容的电源或ac-dc和dc-dc转换器的组合，这可以最大限度地降低系统认证和产品成本，并提供低风险、快速上市的解决方案。
三星创新科技已强势回归中国市场
蓄电池放电容量与环境温度的关系
External Temperature Sensor Ca
为什么去中心化的菠菜DApp没有打败中心化的Du Chang
计讯物联小型水库水雨情和大坝安全监测解决方案：以数字之力，促水利建设智慧化
医疗设备供电的三类应用部件及风险等级
小米6与荣耀9谁更值得买?小米6与荣耀9外观、配置、售价区别对比评测
Lightspeed壁式充电器详情介绍
诺基亚8什么时候上市？诺基亚8情怀回归16号发布，诺基亚8真机曝光长这样要4000，你买吗？
消防应急灯什么牌子质量好？欧普照明守护安全
明略数据携手公安大学 共建大数据分析实验室
RFID使用的频段是多少
数字锁相环ADF4351原理详解与合成频率源的设计
力维智能锁业SW-2000(B)-MF1插卡开关介绍
电感线圈的用途及种类
低信噪比运动红外点目标的检测
国际通用、便民利民!闪付是未来趋势
浅谈AGV小车的市场发展及其导航和传感器技术应用
紧咬台积电不放 格罗方德后年量产14nm
两轮电动车迎来新玩家，宏碁、五菱入局！智能化成为新趋势！
许多医疗产品在正常使用过程中可能与患者或操作者接触，或者可能需要将传感器或设备直接应用于患者以执行其功能。这些“应用部件”必须与任何电源和接地适当绝缘，以防止电流流动和对患者造成伤害。
“应用部件”和“医疗器械”的定义见2005年出版的第3版医疗标准iec 60601-1。该标准已在世界各地采用，例如欧盟采用en 60601-1:2006/a1:2013/a12:2014，美国采用ansi/aami es60601-1:a1:2012、c1:2009/（r）2012和a2:2010/（r）2012。
本标准定义了三类应用部件，其风险等级不断增加：
• b类（主体）：通常不导电且可接地的应用部件。
• bf型（身体浮动）：与患者电气连接的应用部件，必须浮动并与地面绝缘。该分类不包括与心脏直接接触的应用部件。
• cf型（心脏漂浮）：适用于直接心脏连接的应用部件。这意味着与患者心脏的连接，包括透析期间的静脉连接。这些应用部件必须浮动并与地面绝缘。
moops和moops
通过限制危险电压、电流和能量的保护手段（mops），防止应用部件对患者造成电击。例如，与保护接地或“基本”绝缘的适当连接提供1个mop，加强绝缘提供2个mop。根据环境，定义了操作员保护方式（moops）或患者保护方式（mopps）。
对于bf或cf连接，交流电源初级到次级需要2 x mopp，初级电源到接地需要1 x mopp，另外输出到接地需要1 x mopp。表1显示了在250vac的“系统电压”以及所需的测试电压下实现这一点所需的爬电和间隙。
表1:moops和mopps的爬电、间隙和试验电压
必须限制漏电流
还必须限制接触电流、患者辅助电流和漏电流。在正常情况下，接触电流不得超过100µa，在单一故障情况下（sfc）不得超过500µa，从而有效地将正常情况下的漏电流限制在500µa。表2总结了限值。
表2：患者辅助和漏电流限值
电磁兼容性（emc）
医疗设备还必须符合iec 60601-1-2的emc要求（目前为第4版）。这一最新版本扩大并严格限制了抗扰度测试的范围，以包括可能接近生命关键设备的无线通信设备。设备包括手机和其他设备，其中包括blue toottm、wi-fi、tetra、rfid或寻呼功能。第4版还包括风险分析的要求，认识到医疗设备可能在各种环境下运行，包括专业医疗保健、家庭和不受控制的“特殊”区域，如紧急情况下的救护车。设备制造商必须考虑这些可能性，指定需要什么样的基本产品操作，并在适当的抗扰度水平上减轻影响。
电源选项
在bf-&cf等级的医疗设备中，电源系统是满足绝缘、漏电流和emc要求的关键因素。在家庭医疗环境中，需要class ii或“无接地”设备，因此与地面绝缘无关。但是，在符合emc标准的同时，还必须满足外壳和患者漏电流的限制，这在功率高于300w、没有接地机箱的情况下可能很困难。
“医疗认证的”电源很常见，但由于绝缘电容过大，大多数电源没有1 x mopp输出至接地绝缘或足够低的适合bf/cf应用患者漏电流。为了简单且低成本地解决这个问题，可以在电源输出上使用医疗绝缘的dc-dc转换器，以便仅为患者连接电路提供电源，这通常是低功率的（图1）。dc-dc具有极低的耦合电容，总漏电在μa范围内，绝缘等级为1 x或2 x mopps。选择1或2 mopp取决于设备可能的外部信号输入/输出连接及其对危险电压或接地（已知或未知）的绝缘额定值。例如诊断端口或以太网连接。
图1：采用二次dc-dc的医疗电源系统。
符合医疗认证的dc-dc转换器范围可在1w以上功率的产品中找到（图2）。完全调节部件可适用于电池操作的设备，这些设备可能连接充电器或包括信号接口，需要mops，或者如果已经有调节轨道，固定输入dc-dc转换器的成本最低。
figure 2: 图2:xp power符合医疗认证的dc-dc转换器 – 1w至20w。
多输出解决方案
如果在一个系统中使用多个ac-dc电源来提供多个电源轨，即使认证为最高医疗级别，它们的接触电流和漏电流也会增加，总电流可能超过允许的限制。在低功率下，同样的解决方案是使用一个更大的ac-dc和多个连接的医疗认证的dc-dc转换器，具有超低耦合电容。如果这种方法对功率要求太高，ac dc可采用裸板型或u型外壳，具有多个输出，满足漏电流和接触电流限制，最高达300w左右。在更高的功率下，可考虑采用经医疗认证的模块化ac-dc电源，如xp power的flexpower系列（图3）。
图4:xp power cmp250系列：250w对流冷却，具有医疗（bf）认证
与患者连接的医疗设备是电源系统设计师在遵守医疗安全和emc标准时面临的一个挑战。但是，也可以选择使用完全兼容的电源或ac-dc和dc-dc转换器的组合，这可以最大限度地降低系统认证和产品成本，并提供低风险、快速上市的解决方案。
三星创新科技已强势回归中国市场
蓄电池放电容量与环境温度的关系
External Temperature Sensor Ca
为什么去中心化的菠菜DApp没有打败中心化的Du Chang
计讯物联小型水库水雨情和大坝安全监测解决方案：以数字之力，促水利建设智慧化
医疗设备供电的三类应用部件及风险等级
小米6与荣耀9谁更值得买?小米6与荣耀9外观、配置、售价区别对比评测
Lightspeed壁式充电器详情介绍
诺基亚8什么时候上市？诺基亚8情怀回归16号发布，诺基亚8真机曝光长这样要4000，你买吗？
消防应急灯什么牌子质量好？欧普照明守护安全
明略数据携手公安大学 共建大数据分析实验室
RFID使用的频段是多少
数字锁相环ADF4351原理详解与合成频率源的设计
力维智能锁业SW-2000(B)-MF1插卡开关介绍
电感线圈的用途及种类
低信噪比运动红外点目标的检测
国际通用、便民利民!闪付是未来趋势
浅谈AGV小车的市场发展及其导航和传感器技术应用
紧咬台积电不放 格罗方德后年量产14nm
两轮电动车迎来新玩家，宏碁、五菱入局！智能化成为新趋势！