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做好医疗设备的EMC设计,必须有一个系统理念,控制好几个关键点,主要有以下几点:
1、选择开关电源
医疗设备60%的EMC问题是由开关电源质量不良造成的。 客户在送检前必须选择优质的开关电源模块。 国外开关电源模块良莠不齐。 许多产品声称已通过3C认证。 用于医疗设备时也可能出现问题,尤其是 B 级 RE 和 CE 测试。 根据经验,美国的“TDK-Lamada”、中国的“Lenovo”等电源适配器或开关电源很少出现RE和CE问题,尽管它们是正品“明纬”开关。 电源也可能存在RE问题(CE问题尚未发现)。
国外不少开关电源、电源适配器声称自己的产品已通过3C认证,不存在EMC风险(尤其是RE和CE问题)。 而此类开关电源在通过3C认证时,通常会采用内阻负载进行测试。 一旦连接“真实负载”,EMC问题就会暴露出来。 而且,国外电源模块之间的价格战很严重。 电源供应商实际上是为了在量产时节省成本而节省了EMC元件。
2.选择隔离变压器和电源混频器
小型医疗设备通常有隔离变压器和医用混频器。 它们对EMC测试中的浪涌、EFT、CE有特别好的隔离和混频效果,还可以增强设备的抗干扰性能。 在选择隔离变压器和电源混频器时,也应该选择好的品牌。 建议使用“迈瑞”、“珠海合佳”等医疗产品供应商的隔离变压器和电源混频器。 经验丰富的EMC工程师可以对隔离变压器的EMC性能一目了然,比如隔离变压器的结构是否有利于降低初级/次级线圈的寄生电容(对高频EFT影响很大, CE 和 RE)? 隔离变压器是否有屏蔽?
一个好的电源混频器,虽然开关电源的EMC性能不好,但至少可以让设备通过CE和EFT测试,加上隔离变压器,对浪涌的隔离效果,以及设备的多重EMC测试。产品很容易通过测试。 此外,知名的电源混频器制造商通常拥有大量经验丰富的EMC工程师和设备。 他们有丰富的经验。 对于CE、EFT、Surge等传统的EMC问题来说,几乎是致命的。 例如扬州多吉、中时伟业、Tapes、丽正实业、常州健力等。
3、做好屏蔽,通过RE
小型医疗设备通常采用塑料外壳,对产品内部形成的辐射威胁没有抑制作用。 因此,建议客户在塑料外壳上喷涂“导电漆”。 导电涂料对电磁威胁有很大的衰减作用。 根据经验,可能高达20~30db,最差可达15db以下。
4、做好板级EMC设计是根本
作为一名资深的EMC工程师,我们都知道板级EMC设计以及元器件或模块的选型是EMC的基础,也是最有效、成本最低的EMC方法。 PCB设计,主要注意抑制信号线支路、DC/DC开关电源模块的选择、I/O口的布线、晶振的布线。 如果PCB设计得好,即使是裸板,也能通过ESD、RE、Surge、EFT测试,但降低成本并不容易。 如果配备合适的开关电源,通过EMC是没有悬念的。
5. 冷静地面对挑战
如果医疗设备遇到EMC问题,客户不必惊慌。 大多数时候,这对于模块供应商来说只是一个小问题。 主要解决方案如下:
(1)电源端口的EMC问题应由供应商解决
对于电源端口输入的电源干扰和威胁,如EFT、Surge、CE问题,可直接联系开关电源供应商和混频器供应商寻求解决方案。 他们最熟悉自己的产品,知道问题出在哪里。 更重要的是,可以快速或者免费解决问题。
这时候如果客户坚持自己的意见,继续折腾,成本和时间就太高了; 找到所谓的EMC专家进行整改,他们通常是测量工程师,他们几乎不懂电源或硬件。 有些肢体(如屏蔽、加混音器等),而且整改成本高,不是客户能承受的。 找EMC专家整改时,要区分他们是否懂硬件,因为硬件或者电源才是EMC的基础。
(2)注意心态,找实验室或者网络推荐EMC整改方案
实验室检查员,尤其是年长的检查员,消息灵通、经验丰富。 如果客户很谦虚,他们就会教客户一些整改方法。
事实上,一些医疗设备的EMC,例如ESD、EFT、RE、RS、CS,可能会比较棘手。 可以找资深EMC工程师协助定位和处理。 目前市场上良莠不齐,品质难辨。 我们怎样才能找到合适的EMC工程师来解决我们自己产品的EMC问题呢?
(3)寻找EMC专家,而不是EMC“专家”
专家是在某个EMC领域有深入研究的工程师。 他往往是某个领域或产品的“专”、“深”硬件工程师。 例如,高级开关电源工程师熟悉开关电源的EMC问题。 用最简单、成本最低、最快的方式解决开关电源的EMC问题。 所谓的EMC专家,由于自身的局限性(例如专家是不懂产品或硬件的测量工程师),并不能解决EMC领域的所有问题。