满足便携医疗设备单路及多路输出开关电源的设计

　　关键时刻

　　医疗器械的发展周期今非昔比。不久之前，产品开发至投产通常为18-24个月。随着竞争愈来愈激烈，这一过程目前缩至12-18个月。正如其它市场一样（如手机和便携式计算机），便携式医疗器械领域已经适应了较短的产品设计周期。

　　本文的目的是简化新型医疗器械的供电流程。文中将考虑各种选项，确定行业术语，讨论监管要求，最后，帮助缩短开发过程。

　　需要指出的是，本文将重点阐述10-200 WI类和II类便携式医疗器械。我们将着眼于成功设计单路或多路输出开关模式电源(SMPS)的，以满足医疗技术的需求。

　　每次的探索都会伴随着问题的出现。在寻求优质医疗器械电源时，应注意以下一些问题：

• 　　该器械如何使用？主要用于需要可靠室内交流电源的室内应用，还是针对便携式应用且需要交流和直流两种电压输入？是否将售往电源和可靠性仍待解决的发展中国家市场？
• 　　器械的整体尺寸对医疗应用有多重要？空间是否有限？需要做出哪些权衡？
• 　　该器械将用于哪些地区？目标市场在哪里：欧洲、北美、亚洲，还是其它地方？必须满足哪些监管要求？
• 　　该器械支持的电压需求有多严格？电源效率应该是多少？需要功率因数校正吗？如果需要，瓦特数是多少？
• 　　现货和定制设计哪种更好？让我们分析一下所有上述因素。

　　器械操作

　　确定器械操作方法是重要的第一步，且有助于引导供电流程。如器械主要用于医院、医生办公室或患者家中，则使用交流电源就足够了。输液泵、患者监控器、推车式超声系统和呼吸器械都属于此类。通常在固定位置上使用，可拔下并移至新位置，再重新连接至交流电源。

　　如产品用于流动性或高移动性应用领域——制氧机，除颤器、负压创伤治疗(NPWT)系统、手提式超声扫描仪等等，则应考虑交流/直流电源技术。

　　最后，器械使用场所的电源稳定性如何？发展中国家可能采用间断性电源，电压可从瞬态电压尖峰和浪涌直至完全中断。便携式器械的后备电池可抵消电源中断的影响。建议设计允许交流和直流两种电源输入的系统。

　　器械尺寸

　　该嵌入式电源管理系统设计用于呼吸机。

　　一种具有高度移动性的便携式器械对重量、整体机械尺寸和工业设计都有着严格的要求。由于尺寸和重量的限制，这些器械可能会使用外部电源。几家知名的电源公司可提供很有竞争力的现货交流电源，满足大多数医疗需求。

　　一些制造商提供了多种标准直流电源或适配器。建议使用专为医疗市场设计的直流电源适配器，而不是重新包装的消费性产品。例如，可以使用带绝缘功能的直流电源，以确保患者安全。

　　如该器械需要具备交流/直流电源，则任务将变得异常艰巨。由于复合式电源或直流/交流双电源没有既定医疗标准，制造商需要联系医疗电源开发商讨论选项。

　　一种选择是开发可嵌入或外置于器械的电源，可接受交流或直流电源输入（使用同一连接器）。该方案具有最大设计灵活性，只需将正确输入线供应至主机或电源即可。此时需要定制开发电源，因此开发过程更长。开发定制解决方案可能需要6个月或更长的时间。

　　一般情况下，较大型的固定器械，如推车式超声系统或医用电脑工作站，其表面部分和内部空间可放置嵌入式或开架式电源。目前有许多标准医疗电源解决方案或特定供应商可供选择。请确保供应商具备丰富的经验，可设计医疗市场专用电源（而非修改某一商业设计）。如需要复合式交流/直流电源，则应考虑开发上述定制电源。

　　器械使用，监管规定

　　确定器械的使用场所有助于确定所需测试类型，以符合监管要求。在大多数情况下，仅可考虑符合国际标准IEC60601-1（第3版）的电源，以确保医疗电器系统满足安全要求。考虑到接受诊断、监测和治疗的患者需要直接接触电子器械，该标准对各类医疗器械予以区别对待。IEC60601-1在大多数主要市场中有不同的国家版本：EN60601-1（欧洲）、ANSI/AAMI ES 60601-1（美国）和CAN/CSA C22.2 No. 601.1（加拿大）。对于其他市场的特定国家认证要求，请参考本UL链接。想要委托了解医疗市场需求的电源制造商，建议寻找通过ISO 13485认证的供应商。