醫療電子產品需要優秀的保護器件
醫療機構、患者及其家人越來越多地使用電子器械,包括血糖儀、血壓計、外部自動化電擊器(AEDs)等。為了保證這些器械安全且可靠的性能,設計人員必須在開始設計電路時便考慮到電路保護的要求。例如,表面看起來輕微的靜電放電,可能會造成沒有正確保護的便攜式醫療器械失效,給患者帶來錯誤的(或沒有)讀數,從而造成危險。此外,還會因錯誤的結果引發不當的治療,導致該器械生產廠家需承擔法律責任。
本文引用地址:http://www.j9360.com/article/201612/341483.htm在其使用期內,醫療器械電路會在很多方面遭受各種電氣威脅。簡言之,任何一個電源或通信接口都是一個電氣瞬變的潛在入口,并且在該設備使用期內也很容易受到破壞。因此,需注意電源(電池組、直流輸入、交流輸入)、微處理器、話筒/擴音器線路、通信接口(有線和無線)、傳感器、LCD顯示器、小鍵盤和按鍵。
對于更加高端的設備(造影像、診斷和實驗室設備),由于其更為復雜且面對更多的電氣威脅,因而需要額外的保護器件。交流電源和高壓直流電源等電路需要能夠應對比便攜式設備高出很多能量的浪涌保護方案。
美國力特公司資深銷售經理 朱少榮
過電壓抑制設備(器件)
氣體放電管(GDTs)通常用于保護電信線路、數據通信線路和其他裝置(設備)的信號線路,不受浪涌電壓的影響。該器件可以承受高達40,000安培的浪涌電流,因而是降低閃電造成瞬變的理想選擇。
壓敏電阻(可變電阻器)可以讓過高瞬變電壓產生的電流避開敏感設備。分為兩大主要類型:
· 多層壓敏電阻(MLVs)可以為0-120V直流供電的敏感設備提供中低能量瞬變(0.05-2.5焦耳)的保護。這些多層壓敏電阻最常用于ESD保護。
· 金屬氧化物壓敏電阻(MOVs)可提供0.1-10,000焦耳的額定能量,讓敏感元件避開瞬變電流。對于低壓直流電源端口或信號端口,壓敏電阻綜合了高浪涌和小尺寸圓盤的優勢,為需要節省空間的設計提供了理想選擇。例如,一個10mm的壓敏電阻可承受最大2,000A的浪涌電流,這是相同尺寸的標準MOV所承受最大浪涌電流的四倍。該器件可以保護電路不受電氣威脅的損害,如感應雷擊干擾、系統開關瞬變脈沖和電源的異??焖偎沧?。
聚合物ESD抑制器具有低結電容(~ 0.05pF)和快速箝位能力,所以是高速數字I/O和RF線路的理想選擇。低結電容有助于保證不會發生誤碼或失真。
瞬變電壓抑制(TVS)二極管保護各種電路和元件,不受直流電源線常見的各種威脅的影響。該二極管的p-n結橫截面比常規二極管大很多,從而可以在不會產生損害的情況下將較大的電流導通到地,使瞬變電壓被抑制到低于采用其他技術的水平。瞬變功率額定值在400瓦-15,000瓦之間,最高15,000A@ 8x20us的波形。
半導體二極管保護陣列(SPA)設計用于保護模擬和數字信號線路不受ESD和其他瞬變過電壓的影響。此外,還可以在較小的空間中使用多通道陣列提供ESD保護,并且鉗位電壓低于其他技術,從而提供盡可能最好的保護。
半導體放電管設計應用抑制電信和數據通信設備的瞬變過電壓,并且能夠在達到擊穿電壓的幾毫微秒內將高達5,000A的電流導地。
過電流保護器件
保險絲是最常用的過電流保護器件,分為快斷型和慢斷(延時)型。第二種類型可在電流出現短暫但反復發生的過電流“脈沖”時,將重復更換次數降到最低。在便攜式應用中,經常采用小型表面安裝的保險絲,以節省空間并阻斷過電壓和短路電流。
PTC熱敏電阻是代替保險絲的可重復器件。當電流增大時,增高PTC電阻并自動限制電流。通常情況下,采用聚合物(PPTC)材料,可在阻抗與溫度之間形成明顯的拐點。一旦過載消失,PPTC會冷卻并將電路恢復到正常運行情況。因而,無需更換保險絲。
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