15W单输出医疗级开关电源PM - 15系列：设计与性能解析

在医疗电子设备的设计中，电源的稳定性和安全性至关重要。今天，我们就来详细探讨一下15W单输出医疗级开关电源PM - 15系列，看看它在设计和性能方面有哪些值得关注的地方。

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一、产品特性亮点

1. 输入与保护

PM - 15系列支持通用交流输入，覆盖全范围电压，适应性强。同时具备短路、过载和过压保护功能，能有效保障电源和连接设备的安全。当出现异常情况时，如过载保护采用打嗝模式，故障排除后可自动恢复，大大提高了使用的便利性。

2. 尺寸与散热

该系列电源采用超小型设计，重量轻，方便集成到各种医疗设备中。并且通过自由空气对流进行冷却，无需额外的散热风扇，减少了故障点，提高了可靠性。

3. 安全认证

获得了医疗安全认证，初级到次级之间具备2 x MOPP（ Means of Patient Protection）隔离，符合严格的医疗安全标准。同时，空载功耗小于0.5W，节能效果显著。

4. 频率与可靠性

固定开关频率为67KHz，有助于减少电磁干扰。经过100%满载老化测试，可靠性高，还提供3年质保，让用户使用更放心。

5. 应用适用性

适合BF（Body Floating）应用，但需要在适当的系统设计中加以考虑。

二、规格参数详解

1. 输出参数

型号	DC电压	额定电流	电流范围	额定功率	纹波与噪声（最大）	电压公差	线性调整率	负载调整率
PM - 15 - 3.3	3.3V	3.5A	0 ~ 3.5A	11.55W	80mVp - p	±3.0%	±1.0%	±1.0%
PM - 15 - 5	5V	3A	0 ~ 3A	15W	80mVp - p	±2.0%	±1.0%	±1.0%
PM - 15 - 12	12V	1.25A	0 ~ 1.25A	15W	150mVp - p	±2.0%	±0.5%	±1.0%
PM - 15 - 15	15V	1A	0 ~ 1A	15W	150mVp - p	±2.0%	±0.5%	±1.0%
PM - 15 - 24	24V	0.63A	0 ~ 0.63A	15.12W	240mVp - p	±2.0%	±0.5%	±0.5%

从这些参数可以看出，不同型号的电源在输出电压、电流和功率上有所差异，工程师可以根据具体的应用需求进行选择。

2. 输入参数

• 频率范围：47 ~ 440Hz，能适应不同的电源环境。
• 效率：典型效率在73% - 81%之间，随着输出电压的升高，效率也有所提高。
• 交流电流：不同输入电压下的交流电流不同，如在115VAC时为0.35A，230VAC时为0.2A等。
• 浪涌电流：冷启动时为30A/115VAC，触摸电流小于80μA/264VAC。

3. 保护参数

• 过载保护：采用打嗝模式，故障排除后自动恢复。
• 过压保护：不同输出电压对应的过压保护范围不同，如3.3V输出时为3.8 ~ 4.95V等，保护方式为关闭过压，通过齐纳二极管钳位。

4. 环境参数

• 工作温度： - 20 ~ +70°C，需参考降额曲线。
• 工作湿度：20 ~ 90% RH，无冷凝。
• 存储温度和湿度： - 40 ~ +85°C，10 ~ 95% RH。
• 温度系数：±0.03%/°C（0 ~ 50°C）。
• 振动：10 ~ 500Hz，2G，10分钟/1周期，沿X、Y、Z轴各60分钟。

5. 安全与EMC参数

• 安全标准：符合ANSI/AAMI ES60601 - 1、TUV EN60601 - 1、IEC60601 - 1、UL60950 - 1、EAC TP TC 004等标准，初级 - 次级隔离为2 x MOPP。
• 耐压：输入 - 输出为4KVAC。
• 绝缘电阻：输入 - 输出为100M欧姆 / 500VDC / 25°C / 70% RH。
• 电磁发射：符合EN55011（CISPR11）、EN55032（CISPR32）Class B、EN61000 - 3 - 2、 - 3、IEAC TP TC 020。
• 电磁抗扰度：符合EN61000 - 4 - 2、3、4、5、6、8、11、EN55024、EN60601 - 1 - 2、EN612004 - 3，医疗级别，标准A，EAC TP TC 020。

6. 其他参数

• MTBF：最小499.7K小时（MIL - HDBK - 217F，25°C），可靠性高。
• 尺寸：75 53 22.7mm（L W H），体积小巧。
• 包装：每0.14Kg，120pcs/17.8Kg/0.97CUFT。

三、机械与电路设计

1. 机械规格

从机械规格图可以看出，电源的尺寸设计紧凑，各部分布局合理，方便安装和集成。

2. 电路框图

电路框图展示了电源的基本组成，包括滤波器、整流器、开关电源、控制电路等部分。固定的开关频率为67KHz，有助于稳定电源的性能。

四、降额曲线分析

降额曲线反映了输出功率随输入电压和环境温度的变化情况。在设计过程中，工程师需要根据实际的工作环境和负载需求，参考降额曲线来选择合适的电源型号，以确保电源在各种条件下都能稳定工作。

五、注意事项

在使用PM - 15系列电源时，需要注意以下几点：

1. 所有未特别说明的参数均在230VAC输入、额定负载和25°C环境温度下测量。
2. 纹波和噪声的测量是在20MHz带宽下，使用12"双绞线，终端接0.1μF和47μF并联电容。
3. 电压公差包括设置公差、线性调整率和负载调整率。
4. 该电源作为组件安装到最终设备中，最终设备仍需重新确认是否符合EMC指令。
5. 触摸电流是从初级输入到直流输出测量的。
6. 对于无风扇型号，海拔高于2000m（6500ft）时，环境温度降额为3.5°C/1000m；有风扇型号为5°C/1000m。

总之，PM - 15系列15W单输出医疗级开关电源在设计和性能上都有很多优点，能满足医疗设备对电源的严格要求。电子工程师在设计医疗设备时，可以根据具体需求合理选择和使用该系列电源。大家在实际应用中是否遇到过类似电源的问题呢？欢迎在评论区分享交流。