医疗应用电源的整流器

安全性和可靠性在医疗器械行业中至关重要。确保满足这些要求的最重要方法之一是使用满足行业苛刻标准的电源。ABB Power Conversion 推出了 MPE2000AC48 200AC24 （MPE2000） 整流器来帮助满足这一要求。它专为医疗应用而构建。

新型 2，000-W、48-V 医用整流器符合 EN60601-1、IEC 60601-1、ES 60601-1 和 CAN/CSA-C22.2 No. 60601-1:14 行业标准。它与人类接触高度隔离，可减少医疗环境中的危险，使其非常适合脉冲激光医疗设备，如心血管和骨科治疗，以及一般医疗和实验室应用。

风扇冷却的 MPE2000 电源专为独立使用而设计，峰值效率高达 93.5%。在充电期间，它可以恒流为高达 18，000 µF 的输出容性负载充电，单调电压增加到 48 V。此外，新的医疗整流器具有 24-V、100-W 内务电路以及一个0.25W 5V 待机电压。

该整流器还满足医疗激光器等苛刻的重脉冲负载应用的严格瞬态响应要求。它具有通用输入、–20˚C 至 70˚C 的宽工作温度范围以及 11 × 5 × 5 英寸的外形尺寸。

在接受电力电子新闻采访时，ABB Power Conversion 的 工业部门负责人Gopal Mitra 指出了医疗电源设计在法规和技术方面的重要性。

电力电子报：现在医疗电源在法规和技术方面面临哪些挑战？

Gopal Mitra： 法规是任何技术应用、产品设计或产品开发过程中不可或缺的一部分。在医疗机构中，当涉及将人与电源连接的设备时，确保患者和医疗专业人员的安全需要一系列基于标准的要求，从医疗设备的基本安全到基本性能要求。

一个关键的安全问题是患者经常通过他们的设备靠近电力。为确保患者和提供者的安全，IEC-60601 等医疗设备标准要求医疗设备制造商采用多种保护方式，以确保双方都免受所有电气、机械和功能故障的影响。

例如，嵌入式医疗直流电源应用的固有特性意味着，如果管理不当，它们提供的电压和电流可能会对患者造成危害。虽然电源本身不是医疗设备，但制造商有责任根据需要实施这些电源解决方案和保护，同时考虑到医疗应用并符合行业标准和法规。

PEN：设计此类设备时需要考虑的最关键因素是什么？

Mitra： 为医疗设备供电存在一些必须克服的关键挑战，以帮助确保可靠、高效和安全的操作。

首先，是安全方面。这些设备中的许多设备与患者和操作员的距离相对较近，因此电源必须与人员充分隔离，以最大程度地减少与人体接触相关的风险，尤其是电击风险。其次，医疗激光器等高脉冲负载医疗应用会给电源带来巨大压力——每秒循环开启和关闭高达数千次——使得电源可靠性和质量对于实现这些应用至关重要。

小型化也是这些类型的设备的普遍趋势，这些设备需要在现有或更小的占位面积中提供更多功率。对于下一代医疗设备，在紧凑型设计中最大化功率能力将为开发具有更高功率密度、更高效率和更高可靠性的日益先进的设备创造机会。

PEN：我们应该期待宽带隙半导体用于下一个解决方案吗？

Mitra： 在医疗电源领域，有许多不同的应用和用例，宽带隙半导体的实施在某些方面比其他方面更有意义，尤其是在功率密度和效率是主要标准的情况下。逐案评估电力需求有助于为每个独特的应用确定最佳解决方案。

在 MPE2000 的开发过程中，可靠性和符合医疗行业标准（如 IEC60601-1）是首要考虑因素。这些对我们的客户很重要。我们将继续与客户合作，以确保满足他们的电力需求。宽带隙半导体是为我们的客户开发解决方案时需要考虑的宝贵技术选择。

PEN：为激光器提供能量并非易事。激光极其敏感且容易损坏。持续几微秒的单脉冲过大电流会使激光二极管发光的半导体结构过热并损坏。电流不稳定性会影响结的温度，例如引起波长的变化。实现这一目标的解决方案是什么？您的客户在性能方面对您有什么要求？

Mitra： 医用激光器以极高的频率运行。他们还需要在纳秒时间范围内的高电流。在开发 MPE2000 医用整流器时，我们关注的主要挑战是优化峰值脉冲负载电流并满足这些苛刻应用的严格瞬态响应要求，同时确保稳定可靠的电能质量，从而有助于延长使用寿命在这种压力条件下的电源。

此外，变化的脉冲频率（0 到 50 kHz）会在动力系统中产生谐波谐振问题，我们通过根据应用需求对电源进行微调的能力来解决这些问题。　

      审核编辑：彭静