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电磁兼容在医疗器械中的应用


  来源: 网络整理 时间:2020-05-19 编辑:仪器仪商WXF
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瞬态电压抑制器(Transient Voltage Suppressor, TVS)也能够对静电放电起到有效的保护作用。不过 TVS 只能抑制瞬态干扰的电压,不能滤除高频干扰成分,电路中一般配合增加与 TVS 并联的高频旁路电容,用于抑制高频干扰。


此外, PCB 板的走线对于静电防护也非常重要,这些走线相当于一根根互相耦合的天线。为了把这些天线的耦合降低, PCB 板上的线长要求尽可能的短,包围的环路面积尽可能小,考虑磁场对消原理。

磁通对消的本质就是信号回流路径的控制,具体示意图如下:



如何用右手定则来解释信号层与地层相邻时磁通对消效果,解释如下:

(1)当导线上有电流流过时,导线周围便会产生磁场,磁场的方向以右手定则来确定。

(2)当有两条彼此靠近且平行的导线,如下图3.2所示,其中一个导体的电流向外流出,另一个导体的电流向内流入,如果流过这两根导线的电流分别是信号电流和它的回流电流,那么这两个电流是大小相等方向相反的,所以它们的磁场也是大小相等,而方向是相反的,因此能相互抵消。



1.3整改实例

某品牌体外诊断设备,外壳为绝缘材质。静电放电测试的现象为 :对显示屏、面板按键及外壳缝隙处进行空气放电 ±8 kV,机器出现异常,按键失效,显示屏显示异常,无法维持基本性能。


1.3.1分析一

针对显示屏,首先考虑电荷在此处积聚不能及时泄放而造成干扰。通过检查,显示屏已经做了接地处理,但接地线很长。其次,显示屏外部透明绝缘膜较薄,防护效果不好。

整改方法 :在显示屏与外壳之间增加一块透明的绝缘材料(材质为丙烯酸玻璃)。同时,缩短显示屏接地线的长度。

整改效果 :对显示屏进行空气放电 ±8 kV 复测,显示屏工作状况有改善。


1.3.2分析二

观察显示屏及其内部控制电路,发现显示屏和控制电路之间的信号线是一根较长的排线。排线在机器内部未经处理,与其他电路距离很近。整改方法 :将排线折叠并固定在绝缘外壳处,远离其他电路模块及外壳缝隙等。



整改效果 :对显示屏进行空气放电 ±8 kV 复测,显示屏工作正常。


1.3.3分析三

考虑电荷从外壳缝隙处进入内部电路,并造成按键失效。整改方法 :使用绝缘材料,将外壳缝隙处与其临近内部电路之间互相隔离。

整改效果 :对外壳缝隙处进行空气放电 ±8 kV 复测,与整改前相比,有一定改善。


1.3.4分析四

对按键进行静电放电时,按键完全失效,分析可能是静电电流干扰到了按键及显示部分控制电路,需要将电流分流泄放至大地,避免其对设备的干扰。整改方法 :尝试在 I/O 接口和地之间并联二极管,并安装一个对地电容,将 I/O 接口处电缆感应的静电放电电流分流到大地上,避免流入电路造成干扰。



整改效果 :对按键部位进行空气放电 ±8 kV 复测,机器正常运行,不再有异常。

关键词:电磁兼容 医疗器械 应用    浏览量:846

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