赋能医疗设备创新：创建灵活的生命体征监测系统

• 关键词：博大,医疗设备,生命体征监测系统
• 摘要：医疗设备中的电源选择必须符合比办公设备更严格的安全标准，分为两类：操作员被认为是健康且训练有素的。仅与操作员接触的设备必须满足 MOOP（操作员保护装置）要求。典型的例子是IVD（体外诊断设备）病人更容易受到电击，与患者相连或靠近患者的设备必须满足更苛刻的 MOPP（患者保护手段）要求。

医疗设备中的电源选择必须符合比办公设备更严格的安全标准，分为两类：

操作员被认为是健康且训练有素的。仅与操作员接触的设备必须满足 MOOP（操作员保护装置）要求。典型的例子是IVD（体外诊断设备）

病人更容易受到电击，与患者相连或靠近患者的设备必须满足更苛刻的 MOPP（患者保护手段）要求。

下列图表显示 MOPP 的分类项目:

克服电气隔离和漏电流的挑战

接地漏电流主要由交流电源中的EMI滤波器产生，限制在500μA，外壳漏电流不得超过100μA。当漏电电流低于100μA时，所有P-DUKE的 AC/DC 电源解决方案都可以轻松满足这两个值。

患者漏电流取决于应用类型，在 100μA 和 10μA 之间变化，这是另一个案例研究中涉及的主题。

成功的便携式患者监护项目：

为了使患者运输更容易，客户设计了一个模块化的患者监护仪，该监护仪由基站和用于不同监护案例的小型插件模块组成。在运输过程中，模块被从基站中拉出并放置在患者的床上，同时继续监测生命体征。当再次插入基站时，数据将上传到基站和医院信息系统中。

基本单元的电源解决方案：

基站需要 20W，插入式模块最大需要 7W。 10.8V 锂离子电池提供长达 6 小时的备用时间，然后必须在 6 小时内充电。考虑到内部损耗，该器件消耗的最大功率约为 60W。P-DUKE 的 MED100 AC/DC电源产品具有 15V/100W 输出，可提供足够的功率裕量，符合 2xMOPP 标准，并具有 B 类 EMI 滤波器，漏电电流仅为 75μA。

当连接到电源时，内部总线上的电压为 15V。在备用电池模式下，当电池放电超过 90% 时，它可以降至 9V。因此，下游转换器必须覆盖 9 – 15V 的输入范围。

数据处理和触摸屏需要 5V，总共 15W。虽然只有操作员才能触摸屏幕，但患者也可以与屏幕接触。因此，我们选择了 MPM20 系列中符合 2xMOPP 标准的 20W 转换器，具有 5000Vac 隔离电压和 8mm 电气间隙和爬电距离。

HSRP6 系列的非隔离式转换器通过该 5V 总线为内部 WLAN 模块产生 3.3V 电源电压。

隔离的LAN接口连接到医院网络。网络中其他设备中的接线或连接错误以及隔离故障可能会使系统的安全概念失效。因此，客户通过使用 MPL02 系列的低功耗转换器增加了一个额外的 2xMOPP 兼容隔离栅。

基本单元解决方案：

插入式模块的电源解决方案：

客户可以在各种配置之间进行选择，每种配置都需要传感器和触摸屏的 2xMOPP 兼容电源电压。解决方案是使用 10W MPP10 模块生成 5V 的 2xMOPP 兼容总线电压。

数据处理、显示器和所有 5V 患者传感器都可以直接从该总线供电。如果噪声敏感传感器需要其他电压或隔离，P-DUKE 提供最大范围的隔离和非隔离模块之一，提供 3.3 至 24V 的单正负或双输出电压。

DC/DC电源转换器插件模块解决方案：

另一个目标是将总重量控制在3.5公斤以下。仅 270g，电源贡献不到 8%。

没有可闻的噪音，因此不允许使用风扇。所有这些高效的转换器只能在自然对流下工作，不需要额外的散热器，从而保持较低的总重量。

典型配置的重量计算：

在效率和重量之间取得平衡：患者监护设备的具体需求

这种设计需要一种复杂、轻量级的电源解决方案，使不同的转换器无缝地协同工作，并提供必要的隔离栅。基于P-DUKE种类繁多的AC/DC和DC/DC电源转换器，我们找到了一个完整的解决方案来解决该应用中的所有挑战。