EMI 濾波器在某紅外光醫(yī)療設(shè)備傳導(dǎo)發(fā)射試驗(yàn)上的應(yīng)用

劉艷靈，高之鵬，何浩星，徐默達(dá)，張 偉，曹相軍

（河南省藥品醫(yī)療器械檢驗(yàn)院，河南 鄭州 450000）

隨著人們生活質(zhì)量的提升，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注身體的健康和護(hù)理，而紅外光醫(yī)療設(shè)備是護(hù)理工作中不可缺少的重要工具。紅外光醫(yī)療設(shè)備根據(jù)人體正常組織與病變組織對(duì)特定波長(zhǎng)的光能照射具有選擇吸收的特性，促使黏膜產(chǎn)生熱固化效應(yīng)和生物共振吸收效應(yīng)，使病變組織凝固、變性、結(jié)痂、脫落，以達(dá)到組織修復(fù)、再生、改善循環(huán)、增加新陳代謝等功能。

近年來(lái)，紅外光醫(yī)療設(shè)備發(fā)展迅猛，在有源醫(yī)療設(shè)備中占有一定的比例，而該類設(shè)備在電磁兼容性上出現(xiàn)的問(wèn)題也比較明顯，經(jīng)常出現(xiàn)發(fā)射超標(biāo)或者抗干擾能力不足的現(xiàn)象。

電磁兼容性（Electromagnetic Compatibility，EMC）是指設(shè)備或系統(tǒng)在電磁環(huán)境中能正常工作且不對(duì)該環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力[1]。當(dāng)前有源醫(yī)療器械正處于蓬勃發(fā)展的時(shí)期，醫(yī)用電氣設(shè)備的EMC 問(wèn)題備受關(guān)注。紅外光醫(yī)療設(shè)備作為有源醫(yī)療設(shè)備的一類，其電磁兼容性同樣受到人們的關(guān)注。

要用標(biāo)簽注明廢液的種類，根據(jù)廢液的不同性質(zhì)在陰涼處分類、密閉存放。常用的廢液處理方法有酸堿中和法、化學(xué)沉淀法、氧化還原法和萃取法。例如，含銀的廢液可以加入過(guò)量飽和NaCl溶液進(jìn)行沉淀處理；含汞、鉛、錳等重金屬離子的廢液，可在堿性條件下加入Na2S，形成沉淀分離后將溶液調(diào)節(jié)至中性再進(jìn)行排放。

傳導(dǎo)發(fā)射（Conducted Emission，CE），也被稱為傳導(dǎo)騷擾，是指系統(tǒng)自身的電壓、電流信號(hào)通過(guò)信號(hào)線、電源線或信號(hào)地線等線纜被設(shè)備傳輸出去并對(duì)其他系統(tǒng)、組件的正常運(yùn)行產(chǎn)生干擾的電磁現(xiàn)象[2]。測(cè)試頻率主要集中在150 kHz～30 MHz 范圍內(nèi)，將試驗(yàn)測(cè)量值與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對(duì)比，以此判斷受試設(shè)備是否通過(guò)傳導(dǎo)發(fā)射測(cè)試。

1 某紅外光醫(yī)療設(shè)備的測(cè)試背景

1.1 測(cè)試方法

該紅外光醫(yī)療設(shè)備按照I組A 類設(shè)備進(jìn)行測(cè)試。GB 4824—2019/CISPR 11：2016 對(duì)I組A 類設(shè)備在試驗(yàn)場(chǎng)地測(cè)量時(shí)的傳導(dǎo)發(fā)射試驗(yàn)的限值規(guī)定如表1 所示[3]。

在對(duì)電子商務(wù)商業(yè)運(yùn)營(yíng)模式予以討論的過(guò)程中，要結(jié)合基礎(chǔ)組成要素對(duì)框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行管理，從根本上提高框架體系應(yīng)用的精確程度，也能一定程度上貼合實(shí)際生活需求，確保能從價(jià)值界面、顧客界面、資源配置界面以及利益相關(guān)者界面四個(gè)角度建立完整的商業(yè)運(yùn)營(yíng)管理模式。

圖1 傳導(dǎo)發(fā)射連接圖

1.2 測(cè)試結(jié)果

傳導(dǎo)發(fā)射（CE）試驗(yàn)連接圖如圖1 所示，包括接收機(jī)、人工電源網(wǎng)絡(luò)（Line Impedance Stabilization Network，LISN）和受試設(shè)備（Enterprise Unified Talker ，EUT），其中接收機(jī)是電磁騷擾試驗(yàn)中最常用的測(cè)試儀器，人工電源網(wǎng)絡(luò)是一種耦合去耦電路，提供規(guī)定的50 Ω阻抗，將受試設(shè)備與電網(wǎng)隔離開(kāi)來(lái)，為受試設(shè)備提供干凈的交流/直流電源，把受試設(shè)備的騷擾信號(hào)耦合到接收機(jī)進(jìn)行測(cè)量。

表1 Ⅰ組A 類傳導(dǎo)發(fā)射試驗(yàn)限值

按照I組A 類設(shè)備進(jìn)行傳導(dǎo)發(fā)射試驗(yàn)，按照?qǐng)D1 的試驗(yàn)布置，連接電源后，開(kāi)啟設(shè)備的所有功能，并調(diào)至最大強(qiáng)度，測(cè)試結(jié)果如圖2 所示。由圖可知，該受試設(shè)備的準(zhǔn)峰值、平均值在某些頻率段超出了限值。

圖2 傳導(dǎo)發(fā)射結(jié)果圖

2 原因分析

安裝EMI 濾波器時(shí)，應(yīng)盡量靠近設(shè)備的入口處，連線要盡量短，將地線連接好，輸入和輸出線需分開(kāi)走線，避免平行走線，且不能捆扎在一起，以防止線路之間的耦合，降低濾波特性。

上述接地和安裝磁環(huán)無(wú)效果后，采用在電源輸入端安裝EMI 濾波器的方法。EMI 濾波器由電感、電容構(gòu)成，其電路圖如圖3 所示。

在選擇濾波器時(shí)，需要注意額定的電壓及電流值、插入損耗、負(fù)載電容、漏電流等技術(shù)指標(biāo)，在保證電壓/電流的基礎(chǔ)上，插入損耗是濾波器最重要的技術(shù)指標(biāo)[6-8]。

3 整改措施

電磁兼容干擾的3 大基本控制技術(shù)包括接地、濾波和屏蔽，結(jié)合上述對(duì)干擾來(lái)源的分析，首先采取了接地和安裝磁環(huán)比較簡(jiǎn)單的措施，經(jīng)測(cè)試，整改后效果不明顯。

3.1 EMI 濾波器的工作原理

由圖2 呈現(xiàn)出來(lái)的試驗(yàn)結(jié)果可以看出，超標(biāo)的頻率段集中在150 kHz～20 MHz 內(nèi)。傳導(dǎo)騷擾分為2 種，即差模干擾和共模干擾[5]。通常情況下，在低頻段內(nèi)，開(kāi)關(guān)電源在“打開(kāi)—關(guān)閉”的動(dòng)作過(guò)程中形成的不連續(xù)電流所造成的紋波電壓會(huì)造成差模傳導(dǎo)騷擾。而在高頻段，由于電壓的高頻諧波分量通過(guò)電源與地之間存在的分布電容傳入大地，與電源線構(gòu)成回路從而造成傳導(dǎo)騷擾，主要以共模的形式呈現(xiàn)。

圖3 EMI 濾波器電路圖

其中，Cx為差模電容，Cy為共模電容，濾波器的一端接入電源，另一端連接負(fù)載。EMI 濾波器多為低通濾波器，用于切斷沿導(dǎo)線傳播的傳導(dǎo)騷擾。

3.2.2 插入損耗

3.2 EMI 濾波器的選型

另有數(shù)據(jù)顯示，與使用前比較，使用智能藥柜后各病區(qū)的基數(shù)藥品種類數(shù)由65.8增至157.7，調(diào)劑臨時(shí)醫(yī)囑藥品的平均時(shí)間由24.5分鐘降至5.8分鐘，護(hù)士藥師頻繁往返于藥房-病區(qū)之間取藥的時(shí)間大幅減少，護(hù)士和藥師都有了更多的時(shí)間專注于患者的護(hù)理和藥學(xué)服務(wù)。與此同時(shí)，各個(gè)病區(qū)臨時(shí)醫(yī)囑平均退藥次數(shù)也由200次下降到20次，呈大幅下降趨勢(shì)。

3.2.1 電壓/電流值

由于當(dāng)EMI 濾波器的工作電流超過(guò)額定電流時(shí)，在造成濾波器發(fā)熱嚴(yán)重的同時(shí)也會(huì)造成低頻濾波器性能降低，所以在選擇EMI 濾波器時(shí)，額定電流要留有一定的余量。

“教牧人員對(duì)于維護(hù)宗教和諧十分重要。”李路軍強(qiáng)調(diào)，“如果用不正確的神學(xué)思想引導(dǎo)，信眾很容易被帶偏?！倍背浇烫脫碛斜姸嘈磐剑瑓s始終保持和諧穩(wěn)定的局面，其根本就在于教牧人員的正確引導(dǎo)。

插入損耗是指在傳輸系統(tǒng)的某處插入EMI 濾波器前后，由噪聲源產(chǎn)生的干擾消耗在同一負(fù)載上的功率的比值[9]。插入損耗值是在EMI 濾波器兩端阻抗為50 Ω的條件下測(cè)得的，因此在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)在理論值的基礎(chǔ)上加一定的余量。

3.3 EMI 濾波器的安裝

該紅外光醫(yī)療設(shè)備由開(kāi)關(guān)電源、DC 電壓轉(zhuǎn)化電路、觸摸屏等電路構(gòu)成。通常，開(kāi)關(guān)電源對(duì)電磁兼容中的EMI 影響較大，是設(shè)備的主要騷擾源。開(kāi)關(guān)電源中采用的開(kāi)關(guān)管、整流二極管或續(xù)流二極管及變壓器在大電流、高電壓條件下工作時(shí)，由于高頻開(kāi)通關(guān)斷會(huì)導(dǎo)致電流和電壓的快速變化，因此產(chǎn)生的EMI 會(huì)通過(guò)電源線向外界傳播很強(qiáng)的電磁干擾[4]，從而造成電磁騷擾的增強(qiáng)。

許多人錯(cuò)誤地認(rèn)為，傳導(dǎo)發(fā)射的最高頻率是30 MHz，那么就可以忽視EMI 濾波器對(duì)高頻的衰減影響。因?yàn)榫€纜是個(gè)高效的輻射天線，當(dāng)線纜上存在高頻的傳導(dǎo)電流時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量的電磁輻射，從而可能會(huì)造成設(shè)備的輻射發(fā)射超標(biāo)的現(xiàn)象。因此，在選擇EMI濾波器時(shí)，既要保證傳導(dǎo)發(fā)射順利通過(guò)，也要滿足輻射發(fā)射的要求。

3.4 安裝EMI 濾波器后的測(cè)試結(jié)果

按照上述描述在電源輸入端安裝合適的EMI 濾波器后，再次對(duì)該臺(tái)設(shè)備進(jìn)行傳導(dǎo)發(fā)射試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果圖如圖4 所示。

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圖4 安裝EMI 濾波器后的傳導(dǎo)發(fā)射結(jié)果圖

由圖可知，傳導(dǎo)發(fā)射試驗(yàn)合格，同時(shí)再次測(cè)試輻射發(fā)射試驗(yàn)也是合格的。

“中國(guó)-東盟博覽會(huì)（CHINA-ASEAN Exposition簡(jiǎn)稱CAEXPO），簡(jiǎn)稱東博會(huì)，由中國(guó)前國(guó)務(wù)院總理溫家寶倡議，由中國(guó)和東盟10國(guó)經(jīng)貿(mào)主管部門及東盟秘書處共同主辦，廣西壯族自治區(qū)人民政府承辦的國(guó)家級(jí)、國(guó)際性經(jīng)貿(mào)交流盛會(huì)，每年在廣西壯族自治區(qū)南寧舉辦?！弊詵|博會(huì)年永久落戶廣西壯族自治區(qū)首府南寧市之后，十多年來(lái)其不斷促進(jìn)南寧的政治、經(jīng)濟(jì)、文化、金融、信息、旅游等方面的發(fā)展。經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展，南寧的面目不斷煥發(fā)新顏，人民的生活水平不斷得到提升，同時(shí)也吸引著越來(lái)越多的人來(lái)南寧進(jìn)行旅游度假。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)造成傳導(dǎo)發(fā)射試驗(yàn)不合格的原因進(jìn)行分析，確定了造成傳導(dǎo)發(fā)射超標(biāo)的騷擾源，針對(duì)該騷擾源選用合適型號(hào)的EMI 濾波器，順利解決了傳導(dǎo)發(fā)射不合格的問(wèn)題，同時(shí)對(duì)輻射發(fā)射試驗(yàn)也沒(méi)造成明顯的影響。