一挑戰(zhàn)與危機(jī)

【EMC危機(jī)曝光】：

隨著科技的進(jìn)步和醫(yī)療需求的不斷發(fā)展，醫(yī)療產(chǎn)品在提升診療水平、保障患者健康方面起著至關(guān)重要的作用。而醫(yī)用負(fù)壓機(jī)是一種用于醫(yī)療場景的設(shè)備，其主要功能是通過產(chǎn)生負(fù)壓（低于大氣壓的壓力）來輔助醫(yī)療操作或患者治療。它被廣泛應(yīng)用于手術(shù)室、病房、急救等。其可靠性和安全性至關(guān)重要。

然而，隨著電子設(shè)備的廣泛應(yīng)用，電磁兼容性（EMC）問題逐漸成為醫(yī)療設(shè)備中不可忽視的隱患。

二精準(zhǔn)整改目標(biāo)

【測試標(biāo)準(zhǔn)】：

YY0505是中國的醫(yī)療電氣設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)，專門針對醫(yī)療設(shè)備的電磁兼容性（EMC）做出規(guī)定。具體來說，YY0505標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了醫(yī)療設(shè)備在使用過程中對電磁環(huán)境的影響，以及設(shè)備自身受到電磁干擾的能力。YY0505的輻射騷擾限值與國際標(biāo)準(zhǔn)IEC 60601-1-2一致，主要包括不同頻段的輻射限值。YY0505中的輻射限值通常參考以下標(biāo)準(zhǔn)：

1.頻率范圍：一般在30MHz至1GHz的頻段，可能會(huì)有不同的限值。

2.限值數(shù)值：例如，30MHz至230MHz的頻段，限值為30dBμV/m（以10米距離測量），230MHz至1GHz的頻段，限值為37dBμV/m。

三產(chǎn)品分析和整改措施

1.產(chǎn)品分析：醫(yī)用負(fù)壓機(jī)：

電源模塊大致如下。

（1）適配器供電：12V轉(zhuǎn)6V供給系統(tǒng)所有模塊。

（2）電池供電：3.7V升6V供給電機(jī)和顯示屏。電池供電時(shí)摸底會(huì)超標(biāo)，因此定位到升壓問題。

2.升壓模塊分析：

（1）EMC問題排查之原理圖和PCB回路法：

原理圖上參考芯片原廠的設(shè)計(jì)，但從EMC角度上輸入和輸出濾波電容太少，針對不同的超標(biāo)頻段應(yīng)該多放置幾個(gè)量級電容，每個(gè)量級間隔100倍，提供更寬頻段的濾波效果。以下是芯片原廠設(shè)計(jì)：

（2）PCBlayout：地問題：

①頂層輸入電容地和輸出電容地過孔連接，芯片地和輸出電容地通過0Ω電阻連接；

②升壓電路的底層地中有別的走線導(dǎo)致地不完整。

【建議】：

①輸入電容地和輸出電容地需要在同層，盡量不打孔連接，芯片地和輸出電容的地直連，取消0Ω電阻；

②底層地需完整，信號(hào)線和電源線繞開這部分地，大面積的地會(huì)抵消掉突變的電流從而降低EMI。未整改前LAYOUT如下：

3.電機(jī)分析：

電機(jī)工作時(shí)，換向器和碳刷之間來回切換，會(huì)產(chǎn)生拉弧，測試時(shí)會(huì)出現(xiàn)密集的毛刺。測試數(shù)據(jù)如下圖：

4.整改措施：

（1）升壓模塊整改：

①電感對地并1nf高頻電容，減小高頻回路面積；

②將電感放置在續(xù)流管附近，減小電感充放電的回路面積；

③續(xù)流管兩端并RC電路減小過沖；

④升壓電路的底層地用錫連接，形成完整地。

【具體措施如圖】：

（2）電機(jī)整改：

電機(jī)處加濾波板，濾波器件為BDL（BDL0805S110V101T）濾波器和磁珠，將電機(jī)噪聲抑制在源頭上，注意：濾波板GND必須低阻抗的連接在電機(jī)金屬殼上，這樣才能濾波效果最大化。濾波板及接地線如圖：

（3）屏蔽：將普通電機(jī)供電線換成屏蔽線，屏蔽線地接在電機(jī)外殼。

四測試前后數(shù)據(jù)對比

【整改前測試結(jié)果】：

【整改后測試結(jié)果】：

【前后對比】：

YY0505和EN55032-classB限值一樣，可直接用EN55032-classb測試，電源包絡(luò)下降20個(gè)DB,測試通過。

五總結(jié)

醫(yī)療設(shè)備EMC整改需系統(tǒng)化方案：

精準(zhǔn)定位噪聲源（升壓模塊/電機(jī)），優(yōu)化濾波、接地和屏蔽設(shè)計(jì)。本案例通過多級濾波、PCB布局改善和電機(jī)噪聲抑制，使醫(yī)用負(fù)壓機(jī)輻射降低20dB，符合YY0505標(biāo)準(zhǔn)，為同類產(chǎn)品提供實(shí)用參考。