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呼吸机

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挑战
  • 通过提供交流和直流输入和备用电池实现最高级别的冗余。
  • 系统仍需小巧轻便。

解决方案
  • 全面的产品系列,提供完整的解决方案。
  • 符合医疗要求的小型 AC/DC 和 DC/DC 转换器。

应用要求
  • 最高级别的冗余通过以下方式实现:
  • 多种输入
    • 由全球各种交流电网提供 100 - 240 VAC 电压
    • 由外部电源或电池组提供 12/24 VDC 电压。
  • 内部备用电池
    • 通过交流或直流输入充电
    • 八小时备用时间和四小时充电时间。
  • 最高功率 160 W:50 W 用于系统,110 W 用于快速充电
  • 满足医疗应用要求的 DC/DC 转换器为与患者连接的传感器产生隔离电压。

引言

呼吸机是手术室或重症监护室中最为关键的设备之一。它必须在任何情况下都能工作,因此必须具备多重冗余。这些设备应可通过全球各种交流电网、外部电源、电池或内部备用电池供电。阅读本文,了解 RECOM 如何帮助客户设计复杂的电源解决方案。

应用案例概述

呼吸机是手术室和重症监护室中的关键设备。这些设备基于多个测量参数,如气压、呼吸流量、氧饱和度、脉搏率或自主触发呼吸,精确控制有创或无创呼吸。

这类设备如出现故障,可能导致严重甚至致命的后果,因此需要达到最高级别的冗余。电网供电中断是一种潜在的故障,这种故障可以通过内部备用电池加以解决。在由内部备用电池供电时,客户希望系统能够运行长达八个小时。在电网供电恢复后,内部电池应该在四个小时内充满电。这就需要采用可靠的交流和直流输入电源,因为总输入功率的 60% - 70% 可能用于为电池充电。这种配置也更具有弹性,可以应对基础设施薄弱地区发生的间歇性供电中断。

如果八个小时后电网供电并未恢复怎么办?更换内部电池对医护人员来说压力很大,而且会占用他们宝贵的时间。在这种情况下,可以由外部电池组供电,延长备用时间。在最坏的情况下,客户还能用任何 12 V 或 24 V 电池供电,包括汽车或卡车上使用的电池。

如果无电网供电或内部 AC/DC 电源出现故障该怎么办?可以使用输出电压在 9 至 36 V 范围内的外部电源为呼吸机供电。

客户最初想要采用完全定制的设计,但 RECOM 能够提供独特而巧妙的解决方案。AC/DC 电源搭配宽输入范围 DC/DC 转换器,可通过多种输入在内部生成 24 V 总线电压。电池管理系统通过该 24 V 总线对内部电池进行充电,而在无输入电源可用的情况下,内部电池将为该 24 V 总线提供备用电源。然后,低功耗隔离式 DC/DC 转换器可以生成各种负载所需的电压。当传感器与患者相连时,转换器必须满足 2MOPP(双重患者保护)要求(例如,根据 IEC/EN 60601-1 标准,必须达到 4 kVAC/min 的增强(双重)隔离,8 mm 爬电距离和电气间隙)。

此外,还采用另一种独特方案生成隔离式 5 V 电源电压,为低功率传感器供电。通过内部 24 V 总线,非隔离式稳压 5 W 转换器可产生稳定的 5 V 电压。然后,隔离式非稳压 1 W 转换器为各个传感器提供单独的电流隔离电压。

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