Suministros de CA/CC de grado de uso médico Varios factores de forma, opciones de clavijas de conexión que facilitan el diseño

Al diseñar productos de uso médico alimentados por CA, se enfrenta a un problema de fuente de alimentación único, además de los desafíos de ingeniería habituales. Su suministro de CA-CC de línea (también llamado convertidor de potencia) debe cumplir estrictas normas de seguridad, más estrictas que las de diseño no médico. También debe asegurarse de que siga siendo seguro a pesar de los diversos modos de falla.

Afortunadamente, las opciones de suministro para estos convertidores se han ampliado, lo que le permite elegir entre suministros de uso médico calificados en una variedad de factores de forma, opciones de enchufe de línea y potencia de salida.

Los convertidores están regulados por las normas ANSI/AAMI ES60601-1 (Estados Unidos, EE. UU.) e IEC/BS EN/EN60601-1 (Unión Europea, UE), junto con las normas que no son de uso médico habituales. Cumplen requisitos que incluyen dos medios de protección del paciente (2×MOPP) y una corriente de fuga del orden de 100 microamperios (μA). Estos son algunos de los diversos requisitos que van más allá de las normas habituales de suministro en materia de seguridad y eficiencia.

En muchos casos, los suministros deben diseñarse con una configuración de clavija de conexión de CA de Clase II, lo que garantiza la seguridad a pesar de carecer de un tercer pin (hoja) para puesta a tierra. Esto contrasta con una clavija de conexión de Clase I, que tiene una conexión a tierra. La Clase II es necesaria, ya que todavía se utilizan muchos receptáculos de CA de dos hojas. Además, incluso si el receptáculo tiene conexión a tierra de tres clavijas, la conexión a tierra real puede estar ausente o defectuosa.

Puede elegir entre un suministro de chasis interno, de armazón abierto o un adaptador para montar en pared externo. A veces, la mejor decisión es clara, ya que la mayoría de los adaptadores de pared tienen una potencia máxima de 50 vatios, lo que hace que el suministro de armazón abierto sea la única opción viable en diseños de alta potencia. En otros casos, la decisión es una compensación o está determinada por la aplicación.

La fuente de alimentación de armazón abierto

Los suministros internos son idóneos para productos que deben ser soluciones completas de caja única. Agregar el suministro internamente aumenta el tamaño de la unidad, pero esto suele ser aceptable si sus aplicaciones incluyen máquinas de diálisis, sillones dentales, camas que funcionan con electricidad o bombas de fluidos.

Los suministros internos también se utilizan cuando se necesitan rieles distintos y totalmente independientes, en lugar de utilizar un suministro único con varias salidas. Este es un caso en el que los suministros pueden tener diferentes escenarios de encendido/apagado o tener una amplia gama de clasificaciones de voltaje y corriente.

Los convertidores de armazón abierto en la serie RPS “verde” de MEAN WELL están clasificados para aplicaciones de uso médico. Estas unidades proporcionan niveles de potencia desde unos modestos 30 hasta unos considerables 500 vatios con voltajes de salida de 5 a 48 voltios.

Una unidad representativa de la serie es el RPS-120S-24, un convertidor de placa de circuito impreso (CI) de 24 voltios y 120 vatios con un espacio diminuto de 2 × 3 pulgadas (in) (Figura 1). Funciona con entradas de 80 a 264 voltios de CA (VCA) con una eficiencia a carga completa del 94% y un consumo de energía sin carga extremadamente bajo, inferior a 0.3 vatios. Se puede utilizar para instalaciones de sistemas de Clase I y Clase II y presenta una corriente de fuga extremadamente baja, inferior a 150 microamperios (μA).

Figura 1: El convertidor de placa de CI RPS-120S-24 mide solo 2 × 3 in y aun así ofrece hasta 120 vatios con alta eficiencia y baja disipación sin carga. (Fuente de la imagen: MEAN WELL)

Adaptadores para montar en pared

Las unidades de energía de montaje en pared ofrecen flexibilidad en el empaque y el uso al reducir el volumen y el peso del sistema. En muchos casos, no proporcionan energía operativa primaria, sino que se utilizan para cargar baterías internas. De esta manera, el sistema se puede llevar al campo sin la carga de un suministro interno de CA-CC. Además, incluso si la unidad no es un sistema portátil, ocupa menos espacio en el escritorio o en la mesa de trabajo, ya que el suministro puede ubicarse en la salida de CA.

Otro beneficio de los adaptadores de pared es que mantienen el alto voltaje de la línea de CA fuera del sistema, lo que simplifica el proceso de certificación, ya que en el interior solo hay CC segura y de bajo voltaje. Tenga en cuenta que muchos productos de consumo de bajo costo, no portátiles y sin batería ahora utilizan adaptadores externos por este motivo. Por el contrario, los suministros internos de armazón abierto a menudo requieren protección física adicional, como apantallamiento o blindaje, debido a los cables y componentes expuestos.

MEAN WELL ofrece adaptadores de 30 a 60 vatios, con salidas de 5 a 48 voltios y con clavijas de conexión fijos. Fijo significa que la clavija de conexión de CA se monta directamente en el cuerpo del adaptador sin necesidad de un cable de CA externo, lo que genera ahorros de costos y un uso más eficiente del espacio.

Las unidades en la Serie GEM60I MEAN WELL, como GEM60I09-P1J de 9 voltios y 60 vatios (Figura 2), tienen enchufes de CA intercambiables para la UE, EE. UU., UK (Reino Unido) y Australia (el kit de clavija de conexión se vende por separado) (Figura 3).

Figura 2: Este convertidor para montar en pared de la Serie GEM60I tiene hojas de clavija de conexión de CA intercambiables montadas en el cuerpo para satisfacer los requisitos de diversas regiones. (Fuente de la imagen: MEAN WELL)

Figura 3: Las cuatro configuraciones de hojas disponibles para los adaptadores GEM60I cumplen con los patrones de clavijas de conexión de CA de Australia, Reino Unido, Unión Europea y EE. UU. (Fuente de la imagen: MEAN WELL)

Por el contrario, la serie GSM60E de MEAN WELL tiene una clavija de conexión dedicada para la Unión Europea y la serie GSM60U tiene una clavija de conexión para EE. UU. Estas clavijas de conexión no son extraíbles ni intercambiables, sino que están construidas como partes integrales de los adaptadores.

Estas unidades de Clase II funcionan desde una entrada universal entre 80 y 264 VCA, y presentan una corriente de fuga inferior a 100 µA, con un consumo de energía sin carga inferior a 0.15 vatios. Cumplen con todos los estándares de uso médico y reglamentarios, y cuentan con gabinetes resistentes al fuego de grado UL 94V-0.

Conclusión

Si está diseñando sistemas de uso médico, ahora tiene una amplia variedad de convertidores CA-CC con diferentes factores de forma para elegir y que cumplen las numerosas normativas vigentes. Al elegir un suministro MEAN WELL con el voltaje, la corriente y la potencia de salida requeridos, y con un factor de forma optimizado para la aplicación, puede pasar a otras características de diseño para diferenciar su producto final.

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