[讨论] 减少电子医疗设备EMI问题的设计方法

• 怎样减少电子医疗设备EMI

解决方案：

• 使用基底噪声滤波器降低传导发射
• 基底噪声滤波器被置于整体系统地和线滤波器地之间
• 在设施接地系统内使用一个或多个基底噪声滤波器

设备设计者一直要求获得具有更小封装的SMPS。更小的EMI滤波器不仅能够在电磁发射到达主线前有效的降低其量级，还能够减少主线滤波器的体积。模块化的SMPS使设计者在设计医疗设备时具有更大的灵活性。在重新设计或升级过程中，可以使用更高功率级别模块化SMPS替换原SMPS，而无需对支持SMPS和设备的电气机械系统进行重新设计。

使用基底噪声滤波器降低传导发射量级图2所示为基底噪声滤波器与传导线滤波器的联合使用。在这个方法中，基底噪声通过传导线滤波器被导入地下，在基底噪声进入建筑设施接地系统前，它将被有效减少。这样一来，建筑设置内的噪声也就得到了减少。同时在某些情况下，使用基底噪声滤波器能够在传导线滤波器的输入导线处减少电磁发射，这样也能够减少线滤波器的体积。

                  
                                        表2 电子医疗设备中SMPS和其他电力电子系统的使用

                                   
                                                              图2 将基底噪声滤波器与传导线滤波器结合使用
                     
                             图3 在传导线滤波器之前使用基底噪声滤波器

在图3中，基底噪声滤波器被置于整体系统地和线滤波器地之间。这种放置方式将减少线滤波器输入端的电磁发射，并减少引入接地导线的电磁发射。图2和图3所示的两种方法都能够减少医疗设备的泄漏电流（这种电流通常难以控制，因为线滤波器中的额外滤波将产生更多的泄漏电流）。
                             
                            图4 在微处理器接地处使用基底噪声滤波器

图4所示为电子医疗设备中的微机地处使用基底噪声滤波器。在此处使用基底噪声滤波器能够对微机产生的基底噪声进行隔离，使其不会影响电路的其余部分，而反之亦然。这种设置有效的打破了电路中的高频接地回路。

医疗设施内的基底噪声循环医疗设施内的基底噪声经常会对成像用敏感电子医疗设备（如超声波设备、核磁共振成像设备（MRI）和计算机断层成像设备（CT））的运行造成影响。

为了提高成像质量，现场工程师有时需要花费大量时间寻找接地问题和/或基底噪声问题。有时在不能确定基底噪声是否会对成像质量造成影响的情况下，就对子系统设备进行了更换。与更换昂贵的成像元件而言，使用基底噪声滤波器来提高成像质量能够获得更高的成本效益。另外，在成像系统的地上使用基底噪声滤波器能够减少进入设施接地系统的噪声（由成像系统产生）。

                                 
                                              图5 医疗设施内的基底噪声循环

图5所示为医疗设施内的基底噪声循环。基底噪声会进入设施并在设施的接地系统内传播。设施内的所有设备也都有可能产生基底噪声，这些噪声将会在设施接地点处汇集，并将会达到极高的噪声量级。基底噪声的循环也可能发生在不同配电盘之间、不同设备之间、配电盘和设备之间，最终将会导致设备内出现EMI问题。在设施接地系统内使用一个或多个基底噪声滤波器将非常有效的减少EMI问题，如图6所示。
                                 
                                           图6 在设施接地系统内使用基底噪声滤波器


随着医疗设备技术的进步和医疗设施的发展扩大，需要使用新方法来降低传导发射的量级。许多医疗设施都需要解决严重的基底噪声问题。一个或多个基底噪声滤波器的战略性使用将会减少医疗设施内的基底噪声，并将消除基底噪声环路。滤波器的战略性布置将会降低EMI问题的发生机率，并/或将提高解决已有EMI问题的几率。

传导线滤波器体积上的减少能够节省设备空间、减少重量并降低成本。在电路设计中有许多位置可以安放基底噪声滤波器，当前有许多相关实验和研究正在进行。这些实验和研究将有可能在世界范围内医疗设施中实现更加有效的诊断和病患护理。