EMI 濾波器在某紅外光醫療設備傳導發射試驗上的應用

劉艷靈，高之鵬，何浩星，徐默達，張 偉，曹相軍

（河南省藥品醫療器械檢驗院，河南 鄭州 450000）

隨著人們生活質量的提升，人們越來越關注身體的健康和護理，而紅外光醫療設備是護理工作中不可缺少的重要工具。紅外光醫療設備根據人體正常組織與病變組織對特定波長的光能照射具有選擇吸收的特性，促使黏膜產生熱固化效應和生物共振吸收效應，使病變組織凝固、變性、結痂、脫落，以達到組織修復、再生、改善循環、增加新陳代謝等功能。

近年來，紅外光醫療設備發展迅猛，在有源醫療設備中占有一定的比例，而該類設備在電磁兼容性上出現的問題也比較明顯，經常出現發射超標或者抗干擾能力不足的現象。

電磁兼容性（Electromagnetic Compatibility，EMC）是指設備或系統在電磁環境中能正常工作且不對該環境中任何事物構成不能承受的電磁騷擾的能力[1]。當前有源醫療器械正處于蓬勃發展的時期，醫用電氣設備的EMC 問題備受關注。紅外光醫療設備作為有源醫療設備的一類，其電磁兼容性同樣受到人們的關注。

要用標簽注明廢液的種類，根據廢液的不同性質在陰涼處分類、密閉存放。常用的廢液處理方法有酸堿中和法、化學沉淀法、氧化還原法和萃取法。例如，含銀的廢液可以加入過量飽和NaCl溶液進行沉淀處理；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節至中性再進行排放。

傳導發射（Conducted Emission，CE），也被稱為傳導騷擾，是指系統自身的電壓、電流信號通過信號線、電源線或信號地線等線纜被設備傳輸出去并對其他系統、組件的正常運行產生干擾的電磁現象[2]。測試頻率主要集中在150 kHz～30 MHz 范圍內，將試驗測量值與標準值進行對比，以此判斷受試設備是否通過傳導發射測試。

1 某紅外光醫療設備的測試背景

1.1 測試方法

該紅外光醫療設備按照I組A 類設備進行測試。GB 4824—2019/CISPR 11：2016 對I組A 類設備在試驗場地測量時的傳導發射試驗的限值規定如表1 所示[3]。

在對電子商務商業運營模式予以討論的過程中，要結合基礎組成要素對框架結構進行管理，從根本上提高框架體系應用的精確程度，也能一定程度上貼合實際生活需求，確保能從價值界面、顧客界面、資源配置界面以及利益相關者界面四個角度建立完整的商業運營管理模式。

圖1 傳導發射連接圖

1.2 測試結果

傳導發射（CE）試驗連接圖如圖1 所示，包括接收機、人工電源網絡（Line Impedance Stabilization Network，LISN）和受試設備（Enterprise Unified Talker ，EUT），其中接收機是電磁騷擾試驗中最常用的測試儀器，人工電源網絡是一種耦合去耦電路，提供規定的50 Ω阻抗，將受試設備與電網隔離開來，為受試設備提供干凈的交流/直流電源，把受試設備的騷擾信號耦合到接收機進行測量。

表1 Ⅰ組A 類傳導發射試驗限值

按照I組A 類設備進行傳導發射試驗，按照圖1 的試驗布置，連接電源后，開啟設備的所有功能，并調至最大強度，測試結果如圖2 所示。由圖可知，該受試設備的準峰值、平均值在某些頻率段超出了限值。

圖2 傳導發射結果圖

2 原因分析

安裝EMI 濾波器時，應盡量靠近設備的入口處，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無效果后，采用在電源輸入端安裝EMI 濾波器的方法。EMI 濾波器由電感、電容構成，其電路圖如圖3 所示。

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

3 整改措施

電磁兼容干擾的3 大基本控制技術包括接地、濾波和屏蔽，結合上述對干擾來源的分析，首先采取了接地和安裝磁環比較簡單的措施，經測試，整改后效果不明顯。

3.1 EMI 濾波器的工作原理

由圖2 呈現出來的試驗結果可以看出，超標的頻率段集中在150 kHz～20 MHz 內。傳導騷擾分為2 種，即差模干擾和共模干擾[5]。通常情況下，在低頻段內，開關電源在“打開—關閉”的動作過程中形成的不連續電流所造成的紋波電壓會造成差模傳導騷擾。而在高頻段，由于電壓的高頻諧波分量通過電源與地之間存在的分布電容傳入大地，與電源線構成回路從而造成傳導騷擾，主要以共模的形式呈現。

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，另一端連接負載。EMI 濾波器多為低通濾波器，用于切斷沿導線傳播的傳導騷擾。

3.2.2 插入損耗

3.2 EMI 濾波器的選型

另有數據顯示，與使用前比較，使用智能藥柜后各病區的基數藥品種類數由65.8增至157.7，調劑臨時醫囑藥品的平均時間由24.5分鐘降至5.8分鐘，護士藥師頻繁往返于藥房-病區之間取藥的時間大幅減少，護士和藥師都有了更多的時間專注于患者的護理和藥學服務。與此同時，各個病區臨時醫囑平均退藥次數也由200次下降到20次，呈大幅下降趨勢。

3.2.1 電壓/電流值

由于當EMI 濾波器的工作電流超過額定電流時，在造成濾波器發熱嚴重的同時也會造成低頻濾波器性能降低，所以在選擇EMI 濾波器時，額定電流要留有一定的余量。

“教牧人員對于維護宗教和諧十分重要?！崩盥奋姀娬{，“如果用不正確的神學思想引導，信眾很容易被帶偏?！倍背浇烫脫碛斜姸嘈磐?，卻始終保持和諧穩定的局面，其根本就在于教牧人員的正確引導。

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

3.3 EMI 濾波器的安裝

該紅外光醫療設備由開關電源、DC 電壓轉化電路、觸摸屏等電路構成。通常，開關電源對電磁兼容中的EMI 影響較大，是設備的主要騷擾源。開關電源中采用的開關管、整流二極管或續流二極管及變壓器在大電流、高電壓條件下工作時，由于高頻開通關斷會導致電流和電壓的快速變化，因此產生的EMI 會通過電源線向外界傳播很強的電磁干擾[4]，從而造成電磁騷擾的增強。

許多人錯誤地認為，傳導發射的最高頻率是30 MHz，那么就可以忽視EMI 濾波器對高頻的衰減影響。因為線纜是個高效的輻射天線，當線纜上存在高頻的傳導電流時，會產生大量的電磁輻射，從而可能會造成設備的輻射發射超標的現象。因此，在選擇EMI濾波器時，既要保證傳導發射順利通過，也要滿足輻射發射的要求。

3.4 安裝EMI 濾波器后的測試結果

按照上述描述在電源輸入端安裝合適的EMI 濾波器后，再次對該臺設備進行傳導發射試驗，試驗結果圖如圖4 所示。

（1）《中國矯形外科雜志》網址：ZJXS.chinajournal.net.cn；Http://jxwk.ijournal.cn為本刊唯一在線投稿系統，其他均為冒充者，稿件上傳后自動生成編號，稿號為：2018-xxxx。其他冒充者的稿件編號五花八門，多為：YZ2018xxxxxxxx或ZGJXWKZZ-180528-L0413D35F1807-KS等，多很繁瑣，請廣大作者注意辨別。

圖4 安裝EMI 濾波器后的傳導發射結果圖

由圖可知，傳導發射試驗合格，同時再次測試輻射發射試驗也是合格的。

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4 結論

通過對造成傳導發射試驗不合格的原因進行分析，確定了造成傳導發射超標的騷擾源，針對該騷擾源選用合適型號的EMI 濾波器，順利解決了傳導發射不合格的問題，同時對輻射發射試驗也沒造成明顯的影響。