醫療級 AC-DC 電源：多種外形尺寸、插頭選項讓設計更簡單

在設計 AC 供電的醫療產品時，除了常見的工程挑戰外，還面臨著一個獨特的電源問題。除了非醫療設計的安全規範外，您的線路供電 AC-DC 電源 (也稱為電源轉換器)，還要符合更嚴格的安全規範。此外，更要在多種故障模式下，確保維持安全操作。

幸好，這些轉換器的電源選項已經擴大，可讓您在各種型式、線路插頭和額定功率的醫療級電源中進行挑選。

除了常見的非醫療標準外，轉換器還受到 ANSI/AAMI ES60601-1 (美國) 和 IEC/BS EN/EN60601-1 (歐盟) 標準的規範。符合的要求包括兩種患者保護措施 (2×MOPP) 和 100 μA 等級的漏電流防護。這些要求已超出常見的供電安全和效率標準。

在許多情況下，電源的設計必須採用 Class II AC 插頭配置，以便在缺少接地用的第三個引腳 (插片) 下，也能確保安全。這與具有接地連接的 Class I 插頭形成鮮明對比。由於許多雙插片 AC 插座仍在使用中，因此需要 Class II。此外，即使插座是三插片接地型，但實際的接地連接可能不存在或故障。

您可以選擇開放式的內部機箱電源或外接壁式配接器。有時，最好的決定相當清楚，因為大多數壁式配接器的額定功率可高達 50 W，因此對於大功率設計來說，開放式電源是唯一可行的選擇。在其他情況下，決定還是得經過權衡或依應用而定。

開放式電源供應器

內部電源非常適合必須採用完整單一機箱解決方案的產品。在內部添加電源會增加設備尺寸，但如果您的應用包括透析機、牙科椅、電動床或流體泵，這通常是可接受的。

若需要不同的、完全獨立的電軌，也可使用內部電源，這與使用具有多個輸出的單電源不同。在這種情況下，電源可能具有不同的開／關場景，或者具有很寬的額定電壓和電流範圍。

MEAN WELL 的「綠色」RPS 系列中的開放式轉換器就可用於醫療應用。這些裝置能以 5 至 48 V 的輸出電壓，提供從適中的 30 W 到相當大的 500 W 功率水準。

此系列的代表作是 RPS-120S-24，這是一款 24 V、120 W 印刷電路板 (PCB) 轉換器，僅有 2 × 3 in 的小巧覆蓋區 (圖 1)。可在 80 至 264 VAC 的輸入電壓下工作，滿載效率為 94%，空載功耗極低，不到 0.3 W。可用於 Class I 和 Class II 系統設備，並具有低於 150 μA 的極低漏電流。

圖 1：RPS-120S-24 PCB 轉換器尺寸僅有 2 × 3 in，但可提供高達 120 W 的功率，具有高效率和低空載功耗。(圖片來源： MEAN WELL)

壁式配接器

壁式電源裝置將系統的體積和重量縮小，因此可在封裝和使用方面提供靈活性。在許多情況下，並不提供主工作電源，而是用來對內部電池充電。如此一來，系統就可帶進現場，不用擔心內建 AC-DC 電源的負擔。此外，即使裝置並非可攜式系統，仍然佔用更少的桌面或台面空間，因為電源可以擺在 AC 電源插座旁。

壁式配接器的另一個優點在於，將 AC 線路的高壓保留在系統外部，讓內部只有安全的低壓 DC，因此可簡化認證流程。請注意，基於此原因，現在有許多低成本、非可攜式的無電池消費性產品都使用外接配接器。相比之下，內建的開放式電源，由於有裸露的電線和元件，因此通常需要額外的實體保護，例如遮罩或屏蔽。

MEAN WELL 提供的配接器額定功率介於 30 至 60 W、輸出電壓介於 5 至 48 V，並具有固定式插頭。固定代表 AC 插頭直接安裝在配接器主體上，無需外部 AC 電纜，因此可節省成本且更有效地利用空間。

MEAN WELL 的 GEM60I 系列單元，例如 9 V、60 W 的 GEM60I09-P1J (圖 2)，就具有可互換的 AC 插頭，可用於歐盟、美國、英國和澳洲 (插頭套件另售) (圖 3)。

圖 2：GEM60I 系列的這款壁式轉換器具有可互換的主體安裝式 AC 插頭插片，可支援不同區域的要求。(圖片來源：MEAN WELL)

圖 3：GEM60I 配接器提供四種插片配置選擇，可符合澳洲、英國、歐盟和美國的 AC 插頭模式。(圖片來源：MEAN WELL)

相比之下，MEAN WELL 的 GSM60E 系列有提供歐盟專用的插頭，而 GSM60U 系列有美國用的插頭。這些插頭不可拆卸或互換，而是屬於配接器的整體構造之一。

這些 Class II 單元能以 80 至 264 VAC 的通用輸入電壓運作，漏電流低於 100 μA，空載功耗低於 0.15 W。符合所有醫療和其他法規標準，並具有 UL 94V-0 等級的阻燃外殼。

結論

如果您正在設計醫療系統，現在有各式各樣的 AC-DC 轉換器可供選擇，各有不同的外形尺寸，且都符合諸多法規要求。挑選具備需求電壓、電流和額定功率的 MEAN WELL 電源，以及針對應用最佳化的外形尺寸，就可繼續使用開發其他設計特點，讓最終產品達到差異化。

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