1-2016

Stromversorgung
Kompakte Medizinschaltnetzteile
mit hohem Wirkungsgrad
In der Regel werden Schaltnetzteilen
bis 100 Watt mit der kostengünstigen
Flyback-Schaltungstopologie
realisiert. Diese Technologie
stößt bei Schaltnetzteilen für
den Medizinbereich jedoch an ihre
Grenzen. Der Aufbau mit wenigen
Komponenten für eine hohe
Zuverlässigkeit und der geringe Filteraufwand
für die Einhaltung der
EMV-Richtlinien wäre zwar wünschenswert,
allerdings spricht die
relativ hohe Verlustleistung gegen
diese Topologie. Medizinschaltnetzteile
zeichnen sich in erster
Linie durch ein verstärktes Isolationssystem,
einhergehend mit
erhöhter Luft- und Kriechstrecke,
aus. Diese konstruktive Gegebenheit
wirkt sich aber negativ auf den
Wirkungsgrad und somit auf die
Verlustwärme aus. Die Entwicklungsingenieure
sind also gefordert,
bei einer hohen Isolationsstrecke
und strengen EMV-Richtlinien
einen angemessenen Wirkungsgrad
zu erreichen, um die
Wärmeentwicklung zugunsten
einer hohen Zuverlässigkeit und
Lebensdauer gering zu halten.
Dabei dürfen die Kosten und die
Baugröße nicht außer Acht gelassen
werden. Erschwerend kommt
hinzu, dass Medizingeräte in der
Regel nicht nur in Industriegebieten
bis 2000 m ü.M., sondern
auch in höheren Lagen zum Einsatz
kommen. Für den Einsatz
bis 5000 m ü.M. muss die Isolationsstrecke
zusätzlich um ca.
30% erhöht werden.
Gelungene Optimierung
Mit den Schaltnetzteilen der
TPP-Serie ist es Traco Power
gelungen, bei kompromisslosen
Sicherheitsanforderungen
ein Optimum an Funktionalität,
Lebensdauer und Preis zu generieren.
Die Modelle der TPP-
Serie verfügen über eine Isolationsspannung
von 4000 V AC und
sind für den Betrieb in medizinischen
Geräten bis zu einer Einsatzhöhe
von 5000 m ü.M. zugelassen.
Zwei für Patientenschutz
ausgelegte, unabhängige Isolationen
bilden das Isolationssystem
zwischen Primär- und Sekundärschaltkreis
(2x MOPP). Durch die
hohe Isolationsdistanz resultiert
ein Ableitstrom von unter 100 µA,
womit die Schaltnetzteile in Applikationen
mit Klassifizierung BF
(Body Floating) eingesetzt werden
können. Als sicherheitskritische
Komponenten sind alle
Geräte nach dem Medizin Sicherheitsstandard
IEC/EN/ES 60601-2
3rd Edition (inkl. „Risk Analysis
Report“) zugelassen und werden
unter den Kriterien nach IPC-A-
610 Class 3 gefertigt.
Hoher Wirkungsgrad
Mit einem Wirkungsgrad von
über 90% wird die Verlustwärme
soweit in Grenzen gehalten, dass
die Geräte auch bei einer Umgebungstemperatur
von über 50 °C
noch zuverlässig bei Volllast
betrieben werden können. Die
Komponenten wurden so ausgewählt,
dass sie dabei weit unter
der Maximaltemperatur betrieben
werden, womit sich die Lebensdauer
nicht wesentlich verkürzt.
Der hohe Wirkungsgrad erlaubt
zudem eine kompakte Bauweise,
was sich auch positiv auf Schockund
Vibrationsfestigkeit auswirkt.
Der Eingangsspannungsbereich
ist mit 85 – 264 V AC für den weltweiten
Einsatz ausgelegt. Die
Modelle sind mit Einzel-, Doppeloder
Dreifach-Ausgang verfügbar,
wobei die Hauptspannung im
Bereich von ±10% einstellbar ist.
Traco Electronic GmbH
tracopower.com
Leistungsstromversorgungen für die Medizintechnik
Der Stromversorgungshersteller PBF, Teil
der von HY-LINE Power Components vertretenen
SFC Energy Group, bietet individuelle
Hochleistungsstromversorgungen auch
für die Medizintechnik. PBF bietet über HY-
LINE Power Components auch nach Kundenwunsch
spezifizierte AC/DC- und DC/
DC-Stromversorgungen von unter 20 W bis
über 150 kW mit Ausgangsspannungen bis
zu 60 kV und Ausgangsströmen (gepulst und
kontinuierlich) bis 12 kA ebenso wie Ladeschaltungen
für Batterien und Kondensatoren,
rauscharme Spannungs- und Stromquellen,
Wechsel- und Umrichter, autarke, netzferne
Stromversorgungslösungen und Spezialspulen
sowie -transformatoren.
Diese sind auch mit medizinischen Spezifikationen
lieferbar mit Sicherheit nach
UL, CSA sowie EN60601-1, medizinischer
EMV nach EN60601-1-2 und Leckströmen
unter 5 µA. Dabei werden auch die Anforderungen
bei direktem Kontakt mit Patienten
berücksichtigt, doch ebenso solche
hinsichtlich hohen Wirkungsgrads und hoher
Zuverlässigkeit mit redundanter Auslegung,
geringen Platzbedarfs, geringer Umweltbelastung
sowie Sicherheit gegen Überspannung,
Überstrom und Übertemperatur. Hier
sind Leistungen von 50 W bis 20 kW und
Eingänge von 90…264 V AC einphasig sowie
180…528 V dreiphasig möglich.
Typische Einsatzgebiete sind Diagnoseund
Therapiegeräte, Monitoreinrichtungen
der Intensivmedizin, Geräte für die Behandlung
zuhause, chirurgische Geräte und Röntgengeräte,
aber auch Forschungseinrichtungen
der Biomedizin.
HY-LINE Power Components
Vertriebs GmbH
www.hy-line.de/power
56 meditronic-journal 1/2016