介紹
新的IEC 60601-1-2(第4版)于2017年6月17日生效,制造醫療產品的公司有更嚴格的要求。許多變化之一包括幾個特定無線和通信頻段的輻射抗擾度要求增加(表1)。
表1 - 符合IEC 60601-1-2(第4版)的某些無線和通信頻率的新輻射抗擾度測試級別。
除非您能夠在內部模擬適當的RF抗擾度,否則對輻射抗擾度進行故障排除可能非常困難,往返于EMC測試實驗室可能會花費大量時間和費用。
案例分析
最近被一位客戶打電話來幫助解決他們一直在嘗試對大型醫療產品進行故障排除的嚴格的RF免疫問題。它包括幾個電機,幾個電路板和幾個線束 - 其中大部分是沒有屏蔽的大型塑料外殼。他們試圖屏蔽電纜并將幾個接地點連接到底盤 - 所有這些都在一定程度上有所幫助。好消息是他們正在通過輻射排放確定,但仍有一些頻率易受影響。
資格測試期間的問題是兩臺電機在高于正常RPM的情況下“起飛”。每個電機速度都是通過數字編碼器反饋系統控制的,并且懷疑RF正在影響這個電路 - 無論是直接還是上游某個地方。
我決定使用我以前的客戶端使用的技術,通過增加我的簡單抗擾度測試系統和一個額定10到1000 MHz的小型3瓦寬帶放大器。Vectawave是一款緊湊型放大器,型號為VBM 2500-3,非常適合這項工作。我曾經使用過這個來生成高達40 V / m的PC板對數周期天線(接近),我通常用于排放故障排除。基本設置如圖1所示。
圖1 - 更高功率輻射抗擾度故障排除的基本測試設置。
使用的設備清單包括以下內容:
1.Windfreak SynthNV射頻合成器
2.Vectawave VBM 2500-3射頻放大器
3.Kent Electronics的400至1000 MHz PC板天線
4.由同軸電纜制成的自制H場探頭
我還有一個Extech 480836電場測量儀,用于測量產生的磁場水平,但這對于這種故障排除來說是非常可選的。我們要做的是導致被測產品的受控中斷,絕對水平的重要性次之。
Windfreak SynthNV RF合成器可以從34到4,400 MHz調諧,并創建+19 dBm的輸出電平。它由USB供電,由提供的Windows軟件控制(參見圖2)。
圖2 - Windfreak SynthNV RF合成器的控制面板。它被調諧到385 MHz的問題頻率之一。
但是,對于這種特殊情況,這不足以復制問題。所以我將合成器連接到3瓦放大器,將天線的電平提升到16到20 V / m,但這仍然不足以造成中斷。我發現很難讓天線與各種電纜和電路板足夠接近。
然后我嘗試了用一根同軸電纜制成的自制H場探頭。環的直徑約為5厘米,中心導體簡單地焊接到屏蔽的外面。在電路板和電纜周圍進行探測并沒有引起任何問題,但是當環路接近電機編碼器電路時,電機開始旋轉到高速。成功!見圖3。
圖3 - 受影響的電機編碼器電路附近的H場探頭。
一旦我們最終能夠復制問題,修復很簡單,只需在編碼器電纜周圍添加鐵氧體扼流圈,參見圖4在許多情況下,電機組件是OEM產品,因此無法輕松重新設計以獲得更好的抗擾度,因此鐵氧體濾波器是成本最低的解決方案。
請注意......選擇鐵氧體扼流圈時,請確保峰值阻抗通常接近受影響的頻率,以獲得最佳效果。
圖4 - 臨時故障排除修復只需在電機編碼器電纜上增加一個鉗式鐵氧體扼流圈。
結論
由于制造商被迫將產品重新認證為該標準的第4版,因此醫療產品的新輻射免疫水平可能是一個真正的挑戰,對EMC測試實驗室進行“盲目”故障排除可能會耗費大量時間和費用。但是,在測試實驗室花費大約一天時間的簡單故障排除解決方案可以在幾分鐘內幫助確定產品的敏感區域。
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