目前，醫(yī)療器械生產(chǎn)企業(yè)大多采用成品開(kāi)關(guān)電源，而大部分供方企業(yè)又不能提供符合以上系列標(biāo)準(zhǔn)要求的醫(yī)用“開(kāi)關(guān)電源”，因此有必要簡(jiǎn)單介紹一下醫(yī)用“開(kāi)關(guān)電源”的EMC設(shè)計(jì)。

　　1 正確選用模擬與邏輯有源器件

　　電磁干擾發(fā)射和電磁敏感度的關(guān)鍵是模擬與邏輯有源器件的選用。

　　有源器件可分為調(diào)諧器件和基本頻帶器件。調(diào)諧器件起帶通元件作用，其頻率特性包括中心頻率、帶寬、選擇性和帶外亂真響應(yīng)；基本領(lǐng)帶器件起低通元件作用，其頻率特性包括截止頻率、通帶特性、帶外抑制特性和亂真響應(yīng)，此外它們還有輸入阻抗特性和輸入端的平衡不平衡特性等。必須注意有源器件固有的敏感特性和電磁發(fā)射特性。有源器件有兩種電磁發(fā)射源：傳導(dǎo)干擾通過(guò)電源線、接地線和互連線進(jìn)行傳輸，并隨頻率增加而增加；輻射干擾通過(guò)器件本身或通過(guò)互連線進(jìn)行輻射，并隨頻率的平方而增加。瞬態(tài)地電流是傳導(dǎo)干擾和輻射干擾的初始源，減少瞬態(tài)地電流必須減小接地阻抗和使用去耦電容。

　　模擬器件的敏感度特性取決于靈敏度和帶寬，而靈敏度以器件的固有噪聲為基礎(chǔ)。邏輯器件的敏感度特性取決于直流噪聲容限和噪聲抗擾度。邏輯器件的翻轉(zhuǎn)時(shí)間越短，所占頻譜越寬，為此應(yīng)當(dāng)在保證實(shí)現(xiàn)功能的前提下，盡可能增加信號(hào)的上升／下降時(shí)間。

　　 2 PCB板的設(shè)計(jì)

　　實(shí)踐證明,即使電路原理圖設(shè)計(jì)正確,印制電路板設(shè)計(jì)不當(dāng),也會(huì)對(duì)電子設(shè)備的可靠性產(chǎn)生不利影響。例如印制板兩條細(xì)平行線靠得太近,會(huì)形成信號(hào)波形的延遲,在傳輸線的終端形成反射噪聲；另外，由于電源、地線的考慮不周而引起的干擾,會(huì)使產(chǎn)品的性能下降。因此,在設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)電源的PCB板設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)注意采用正確的方法。

　　每一個(gè)開(kāi)關(guān)電源都有四個(gè)電流回路:電源開(kāi)關(guān)交流回路、輸出整流交流回路、輸入信號(hào)源電流回路和輸出負(fù)載電流回路。

　　電源開(kāi)關(guān)交流回路和整流器的交流回路包含高幅梯形電流,這些電流中諧波成分很高,其頻率遠(yuǎn)大于開(kāi)關(guān)基頻,峰值幅度可高達(dá)持續(xù)輸入/輸出直流電流幅度的5倍,過(guò)渡時(shí)間通常約為50 ns。這兩個(gè)回路容易產(chǎn)生電磁干擾,因此必須在電源中其它印制線布線之前先布好這些交流回路。每個(gè)回路的三種主要的元件濾波電容、電源開(kāi)關(guān)或整流器、功率電感或變壓器應(yīng)彼此相鄰地進(jìn)行放置,調(diào)整元件位置使它們之間的電流路徑盡可能短。

　　輸入回路通過(guò)一個(gè)近似直流的電流對(duì)輸入電容充電，輸入濾波電容起到一個(gè)寬帶儲(chǔ)能作用—邏輯“地”。輸出濾波電容用來(lái)儲(chǔ)存來(lái)自輸出整流器的高頻能量,同時(shí)消除輸出負(fù)載回路的直流能量。所以,輸入和輸出濾波電容的接線端十分重要,輸入及輸出電流回路應(yīng)分別只從濾波電容的接線端連接到電源。若無(wú)法與電容的接線端直接相連，交流能量將由輸入或輸出濾波電容輻射到環(huán)境中。

　　建立開(kāi)關(guān)電源PCB板布局的好設(shè)計(jì)流程是：放置變壓器、設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)電源電流回路、設(shè)計(jì)輸出整流器電流回路、連線到交流電源電路的控制電路。

　　 3 印制線的布局

　　開(kāi)關(guān)電源中包含有高頻信號(hào),PCB板上任何印制線都可以起到天線的作用。印制線的長(zhǎng)度和寬度會(huì)影響其阻抗和感抗,從而影響頻率響應(yīng)，即使是通過(guò)直流信號(hào)的印制線也會(huì)從鄰近的印制線耦合到射頻信號(hào)并引起電路的問(wèn)題(甚至再次輻射出干擾信號(hào))。因此，應(yīng)將所有通過(guò)交流電的印制線設(shè)計(jì)得盡可能短而寬，將所有連接到印制線和連接到其他電源線的元器件近距離放置。布線時(shí)，還應(yīng)將電源線、地線的走向與電流的方向一致，這樣有助于增強(qiáng)抗噪聲的能力。

　　4 地線的設(shè)計(jì)

　　4.1 選擇單點(diǎn)接地

　　考慮到電路各部分回流到地的電流具有差異性,地電位的變化引入干擾，接地電路形成的環(huán)流又對(duì)干擾影響較大,因而需采用單點(diǎn)接地法，使電源工作穩(wěn)定,減少自激。單點(diǎn)接地，即是將電源開(kāi)關(guān)電流回路的幾個(gè)元器件地線都連到接地腳上,輸出整流器電流回路的幾個(gè)器件的地線也接到相應(yīng)的濾波電容的接地腳上。設(shè)計(jì)中，同一級(jí)電路的接地點(diǎn)應(yīng)盡量靠近,且本級(jí)電路的電源濾波電容也應(yīng)接在該級(jí)接地點(diǎn)上。

　　4.2 加粗接地線

　　接地電位則隨電流的變化而變化，若接地線過(guò)細(xì)，會(huì)導(dǎo)致電子設(shè)備的定時(shí)信號(hào)電平不穩(wěn),抗噪聲性能變壞。因此，每一個(gè)大電流的接地端都應(yīng)盡量采用短而寬的印制線。地線、電源線和信號(hào)線的粗細(xì)關(guān)系為：地線>電源線>信號(hào)線。若有可能,接地線的寬度應(yīng)大于3 mm。

　　有時(shí)，也可采用大面積銅層或?qū)⒂≈瓢迳衔词褂玫牟糠峙c地相連接作為地線。開(kāi)關(guān)電源“DC-DC轉(zhuǎn)換”的輸入與輸出電路應(yīng)有共同的參考地，可將兩邊地線分別鋪銅后,再連接在一起,形成共同的地。