医疗仪器设备中的EMC解决方案

3.4隔离变压器
隔离变压器的原理和普通变压器的原理是一样的。都是利用电磁感应原理。隔离变压器一般是指1：1的变压器。由于次级不和地相连。次级任一根线与地之间没有电位差。使用安全。常用作维修电源。

普通隔离变压器：普通隔离变压器在初级与次级间不设屏蔽层，它是通过输入与输出间的电隔离，从而解决公共地的问题。优点是对共模干扰有一定的抑制作用，其大小可用初次级间的分布电容和设备对地分布电容的比值来估算。通常初次级间的分布电容为几百Pf，设备对地分布电容为几~几十nF，因此共模干扰的衰减值在 10~20倍左右。缺点是对共模干扰的抑制效果因绕组间的分布电容随频率升高而下降。

带屏蔽层的隔离变压器：在变压器初次级间增设屏蔽层，并将屏蔽层可靠接地，既可获得较好的抑制共模干扰，也可利用屏蔽层抑制差模干扰。具体做法是将变压器屏蔽层接至初级的中线端。例如对50HZ工频来说，由于初级与屏蔽层构成的容抗很高，仍可通过变压器效应传递到次级，而未被衰减。对频率较高的共模干扰，由于初级与屏蔽层间容抗变小，使这部分干扰经由分布电容及屏蔽层与初级中线端的连线直接返回电网，而进入次级回路。

超级隔离变压器：隔离变压器属于安全电源，一般用来机器维修保养用起保护、防雷、滤波作用。 隔离变压器是一种1/1的变压器。初级单相220V，次级也是单相220V。或初级三相380V，次级也是三相380V。首先通常我们用的交流电源电压一根线和大地相连，另一根线与大地之间有220V的电位差。人接触会产生触电。而隔离变压器的次级不与大地相连，它的任意两线与大地之间没有电位差。人接触任意一条线都不会发生触电，这样就比较安全。其次还有隔离变压器的输出端跟输入端是完全“断路”隔离的，这样就有效的对变压器的输入端（电网供给的电源电压）起到了一个良好的过滤的作用。从而给用电设备提供了纯净的电源电压

3.5交流稳压器
由于市电供电压因各种原因而不稳定，特别是有些供电场所电压波动幅度很大，从而影响用电设备的正常工作，还可能造成用电设备损坏，而交流稳压器是一种能够使用电设备的工作电压基本稳定的稳压设备。

交流稳压器的作用是在输入电压和负载电流变化时，把其输出电压稳定在所允许的范围内。常用的有铁磁谐振、参数调整型、伺服型、分级调整宽度、超级隔离、开关型、不间断和净化等交流稳压电源。

铁磁谐振交流稳压电源：能为负载提供稳定交流电源的电子装置。又称交流稳压器。有关交流稳压电源的参数及质量指标可参见直流稳压电源。各种电子设备要求有比较稳定的交流电源供电，特别是当计算机技术应用到各个领域后，采用由交流电网直接供电而不采取任何措施的方式已不能满足需要。工作原理是靠改变电感的饱和程度，而使电感与电容谐振来实现调节的。当输输入电压因某种因素过高或过低时，其输出电压可随输入电压的高低通过自动调节，从而使输出电压保持稳定不变。优点是电路简单、输出阻抗高、过载能力强、可靠性较高。缺点是稳压精度不高、输出电压波形失真大、有相移和噪声。不适宜启动电流大的负载。

参数调整型交流稳压电源：典型的是早年的614系列稳压器。该电源是在614的基础上进行了一定的改进，工作原理是利用可控硅的相位控制来改变电感的参数，实现调节使输出电压稳定不变。优点是稳压精度高，同第一种比较还可以抑制交流输出电压中的部分谐波。缺点是输入侧的电流谐波较大、功率因数较低、有相移。特别是带非线性负载时可能有低频振荡现象。

伺服型交流稳压电源：该电源就是早期的多抽头自耦式调压变压器。工作原理是监视变压器输出电压的高低的办法来驱动伺服电动机改变变压器输出抽头的位置，使输出电压在维持负载所允许的电压范围内。缺点是响应速度低，调节时会出现许多尖峰和振铃干扰。

分级调整的宽限交流稳压电源：该电源和伺服型交流稳压电源类似，所不同的是多抽头自耦变压器的抽头位置是由继电器转换。由于该电源价格低廉，输入电压的适应范围较宽，应用于家用电器的交流稳压。缺点是稳压精度不高，在继电器转换过程中易产生电火花所带来的尖峰干扰。

超级隔离变压器：为了解决了现代电子仪器设备的小型化、数字化和低功耗化，对电网的瞬变干扰尤其敏感的问题，对多抽头的绕组的控制则采用了无触点的双向可控硅，数字电路或单片机。有时也称为数控型净化电源。优点是：稳压电源的电压适应范围宽、对电网或负载变化的响应速度快、对存在于电网中瞬变干扰抑制能力强。

开关型交流稳压电源：开关型交流稳压电源采用了先进的高频开关电源技术。优点：小型、轻量、高效、响应速度快。缺点：复杂、价格昂贵。

不间断电源：
①电动机一发动机组主要由直流电动机驱动的惯性飞轮和交流发电机组组成。当电网电压停电时，利用飞轮的惯性储能，使发电机在短时间内继续供电；与此同时启动备用的柴油发电机组，当油机转速与发电机组转速相同时，油机离合器与发电机相连，完成由市电到油机的转换。它是较早发展的一种不间断电源。优点：稳定可靠。缺点：体积大、噪声大。
②静态后备式电网正常时，静态后备式不间断电源处在旁通状态，当市电断电时，才将静态转移开关切换到逆变器一侧，经过2~4ms后逆变器启动，将蓄电池中储存的电能转换成交流电，输给负载。优点：简单、小巧、价格便宜。缺点：输出电压直接受电网波动的影响，抗电网中的突变干扰能力差。
③静态在线式该电源的工作过程是市电先经整流后对蓄电池充电，再由蓄电地给逆变器供电，经逆变、稳压、稳频后为负载供给交流电源。断电时蓄电池不再充电，而逆变器供电的状态不变，当逆变器发生输出过电压、过电流或不间断电源故障时逆变器会自动关闭，并通过静态转移开关转到旁通位置，直接由市电给负载供电。优点：保护和扩展能力强。该电源的容量较大，三相大功率的常用医院电子计算机及监护系统。

4、在医疗仪器设备中的应用

上述各种方法和抗干扰技术已广泛应用于心脑电图机、监护仪、超声诊断仪，电子脉冲治疗仪针灸电疗仪或银针直接接触人体等医疗诊断、治疗仪器设备之中。能器检测的信号较为微弱，对抗电源干扰有较高要求，若稍不注意就会在信号上叠加干扰信号而无法正确诊断，机器除了采用了外壳接地，内部特别是对电源部分采用了严格地屏蔽措施，但对周边环境要求也有很高。