电磁干扰及其对医疗仪器设备的影响与对策
3.4.2 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。
3.4.3 超级隔离变压器
超级隔离变压器就是性能较完善的多重屏蔽隔离变压器。具体有双重屏蔽和三重屏蔽两种。特点是对共模和差模干扰都有较强的抑制能力。双重的是一个屏蔽层接变压器初级的中线，以降低差模干扰；另一层接大地，以抑制共模干扰。三重的靠近初级的屏蔽层接初级中线；中间的屏蔽层接变压器的外壳后再接大地；靠近次级的屏蔽层，接次级的一个端子。
3.5 交流稳压器
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。
3.5.1 铁磁谐振交流稳压电源
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。
3.5.2 参数调整型交流稳压电源
典型的是早年的614系列稳压器。现已被一种改进型参数调整型交流稳压电源所替代。该电源是在614的基础上进行了一定的改进，特别是利用可控硅调感技术代替了磁放大器。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（可优于土1％），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。
3.5.3 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（秒级），调节时会出现许多尖峰和振铃干扰。
3.5.4 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。
3.5.5 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，从而诞生多抽头的超级隔离变压器，俗称净化电源。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（小于10ms）、对存在于电网中瞬变干扰抑制能力强。
3.5.6 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。
3.5.7 不间断电源
不间断电源目前有电动机——发电机组、静态后各式和静态在线式三类。
①电动机一发动机组 主要由直流电动机（交流电经整流后供电）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，即市电经输入滤波器、静态转移开关直接输送给负载；与此同时，市电通过充电器向蓄电池充电。这时逆变器不工作。只有当市电断电时，才将静态转移开关切换到逆变器一侧，经过24ms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，所以不间断电源给负载继续提供交流电源。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（几KVA～几百KVA）较大，三相大功率的常用医院电子计算机及监护系统。
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。例如：超声诊断仪电路较为复杂，由换能器（探头）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。例如我市有一家医院购置了一台新的B超仪，放置的房间已经远离医院内易产生干扰源，开机后荧屏上有较强的干扰信号，经过反复分析排查发现是离医院1KM处市广播电台的信号引起，后在电源线上绕了几圈导线（相当于电感）接地后，干扰排除。
ECG—6511、ECG－ll系列心电图机从电路上看，可以说是医疗仪器设备防干扰措施和抗干扰技术综合应用的典范。它集机壳接地，放电管、二极管、浮地、屏蔽，变压器隔离，光电耦合为一体。在输入回路采用了放电管和二极管等组成的高压去颤保护电路，在放大电路前级采用了浮地技术，使前置放大器的地线和主放大器、主电源（电源变压器）的地线相互隔离。同时为了减少50Hz的交流电对共模信号的干扰，采用了右腿驱动电路。患者的右腿不直接接地、而是通过限流电阻与驱动放大器相连，当患者和地之间由于干扰或其它原因引起的高电压或漏电时，右腿放大器立即饱和，将高电压和漏电流旁路。另外还采用了变压器隔离电路，和优先使用交流电源的先进供电电源等。
评论