醫療產品TYPE-B傳輸的靜電問題案例分析

一、前言

雖然醫療器械在我們日常生活中一般（bān）接觸不到，但（dàn）是它們在工作（zuò）過程中一定要確保穩定運行，工作準確，時效（xiào）性高。所以這些醫療產品在上市之前，都需要通過嚴厲的EMC測試（shì），通過認證後才能在醫院使用。

二、實際案例分享

某醫療（liáo）器械公司藥物鑒定（dìng）係統（tǒng）產品，該產品可對某些藥物進行種屬鑒（jiàn）定分析。成品使用專（）利的圖像采集技術，自動對鑒定結果進行分析判讀，並自動生成檢驗報告單。

1.靜電現象：

（1）對（duì）TYPE-B端口外露金屬部位做空氣放（fàng）電±8KV和接觸放電±4KV測試，導致醫療（liáo）設備（bèi）與電腦的（de）通信斷開，需要對醫（yī）療設備進行（háng）重新上電以及對電腦軟件重（chóng）新啟動才能正常使用，屬於（yú）等級C；

（2）對220V交流電輸入口做空氣放電±8KV測試，導致醫療設備（bèi）與電腦的（de）通信斷開，需要對醫療設備進行重新上電以及對電腦軟件重（chóng）新啟動才（cái）能正常使用，屬於等級C。

2.工作原理：電腦通過TYPE-B線連接醫療設備的轉接板轉成USB數據，再把USB數據傳輸到主板，通過主（zhǔ）板控製醫療（liáo）設備的電機轉動以及其它功能。

如上圖所示為TYPE-B轉USB轉接（jiē）板的（de）其中一個螺絲（sī）孔位置，這個位置連接TYPE-B外殼地並通過螺絲連（lián）接到設備內部大麵積地，這個地與TYPE-B轉USB板子的內部地做了隔（gé）離處理。理論上這樣設計在機器測試端是沒有問題（tí）的，但是實（shí）際上靜電測試時，板子做了分地處理，螺絲的接地阻抗過大（dà），導致靜電並不能通過（guò）螺絲泄放到地上，而是往電腦端回（huí）流，導致除了電腦與設（shè）備（bèi）斷開連接，電腦與鼠標也（yě）斷開連接。

3.整（zhěng）改措（cuò）施（shī）

（1）如上（shàng）圖所（suǒ）示，將TYPE-B的插接口外殼（ké）地與TYPE-B轉USB轉接板內部信號地進行連（lián）接，再通過四個金屬螺絲和產品外（wài）殼進行搭（dā）接，改變（biàn）靜電泄放路徑。

【理論分析】：

初始狀態下，醫療設備電路板地層不完整，導致地阻（zǔ）抗過高，靜電正常情況下會流向低阻抗回路，所以導致靜電從TYPE-B接口流向電腦HUB，把電腦HUB電（diàn）壓抬高，導致連接HUB的設備不識（shí）別（靜電流向圖如（rú）上圖紅色部分），所以我們通過增大醫療（liáo）設（shè）備電路板的接地麵積，降低醫療設備地阻抗，使靜電不再流向電腦HUB，而是流向（xiàng）醫療設（shè）備內部大麵積地（靜電流向圖（tú）如下圖紅色部（bù）分）。

（2）在轉接板的接口TYPE-B的引腳VUSB_5V以及D2-和D2+分別對（duì）地接入一個靜電抑製器TEVC0R5V05B1X，降低靜電對設備內部電路影響。

（3）在24V電源與地接入一個大電流共模濾波器TLDCM5030-2-501YF，避免靜電耦合（hé）到24V直流電源電纜，影響主板通信（xìn）。在將共（gòng）模電感設計進電路的時候，我（wǒ）們需（xū）要（yào）注意共模電感下的地層需要掏空，濾波（bō）電路的輸入、輸出之間要做好（hǎo）隔離，共模電感才（cái）能達到很好的濾波作用。（具體可以參考上圖設計）

4.整改（gǎi）結果

對TYPE-B接口處（chù）空氣放電±8KV和接觸（chù）放電±4KV，以及220V交流電（diàn）輸入口空氣放電±8KV，產品（pǐn）工作正常（cháng），沒有異（yì）常現象，達到等級A，可以通過測試。

三、總結

醫療器械的設計以及是如何檢測的我們並不清楚，但是關於EMC方麵的測（cè）試（shì）整改，尤其（qí）是在靜電整改方麵，我們最關心的是硬件設計（jì）和走線合理性以及如何防止靜電進入芯片造成的影響，這（zhè）個（gè）才（cái）是整改EMC問題的關鍵點。