设计适用于信息科技与医疗产品的开关电源

在现代电子技术被广泛地应用在医疗电子设备中的趋势下，已然为病患的诊断和治疗发挥巨大的作用。然而为加快产品的上市进程，越来越多的医疗电子设备设计会借鉴信息科技产品的技术，并参考其强大功能和成熟平台来简化设计流程。

不过要如何兼顾 UL 60950-1 和 UL 60601-1 的差异，让产品同时符合两本标准的要求，将是产品研发人员的第一道挑战。由于医疗设备的小型化趋势，其采用信息科技产品所广用的开关电源亦渐普遍，因此本文特针对开关电源类产品，比较 UL 60950-1:2nd edition 和 UL 60601-1:2003 的主要差异要求。

按照设计用途划分，UL 60950-1 旨在规范家庭或者办公环境中使用的信息科技产品，主要保护的对象为操作人员和受过专业训练的维修人员;UL 60601-1 则除了保护上述人员外，另对设备的使用对象 – 病患的保护提出一些额外的要求。正如众知，患者由于自身的一些局限性可能会丧失全部或部分正常人员可规避伤害的一些能力，例如患者被麻醉，患者被束缚在手术床上，或患者由于疾病无法具有正常人的动作等。基于以上考虑，UL 60601-1 所规定的产品结构、测试方法和 UL 60950-1 将有所区别。

为协助业者在设计开关电源时可一并纳入 UL 60950-1 与 UL 60601-1 两本标准的要求，以发展出同时适用于信息科技产品与医疗设备的产品，以下即分别就开关电源的结构和测试规定进行阐述。

开关电源的结构规定

设计开关电源时，首先需确保结构符合标准要求，于此将概述两本标准的主要差异处。

指示灯

电源中经常会使用指示灯来表示产品的工作状态，需要注意的是红色和黄色在医疗产品中有其特定的含义，以用来指示相关警告或是需要采取紧急行动的状况。所以若电源希望同时满足两本标准的要求，工作状态指示灯应避免选择红色或黄色。

网电源熔断器

熔断器最主要的功能是在异常情况下来切断电路，以防止发生标准定义的各种危险，如超温，起火，绝缘崩溃等，进而保护设备和使用人员。在 UL 60950-1 中，无论对于 I 类或 II 类产品，最低要求是可以只配备一个熔断器;但在 UL 60601-1 中，对于 I 类和功能接地的 II 类设备，每根导线则皆需安装熔断器。显然地，UL 60601- 1 的要求更为严格。
  


   
爬电距离和空气间隙

电源设计中非常关键的一个考虑点是安全距离，主要是初级和次级、以及初级和保护接地之间的距离。在此表 1列举 UL 60950-1 和 UL 60601-1 确定爬电距离和空气间隙方法的差异。

从表 1中可以看出，在确定两点之间的距离要求时，两本标准中依据的工作电压并不完全相同。按 UL 60950-1，需要测量绝缘两端工作电压的峰值和有效值;但在 UL 60601-1，则需测量工作电压的有效值。

另确定电气间隙和爬电距离时，UL 60950-1 明确规定可以使用线性插值法，但 UL 60601-1 并未提及。举例而言，待测两点之间的工作电压是 250 Vrms， 按 UL 60601-1 对应的电气间隙和爬电距离分别是 5mm 和 8mm;若其工作电压是 251 Vrms，在不考虑线性插值法时，根据 UL 60601-1 的表格16 所述的电气间隙和爬电距离分别是 7mm和 12mm。由此不难看出虽然工作电压只增加 1V， 但要求的距离却几乎增加 50%。这一点，对于产品小型化无疑是个很大的挑战。