醫（yī）療產品TYPE-B傳輸的靜電問題案例分析

一、前言

雖然醫療（liáo）器械在我們日常生活中一般接觸不到（dào），但是它們在工作過程中一（yī）定要確保（bǎo）穩定運行，工作準確，時效性高。所以這（zhè）些醫療產品在上市之前，都（dōu）需要通過嚴厲的EMC測（cè）試，通過認證後才（cái）能在醫院使用。

二、實（shí）際案例分享

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

1.靜電現象：

（1）對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（yī）療設備與電腦的通信斷開，需要對醫療設備進行重新上電以及（jí）對電腦軟件重新啟動（dòng）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（yǔ）電（diàn）腦的（de）通信斷開，需要（yào）對醫療（liáo）設備進行重新上（shàng）電以及對電腦軟件重新啟動才能（néng）正常使（shǐ）用，屬（shǔ）於等級（jí）C。

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

如上圖所示為TYPE-B轉USB轉接板的其中一個（gè）螺絲孔（kǒng）位置，這個位置連接TYPE-B外殼地並通過螺絲連接到設備內部大麵積地，這（zhè）個地與TYPE-B轉USB板（bǎn）子的內部地做（zuò）了隔離處理。理論上這樣設計在機器測試端是沒有問題的，但（dàn）是實際（jì）上靜電測試時，板子做了分地處（chù）理，螺絲的接地（dì）阻抗（kàng）過大（dà），導致靜（jìng）電並不能通過螺絲泄放到地上，而（ér）是往電（diàn）腦端回流（liú），導致除了電腦與設備斷開連接，電腦與鼠標也（yě）斷開連接。

3.整改措施

（1）如上圖所示，將TYPE-B的插接口外殼地與TYPE-B轉USB轉接板內部信號地進行連接，再通過四個金屬螺絲和產品外（wài）殼進行搭接，改變靜電（diàn）泄放路徑。

【理論（lùn）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（kàng）過高，靜電正（zhèng）常情況下會流向低阻抗回路，所以導致靜電從TYPE-B接（jiē）口流向電腦HUB，把電腦HUB電壓（yā）抬高，導致連接（jiē）HUB的設備不識別（靜電流（liú）向圖如上圖紅色（sè）部分），所以我們（men）通過增大醫療設備電（diàn）路板的接地麵（miàn）積，降低醫療設備地阻（zǔ）抗，使（shǐ）靜電不再流向電腦HUB，而是流向醫療設備內部大麵積地（靜電流向圖如下圖紅色部分）。

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

（3）在24V電（diàn）源與地接入一個（gè）大電流共模濾波（bō）器TLDCM5030-2-501YF，避免靜電耦合到24V直流電源電纜，影響主板通信。在將共模電感（gǎn）設計進（jìn）電路的時候（hòu），我們需要注意共模電感（gǎn）下的地層需要掏空，濾（lǜ）波電路的輸入、輸出之間要（yào）做好（hǎo）隔離，共模電感才能達到很好的濾波作用。（具體（tǐ）可以參考上圖設（shè）計）

4.整改結（jié）果

對TYPE-B接口處空氣放電±8KV和接觸放電±4KV，以及220V交流電輸入口空氣放電±8KV，產品工作正常，沒有異（yì）常現象，達到等級A，可（kě）以通過（guò）測試。

三、總（zǒng）結

醫療器械的設計以（yǐ）及是如何檢測的我們並不清楚，但（dàn）是關（guān）於EMC方麵的測試整改，尤其是在靜（jìng）電整改方麵，我們最關心的是硬件設計和走線合理性（xìng）以及如何防止（zhǐ）靜電進入芯（xīn）片造（zào）成的影（yǐng）響，這個才是整改（gǎi）EMC問題的關鍵點。