醫療產品TYPE-B傳輸的靜電問（wèn）題案例分析

一、前言

雖然醫療器械在我們日常生活中一般接觸不到，但是它們在工作（zuò）過程中一（yī）定要確保穩定運行，工（gōng）作準確，時效性高（gāo）。所以這些醫（yī）療產品在上市之前，都（dōu）需要通（tōng）過嚴厲的EMC測試，通過認證後才能在醫院（yuàn）使用。

二、實際案例分享

某醫療器械公司藥物鑒（jiàn）定係統產品（pǐn），該產品可對某些藥物進（jìn）行種屬鑒（jiàn）定（dìng）分析。成品使（shǐ）用專（）利的圖像采集技（jì）術，自動對鑒定結果進行分析判讀，並自動生成檢（jiǎn）驗報告（gào）單。

1.靜（jìng）電現象：

（1）對TYPE-B端口外露金屬部位做空氣放電±8KV和接觸放電±4KV測試，導致醫（yī）療設備與電腦的通信斷開（kāi），需要（yào）對醫療設備進行重新上電（diàn）以及對電腦軟件重新啟動才能正常使用，屬（shǔ）於等級C；

（2）對220V交流電輸入口做空氣放電±8KV測（cè）試（shì），導致醫療設備與電腦（nǎo）的通信斷開，需要對醫療設備進行重新上電以及對電腦軟（ruǎn）件重（chóng）新啟動才能正常使用，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（jiē）板轉成USB數據，再把USB數（shù）據傳輸到主（zhǔ）板，通過主板控製醫療設備的電（diàn）機轉動以及其它功能。

如上圖所示為TYPE-B轉USB轉（zhuǎn）接板的其中一個螺絲孔位置，這個位置（zhì）連接TYPE-B外殼地（dì）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離處理。理（lǐ）論上這樣設計在機器測試端是沒有問題的，但是實（shí）際上靜電測試時（shí），板子做了分地處理，螺絲（sī）的接地阻抗過大，導致靜電（diàn）並不（bú）能通過螺絲泄放到地上，而是往電腦端回流（liú），導致除了電腦與設備斷開連接，電腦與（yǔ）鼠（shǔ）標也斷開連接。

3.整改措施

（1）如上圖所示，將（jiāng）TYPE-B的插接口（kǒu）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殼進行搭接（jiē），改變（biàn）靜（jìng）電泄放路徑。

【理論分析】：

初始狀態下，醫療設（shè）備電路板地層不完整，導致地阻抗過高，靜電正常情況下（xià）會流向（xiàng）低阻抗回（huí）路，所以導致靜（jìng）電從TYPE-B接口流向電腦HUB，把（bǎ）電腦HUB電壓抬高，導致連接HUB的設備不識別（靜電（diàn）流（liú）向圖（tú）如上圖紅（hóng）色部分），所以我們通過增大醫療設備電路板的接地麵積，降低醫（yī）療設備地阻抗，使靜電不再流向電腦（nǎo）HUB，而是流向醫（yī）療設備內部大麵積地（靜電（diàn）流向圖如下圖（tú）紅色部分）。

（2）在轉接板（bǎn）的接口TYPE-B的引腳VUSB_5V以及（jí）D2-和D2+分別對地接入一個靜電抑製器（qì）TEVC0R5V05B1X，降低（dī）靜電對設（shè）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（diàn）耦（ǒu）合到24V直流電源電纜，影響（xiǎng）主板通信。在將共模電感設計進電路的（de）時候（hòu），我們需要注意共模電感下的地（dì）層需要掏空，濾波電路的輸入（rù）、輸出之間要（yào）做（zuò）好隔離（lí），共模電感才能達到很好的濾波作用。（具體可以參考上（shàng）圖設計）

4.整改結果

對TYPE-B接口處空氣（qì）放電±8KV和接（jiē）觸放電±4KV，以及220V交（jiāo）流電輸入口空氣放（fàng）電（diàn）±8KV，產品工作正常（cháng），沒有異常現象，達到等級（jí）A，可（kě）以通過測試。

三、總（zǒng）結

醫療器械的設計以及是如何檢測的我們並不清（qīng）楚，但是（shì）關（guān）於（yú）EMC方麵的測試整改，尤其是在靜（jìng）電整改方麵，我們最關（guān）心的是硬（yìng）件設計和走線合理性以（yǐ）及（jí）如何防止靜電（diàn）進入（rù）芯片造成的影響，這個才是整改EMC問題的關鍵點。