醫（yī）療（liáo）產品TYPE-B傳輸的靜電問題案例分析

一、前（qián）言

雖然醫療器械在我們日常生活中一般接觸不到，但是它們在工作過（guò）程中一定要確保穩定運行，工作準（zhǔn）確，時效性高。所以這些醫療產品在上市之前，都需要通過嚴厲（lì）的EMC測（cè）試，通過認證後才能在醫院使用。

二、實際案例分享

某醫療器械（xiè）公司藥物鑒定係統產品，該（gāi）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，自動對鑒定結果進行分析判讀，並自動生成（chéng）檢驗報告單。

1.靜（jìng）電現象（xiàng）：

（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（zhì）醫療設備與電腦的通信斷開，需（xū）要對醫療設備進行重新上電以（yǐ）及對電腦軟件重新啟動才能（néng）正常使用，屬於等級C；

（2）對220V交流電輸入口做空氣放電±8KV測試（shì），導致（zhì）醫療設備與電腦的（de）通信斷開，需要對醫療設備（bèi）進行重新上（shàng）電以及對電腦軟件重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（xiàn）連（lián）接醫療設備（bèi）的轉接板轉成USB數據，再把USB數據傳輸到主板，通（tōng）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（zhuǎn）USB轉接板的其中一個螺絲孔位（wèi）置，這個位置連（lián）接TYPE-B外殼地並通過螺絲連接到設備內部大（dà）麵積地，這個地與（yǔ）TYPE-B轉USB板子的內部地做了隔離處理。理論（lùn）上這（zhè）樣設計（jì）在機器測試端是（shì）沒有問題（tí）的，但是實際上靜電測試時，板子做了分地處理，螺絲的接地阻抗過大，導致靜電並不能（néng）通過螺絲泄放（fàng）到地上，而是（shì）往電腦端回流（liú），導致除了電腦與設備斷開連接，電腦與鼠標也斷開連接。

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（bù）信（xìn）號地進（jìn）行連接，再通過四個金屬螺絲和產品外殼進行搭接，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（zhì）地阻抗過高，靜電正常情況下會流向低阻抗回路，所以導致靜電從（cóng）TYPE-B接口流向（xiàng）電腦HUB，把電腦HUB電壓抬高，導致（zhì）連接HUB的設備不識別（靜電流向圖如上圖紅色部分），所以（yǐ）我們通過增（zēng）大醫療設備電路板的接地麵積，降低醫療設備地阻抗，使靜電（diàn）不再流（liú）向電腦HUB，而是流向醫療設備（bèi）內部大麵積地（靜電流（liú）向圖如下圖紅色部分）。

（2）在轉接板的接口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（lǜ）波（bō）器TLDCM5030-2-501YF，避免靜電耦合到24V直流電源電纜，影（yǐng）響主板通信。在將共模（mó）電感設計進電路的時候，我們需要注意共模電（diàn）感（gǎn）下的地層需要掏空，濾波電路的輸入、輸出之間要做好隔離，共模電感才能達到很好的濾波作用。（具體可以參考上圖（tú）設計）

4.整改（gǎi）結果

對TYPE-B接口（kǒu）處空氣放電±8KV和接觸放電±4KV，以及220V交流電輸（shū）入口空氣放電±8KV，產品工作正常，沒有異常現象，達到等級（jí）A，可以通過測試。

三、總結

醫療（liáo）器（qì）械的設（shè）計以及是如何檢測的我們並（bìng）不清楚，但是（shì）關於EMC方麵的測試整改，尤其是在靜電整改方麵，我們最關心的是硬件設計和走線合理性以及如（rú）何防止靜電進入芯片造成的影響，這個才是整改EMC問題的關鍵點。