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功率电感:如何为医疗设备选择小巧可靠的无源元件(下)

2015/1/30

  在定制磁性元件的制造过程中,会用到各种各样专用空心线圈、骨架及环形线圈绕制设备。这种设备具有严格受控的关键电气性能要求。关键尺寸的测量会使用光学测量仪器等检验设备。定制设计的测试台和夹具可以监控和测试电气参数。利用这些自动测试台可进行数据分析,从而确保设计的可制造性。

  不同医疗设备所使用的磁性元件尺寸和形状大不相同,依据具体的应用场景而定。0402小尺寸电感器(0.040in×0.020in)用于遥测/通信应用。这些电感器可以是打线式的,采用陶瓷芯制成,大电感值可达150nH。

  高频打线式RF螺旋电感器有两种尺寸可选:(0.030in×0.030in×0.020in)和(0.050in×0.050in×0.020in)。这些电感器在RF频带中性能优异,适合偏置、调谐及集总元件滤波器应用。

   电阻器选型标准

  标准的薄膜和厚膜表面贴装电阻器的外壳尺寸在0402~2512之间。电阻器选型标准包括脉冲处理能力、工作电压、工作温度及长期稳定性。打线式电阻器的尺寸范围为0.015in×0.015in×0.010in(额定功率为125mW)至0.055in×0.055in×0.010in(大电阻值为30MΩ;工作电压为100V)。

  薄膜电阻器支持密集的电路布置,同时可提供高可靠电阻器膜的优点。电阻器容限低至0.01%,电阻温度系数(TCR)低至5ppm,有利于放大器、收发电路及配电的调整。对于医疗应用而言,这些片式电阻器可涵盖任何标准的电阻值(10Ω~25MΩ)。

   高可靠性测试

  对医疗设备应用来说,避免无源元件的灾难性失效和漂移失效是头等注意事项。归根结底,产品可靠性预测是建立在供应商测试数据和医疗设备制造商规定的、在定义时间范围内的应用工作温度的基础上的。无源元件供应商的工艺控制是实现高可靠性的一项重要因素。通过在额定或更高电压下抬高温度,进行规定时长的寿命测试,可以确定无源元件的可靠性,并保证元器件可以用于重要医疗设备应用。无源元件测试是基于客户要求和美国军用标准(MIL)规范(若适用)进行的。 固钽测试标准基于MIL-PRF-55365。固钽电容器在抬高的温度和电压下经历内部合格性和定期维护试验。对于关键应用,钽电容器的设计、制造和试验是依照可满足客户定制要求的限值来进行的。依照MIL-PRF-55342对电阻器进行针对关键医疗应用的合格试验。电阻器失效分为两类:致命失效(例如,电阻器开路或短路)和漂移失效(导致电路工作状况不佳)。

  定制磁性元件的内可靠性试验基于MIL-PRF-27标准。所进行的试验包括可焊性、耐溶剂性、端子强度、冲击和振动、防潮性及热冲击等。这些试验详载于MIL-STD-202和其他ASTM或JEDEC标准中。

   总结

  借助于小型医疗设备可使手术更简单并降低其侵入性,从而方便医生操作并减轻患者痛苦。随着更小更新的无源元件的推出,相应地也需要更好的制造和试验技术来提高元件的质量。新型小尺寸无源元件的供应商可能需要加大设备和自动化投入,从而获得医疗设备制造商要求的工艺能力。依照客户要求和行业标准进行合格试验和可靠性测试是开发过程的要求。

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梁先生07:48:56
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