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Cependant, certains domaines nécessitent des compromis. Dans ce cas, une meilleure approche est le standard personnalisé : prendre une alimentation électrique déjà conçue et éprouvée et travailler avec des spécialistes pour l’adapter aux besoins exacts de l’application en question.
Cet article examine le moment ou les concepteurs devraient opter pour la voie du standard personnalisé et en considère les avantages et les inconvénients afin d’aider les ingénieurs de conception - en particulier ceux du secteur des soins de santé critiques - à choisir la voie à suivre.
Il est impossible de surestimer l’importance des solutions d’alimentation fiables dans les équipements de santé. Les ingénieurs de conception qui développent des équipements d’imagerie et des systèmes de maintien de la vie, par exemple, ont besoin d’alimentation spécifiques avec diverses combinaisons de tension et de courant de sortie. De plus, si l’équipement est alimenté par batterie, il doit y avoir une fonction de contrôle et de surveillance. Ici, les ingénieurs adoptent généralement l’une des trois approches suivantes : concevoir à partir de zéro, utiliser des produits standard prêts à l’emploi ou opter pour un standard personnalisé.
Concevoir une solution d’alimentation à partir de zéro permet de créer un système sur mesure qui répond à chaque exigence spécifique. Bien que cette approche offre une flexibilité et une personnalisation maximales, elle nécessite souvent beaucoup de temps pour peaufiner le design final, ainsi que des ressources et une expertise considérable. En revanche, les alimentations standard prêtes à l’emploi offrent une solution plus rapide et plus économique, mais elles ne correspondent pas toujours parfaitement aux exigences uniques en matière d’alimentation de l’équipement final.
Une troisième méthode est la solution standard personnalisée, qui combine les avantages des deux. Cette approche hybride de ‘résolution du casse-tête des besoins en alimentation’ offre l’agilité nécessaire pour relever des défis uniques tout en bénéficiant de la fiabilité et des économies d’échelle des produits standardisés.
Lorsqu’on recherche une alimentation standard personnalisée, plusieurs considérations importantes entrent en jeu. Tout d’abord, il faut évaluer les paramètres de performance clés, tels que les plages de tension et de courant d’entrée et de sortie, l’efficacité, la taille et le poids. Ces paramètres importants influencent directement l’adéquation de l’alimentation à l’application prévue, ainsi que son efficacité et son empreinte physique au sein du système.
Les normes réglementaires et les certifications sont également des aspects cruciaux. Les normes de sécurité - EN62368-1 (ITE) et EN60601-1 (médical) - sont toutes deux requises, avec des considérations pour les classifications Type B/BF/BC et le courant de fuite, ainsi que les niveaux de protection (Classe I vs. Classe II). La conformité à la norme EN55032 de compatibilité électromagnétique (CEM) est également essentielle pour atténuer les interférences électromagnétiques (EMI), en tenant compte des exigences des classes A et B.
Les exigences spécifiques à l’application guident également le processus de personnalisation. Les ingénieurs doivent évaluer la durée de vie et la fiabilité attendues de l’alimentation, en tenant compte de facteurs tels que la qualité des composants, les mécanismes de refroidissement et les facteurs limitants comme la durée de vie des condensateurs. Des exigences spécialisées, telles que des ventilateurs à faible bruit et des interfaces de contrôle numérique pour la surveillance et le contrôle, peuvent également influencer les décisions prises par les ingénieurs en conception.
XP Power propose une gamme d’alimentations AC-DC programmables avancées, y compris les séries HPA de 1,5 kW et HPF de 3 kW, équipées de capacités de contrôle numérique qui offrent aux ingénieurs un accès facile aux données pour un contrôle, une surveillance et un diagnostic précis. Ces alimentations sont dotées de diverses interfaces standard telles que PMBus, CANopen et RS485. Les options de personnalisation incluent le remplacement de RS485 par des interfaces RS232 ou UART.
De plus, l’interface utilisateur conviviale des unités HPA/HPF permet une surveillance en temps réel de l’entrée de puissance AC, offrant des avertissements précoces des variations de tension, particulièrement utiles dans des régions comme l’Asie où ces fluctuations sont courantes. De plus, ces alimentations peuvent s’adapter au paysage énergétique en évolution, en soutenant les fluctuations du réseau de distribution d’énergie, qui sont plus probables avec l’utilisation accrue de sources d’énergie renouvelables comme l’éolien et le solaire. XP Power propose également des alimentations configurables pour répondre à des exigences spécifiques nécessitant plusieurs tensions non standard. Collaborer avec des spécialistes de l’alimentation électrique, qui ont une compréhension approfondie des conceptions standard et des exigences spécifiques des applications, peut aider à garantir que tous les critères nécessaires sont respectés.
Les chariots de chirurgien sont des systèmes chirurgicaux portables fonctionnant sur batterie. Ils nécessitent une alimentation électrique fiable et ininterrompue (UPS) pour garantir un fonctionnement continu pendant les procédures critiques telles que les biopsies, les résections de tumeurs et les placements de cathéters. L’UPS doit fournir une puissance suffisante, jusqu’à 1000W avec plusieurs sorties, y compris la capacité de charge de la batterie et une interface Ethernet pour la surveillance. Les fonctionnalités de surveillance du firmware, telles que la tension de la batterie, le courant, la température, le temps estimé restant et les alarmes pour divers états de la batterie et du système, sont essentielles pour une maintenance proactive et un dépannage.
La conception d’un UPS pour un chariot de chirurgien implique des considérations de capacité de puissance, de flexibilité de sortie, d’interfaces de communication et de capacités de surveillance robustes du firmware. La conception doit équilibrer des facteurs tels que la taille, le poids et l’efficacité énergétique tout en garantissant la compatibilité avec les exigences du système chirurgical.
Les concepteurs de XP Power ont créé une solution UPS personnalisée, répondant efficacement au mélange de besoins en sorties fixes et variables. De plus, la carte de contrôle conçue sur mesure avec un microprocesseur intégré gère les sorties de charge de la batterie en appliquant des profils de charge basés sur les recommandations du fabricant de la batterie. Les fonctionnalités de surveillance du firmware ont été développées pour assurer une visibilité en temps réel de l’état de la batterie et du système, permettant une maintenance proactive et minimisant le risque de temps d’arrêt imprévu dû, par exemple, à une batterie déchargée.
Comme dans l’exemple du chariot de chirurgien, le chariot du personnel transporte des équipements de surveillance essentiels jusqu’au lit du patient. Il nécessite toujours une capacité de charge de batterie robuste, une surveillance du firmware et des fonctionnalités d’alarme pour une maintenance proactive et une fiabilité du système, mais avec une exigence de puissance inférieure (200W) et moins de sorties. La solution intégrait une entrée de 48Vdc avec cinq sorties pour charger le pack de batteries et comprenait une interface Ethernet pour la surveillance et la gestion à distance.
Équilibrer personnalisation et solutions standard pour des performances optimales de l’alimentation électrique À travers une exploration de diverses options d’alimentation électrique, il devient évident que des solutions standard personnalisées émergent comme un compromis stratégique. En tirant parti de conceptions préexistantes et en les adaptant à des besoins spécifiques, les ingénieurs en conception peuvent obtenir des résultats optimaux en termes de conformité, de délai de mise sur le marché, de fiabilité et de longévité.
La vaste gamme d’alimentations AC-DC programmables de XP Power, équipée de capacités de contrôle numérique et d’interfaces personnalisables, illustre la polyvalence et l’adaptabilité requises pour diverses applications. De plus, la collaboration avec des spécialistes expérimentés de l’alimentation électrique garantit des processus de personnalisation efficaces et des solutions optimales adaptées aux besoins uniques des applications.
