科士达UPS电源对医疗设备的重要性

医疗设备作为医生诊断及救治病人的重要工具，它在医院的发展进程中占据着十分重要的地位，为了保证医疗设备的正常支行就必须要有稳定、可靠的电源。供电电源的质量直接影响到医疗设备的使用。

随着医疗科学技术的进步，各种精密的仪器和设备被广泛应用到医疗领域中，这些设备的引入对患者的诊断和治疗起着重要的作用。由于医疗设备对电源的质量及电压的要求较高，如果电源质量较差，就容易出现医疗设备在运行过程中出现死机、部件损坏及程序执行错误导致的数据丢失等现象，从而造成极大的医疗安全隐患，并对医院带来不小的经济损失。目前，医院一般会采用交流稳压器和UPS不间断电源来保证医疗设备的正常、安全地运行。

一.不间断电源的选择

据统计，一般乡镇的医疗设备每个月受到的电源影响超过了50次，这些影响主要包括电压变化、断电(包括毫秒短时断电)、缺相、相平衡度差等。在这些问题中，很大一部份情况由于无法感知和无法用肉眼分辨，因此很容易被忽视掉，但是通常会影响设备的正常安全使用。因此，通过在医疗设备安装UPS不间断电源可以有效的防止设备瞬间的电流冲击、突然断电而造成的数据丢失或者突然停止工作的现象对设备的影响。在进行UPS不间断电源的选择时，应该注意下面几点：

1.UPS的功率通常情况下、UPS的功率值用VA表示，在进行UPS电源的选择时，首先计算出医疗设备的VA值并留足一定的余量，以此来确定UPS电源的功率。

2.UPS的种类输出波形通常分为方波的后备式、正弦波的在线互动式及在线式。正弦波的特点是无谐波、零秒转换。医疗设备属于高精度仪器，对电源的质量要求非常高，在实际的使用过程中通常会选配在线式UPS电源，可以很好地避免电源中断现象。

3.电池容量的选择后备电池的容量可以分为标准机和延长机两种，标准机电池内置，一般在断电后能延长设备的使用时间10～15分钟，而延长机一般配备电池柜，通常可以延长更长的时间。在实际应用中，通常根据需要选择。

二.保证医疗设备稳定运行的措施

目前，在医疗设备的使用过程中普通存在着电源不稳定和电磁等问题，这对医疗设备的正常使用具有一定的安全隐患。

1.分支供电针对电压不稳定的情况，可以采用多支路隔离变压器，将对电源要求非常高的设备单独分线供电，这样可以有效避免各个设备在用电时的相互*，同时还可以对一些重要的设备配备专用的交流稳压器或者UPS不间断电源，以此来保证医疗设备的安全运行。

2.配备电能质量净化装置通过使用交流稳压器、高频电源滤波器可以保证设备的稳定运行，同时还能够减少电磁波对电源线传输过程的*。通过加装交流稳压器还能够有效地抑制浪涌带来的瞬间电压过高、瞬间下跌等情况的出现。另外，还可以通过连接地线的方法来减少外界对电源的干扰。

三.总结

医疗设备是一种对电源质量要求非常高的设备，电源质量的下降会使医疗设备的使用不稳定，轻则使医疗设备暂停使用，重则损坏设备，引发医疗事故。因此，稳压电源及UPS不间断电源的配置对保证医疗设备的安全正常使用具有重要的作用，这对进一步提高医疗质量具有重要意义。

如今,随着技术的发展,静态UPS的功率损耗逐渐下降。早期具有输入和输出变压器的采用晶闸管技术的在线式UPS(简称双变换式UPS或IEC的“VFI”)的满载运行效率仅为83%～85%。而目前采用IGBT技术的高频在线互动式UPS的满载效率可达到95%～97%。

更加高效,热量更少

当今的UPS的能源效率提高了15%,而冷却需求却在下降,提高了其可靠性。模块化UPS的平均故障间隔时间(MTBF)从不足2.5万小时上升到15万小时;输出电压波形失真从5%降低到1%;噪音从95dB(A)降至70dB(A);占地面积甚至减少了90%。

即使双变换UPS,其效率也达到了96.8%,每千瓦容量的成本降到了以往的最低水平。这对用户来说是有利的,但厂商从UPS获利的唯一方法是提供售后服务。

欧洲厂商生产的UPS基本都取消了变压器,而在北美,无变压器的UPS仍然是一个新事物,像APC这样的厂商也采用了在线互动式拓扑结构,虽然没有任何频率的保护,并不是技术上的“在线”式,尽管是这样,这种架构的UPS在稳定的电网中仍然工作得很好。

上世纪90年代,Invertomatic公司在瑞士推出了经济模式UPS(ECO模式,工作原理如图),但市场销售情况并不乐观。之后行业厂商推出的模块化UPS解决了大多数数据中心的部分负荷问题。经济模式的原理很简单:当市电稳定时,UPS自主切换到旁路模式供电,降低电力损耗,特别是无变压器设计的UPS,该模式下UPS整流器仍然工作,为蓄电池充电(需要比飞轮UPS低得多的功率),而逆变器处于待机状态,旁路(晶闸管开关)开通为负载供电,直到电力出现异常,此时UPS的静态开关将负载转移到逆变器,运行在该模式的UPS有个显著的缺点,就是UPS工作在旁路时并没有电源质量的改善。

现在有一些“先进”的经济模式UPS切换时间为2ms而不是4ms,有些则会监测负载失真并做出关于电网的决策,但是基本理念仍然如此,如果电力是稳定的,那么就可以节约电能。

然而这通常会有风险,而经济模式也没有什么不同。每当电力出现偏差时,负载就会从旁路切换到正常模式,这与双变换UPS所提供的保护完全相反。这种切换代表着负载面临风险,虽然这种风险可能很小,但用户必须将与其回报进行平衡。

随着电力成本的上升和概念的推广,经济模式已被人们所接受,然而效率并不总是用户期望的最重要的指标。

采用碳化硅(SiC)的UPS更节能高效

采用经济模式运行的UPS,具有极大的优势,但最新开发的碳化硅技术与经济模式的结合,会产生更大的优势。目前晶体管制造都是传统可控硅器件,对于UPS来说,绝缘栅双极性晶体管(IGBT)的功能越来越强大且可靠。

但是采用IGBT器件的UPS有一个明显的缺点，其开关的速度越快(以获得更高的精度)，电力损失就越高。这主要是因为模块效率的上限为96.8%，而采用碳化硅器件，理论上可将双变换UPS效率提高至98%～99%。

合成的碳化硅粉末自1893年以来已经批量生产,采用碳化硅制造的IGBT最初的成本很高,但节能效果也很显著,而且所有这些都不会将关键负荷转移到电网中,不会增加电力转换的风险。

在模块层面上,碳化硅主要有两个好处:更小的芯片尺寸和更低的动态损耗。在系统层面上,这些优势可被以多种方式利用。低动态损耗带来输出功率的显著增加,将提供减轻重量和减小体积的机会。值得一提的是,无需额外的冷却能力就可实现功率的增加,因为与可控硅器件相比,碳化硅带来实际的损耗减少,可以在相同的冷却条件下得到更高的输出功率。低功率损耗可以提高能效,允许设计更高效率的逆变器,所以应用在UPS上更加高效节能。

1．UPS 标准机型外接了电池模块，即使在未接交流市电的情况下，其输出端仍可能有电压存在。

 

2．当 UPS 需要移动或重新接线时，必须切断输入，并保证 UPS 已完全关机，否则其输出端仍可能有电压存在。

 

3．为确保用户的人身安全和 UPS 的正常使用，在使用之前应对 UPS 进行可靠接地。

 

4．使用环境和保存方法对 UPS 的使用寿命和可靠性有一定的影响，避免长期在下列工作环境中使用 UPS：

 

l 超出技术指标规定（温度 0℃～40℃，相对湿度 5％～95％）的高温、低温和潮湿场所；

 

l 阳光直射或靠近热源的场所；

 

l 有振动、易受撞的场所；

 

l 有粉尘、腐蚀性物质、盐份和可燃性气体的场所；

 

5．保持进气孔和排气孔的通畅。进气孔和排气孔的通风不畅会导致 UPS 内部温度升高，使 UPS 中元器件的寿命缩

 

短，从而影响 UPS 寿命。

 

6．液体或其他外来物体不允许进入 UPS 机箱内。

 

7．万一周围起火，必须使用干粉灭火器，使用液体灭火器会有触电危险。

 

8．电池模块的寿命随环境温度的升高而缩短。为了保证 UPS 的正常运行和维持足够的电池后备时间，应定期更换

 

电池模块，更换工作必须由艾默生授权技术人员执行。

 

9．如果长时间放置不使用，必须将 UPS 存放在干燥的环境中。标准机型（含电池模块）的存贮温度范围：－20℃～

 

＋55℃；长延时机型（不含电池模块）的存贮温度范围：－40℃～＋70℃。

 

10．该设备符合 IEC61000-3-12 标准，在用户供电和电网之间需要提供短路比大于或等于 250 接口。用户需要征得

 

供电部门许可，确保 UPS 连接至短路比大于或等于 250 的电路。11．UPS 的输出电缆不得大于 10m。

 

12．反灌保护器是外置的，其使用方法见《UF-BFP-63A 反灌保护器用户手册》。

 

其它

 

UPS 应用于下述负载设备前，务必事先与经销商讨论，其应用、设置、管理和维护等等必须有特别的考虑和设计：

 

l 与病人生命有直接关联的医疗仪器

 

l 电梯等有可能危及人身安全的设备

 

l 类似于上述设备的其它设备