Les transformateurs d'isolement de qualité médicale sont conçus pour isoler le patient et l'opérateur d'un choc électrique et pour protéger l'équipement contre les surtensions ou les composants défectueux.
Pour la sécurité du patient dans les hôpitaux, tous les équipements médicaux diagnostiques ou thérapeutiques (appareils électriques médicaux et appareils électriques non médicaux dans l'environnement du patient et dans les zones à usage médical) doivent être complètement isolés de la ligne d'alimentation à l'aide d'une isolation renforcée. La sécurité totale du patient et de l'opérateur est assurée par des transformateurs d'isolement de qualité médicale à très faible courant de fuite (IEC 60601-1 équipement électrique médical).
Les transformateurs de qualité médicale sont conçus pour isoler le patient et l'opérateur d'un choc électrique et pour protéger l'équipement contre les surtensions ou les composants défectueux.
Les transformateurs de qualité médicale respectent également les normes suivantes :
- Courant de fuite maximal à la terre, au patient ou à l'enceinte
- Conformité à la norme harmonisée IEC 60601
- Minimums pour la ligne de fuite et la distance d'isolement dans l'air
- Augmentation maximale de la température
Avantages des transformateurs de qualité médicale
- réduction du temps consacré aux essais de sécurité, ce qui permet d'accélérer la mise sur le marché
- faible courant de fuite
- conformité garantie avec les normes de l'agence internationale de sécurité
- taille compacte
- poids réduit
- faibles pertes de puissance
- protection thermique intégrée
Une séparation galvanique sûre est assurée par rapport à l'alimentation électrique publique, dans les limites du courant de fuite des appareils connectés. Grâce à leurs faibles champs magnétiques parasites et à leur conception tolérante aux pannes, ces transformateurs conviennent à une utilisation à proximité des moniteurs. Ils constituent non seulement une solution idéale pour le diagnostic médical ou les appareils électroniques médicaux, mais ils peuvent également être utilisés dans les équipements informatiques et les systèmes vidéo dans l'environnement du patient.
Méthodes de conception de l'isolation
Les transformateurs d'isolement de qualité médicale utilisent deux options de conception pour réaliser l'isolement : la mise à la terre de sécurité et l'isolation renforcée.
Sol de sécurité - Les transformateurs de terre de sécurité utilisent l'isolation standard des transformateurs. Un écran de sécurité entre les bobines primaire et secondaire, avec une isolation entre l'écran et chaque bobine, maintient les courants de fuite maximums. L'écran de sécurité doit être épais pour pouvoir répondre aux tests requis par la norme de sécurité. En cas de rupture de l'isolation, le chemin électrique passe directement à la terre, ce qui est un gage de sécurité.
Isolation double/renforcée - Dans le cas d'un transformateur à double isolation ou à isolation renforcée, il n'y a pas d'écran de “sécurité”, mais l'isolation, comme l'indique son nom, est beaucoup plus épaisse. Elle est conçue de manière à ce que toutes les couches de l'isolation puissent passer les tests d'épaisseur et de tension potentielle élevée exigés par la norme. En cas de rupture d'une couche d'isolation, la couche suivante sera en mesure d'assurer la sécurité requise.
Dans les deux cas, la conception de la construction doit toujours respecter les exigences en matière de lignes de fuite et de dégagement. Si le transformateur comprend un blindage statique pour la réduction du bruit, il est important de noter que ce blindage ne fournit pas au transformateur une terre de sécurité, mais fonctionne plutôt comme une terre fonctionnelle. Lorsque le blindage est mis à la terre, il atténue le bruit de mode commun et peut réduire le courant de fuite du primaire vers l'enroulement secondaire (veuillez noter que cette réduction de fuite n'est pas la même que lorsque le primaire est mesuré par rapport à la terre).
Normalement, sans barrières mécaniques supplémentaires entre le primaire, le blindage et le secondaire, un transformateur à isolation double/renforcée présente un courant de fuite inférieur à celui d'un transformateur doté d'un blindage de sécurité.
Un fil de blindage de sécurité doit être connecté à la borne de terre de protection de l'équipement, tandis que le blindage statique, s'il est inclus, doit être connecté à la borne de terre fonctionnelle.
Les transformateurs d'isolement de qualité médicale sont généralement utilisés dans un rapport 1:1 (la tension nominale du primaire est égale à la tension nominale du secondaire). Les deux enroulements ont le même nombre de tours. Il peut y avoir une légère différence dans le nombre de tours pour compenser les chutes de tension ; sinon, la tension secondaire serait légèrement inférieure à la tension primaire.
L'utilisation d'un ruban d'isolation et d'un enroulement de blindage entre les enroulements primaire et secondaire permet d'atteindre la rigidité diélectrique requise de ≥ 4 kV pour une isolation renforcée et double, ainsi que le “courant de fuite général à la terre” requis de < 100 µA.
Transformateurs d'isolement Talema de qualité médicale
Talema conçoit et fabrique des transformateurs d'isolement de qualité médicale pour 240/120/100 V et 240/120 V d'une capacité allant jusqu'à 3000 VA (gamme standard) et jusqu'à 15 kVA (modèles personnalisés). Les transformateurs d'isolement Talema offrent une sécurité renforcée pour l'utilisation dans les appareils électroniques médicaux. Nos spécifications de sécurité sont bien en deçà des normes recommandées et respectent les directives de conformité stipulées par les normes de sécurité IEC et UL.
Pour plus d'informations, voir la page suivante du site web de Talema :
Transformateurs toroïdaux de qualité médicale
Améliorer la conception des transformateurs de qualité médicale
Comme nous l'avons vu précédemment, les transformateurs toroïdaux standard sont plus intensive en main-d'œuvre que les transformateurs EI standard, car leur construction ne se prête pas à l'automatisation. En outre, ils utilisent une isolation intermédiaire plus épaisse pour répondre aux exigences de courant de fuite spécifiées par les normes de sécurité. Il est donc nécessaire de concevoir un transformateur toroïdal pour remédier à ces inconvénients.
La technologie des capuchons segmentés répond à ces besoins. En utilisant des capuchons spécialement conçus pour offrir les avantages d'une bobine en matière d'isolation (construction linéaire), il est possible de réduire les coûts de fabrication et d'obtenir d'autres avantages en matière de courant de fuite, d'augmentation de la température et de réduction du poids.
Dans le prochain article de cette série, nous aborderons la technologie des capuchons à noyau segmenté pour les transformateurs d'isolation médicale.
Pour en savoir plus, consultez notre livre blanc - Amélioration des transformateurs d'isolation médicale grâce à la technologie du capuchon de noyau segmenté
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