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Was hat schickes Design mit einem Medizintechnik-Netzteil zu tun?

| Autor/ Redakteur: / Kathrin Schäfer

Der Bedarf an medizinischen Geräten für das häusliche Umfeld steigt. Hersteller von Netzteilen müssen in diesem Zusammenhang nicht nur Normen und Regularien einhalten, sondern auch Patientenkomfort und Patienten- umgebung in den Blick nehmen. Welche Faktoren gilt es zu beachten?

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Das externe Netzteil Powerbox EXM 225 für den Einsatz im Homecare-Bereich ist halblinsenförmig und sieht schick aus. Außerdem kann es von einem Rollstuhl oder einem Krankenhausbett überfahren werden, ohne dass die Räder blockieren.
Das externe Netzteil Powerbox EXM 225 für den Einsatz im Homecare-Bereich ist halblinsenförmig und sieht schick aus. Außerdem kann es von einem Rollstuhl oder einem Krankenhausbett überfahren werden, ohne dass die Räder blockieren.
(Bild: Powerbox; © RAM / Fotolia.com_[M])

Da ist zum einen das Thema Geräuschentwicklung. Studien haben gezeigt, dass das subjektive Wohlbefinden von Patienten durch Krankenhauslärm beeinflusst wird, und zwar vor allem durch Geräusche, die von Medizingeräten stammen. Geräuschreduzierung ist deshalb heute ein Muss in der Medizintechnik, speziell wenn diese in einer nicht-klinischen Umgebung eingesetzt werden soll. Hersteller tragen dieser Tatsache Rechnung, indem sie ihre Geräte so konstruieren, dass Lüfter zum Beispiel nur noch bei extremen Betriebsbedingungen laufen. Für deren Netzteile kommen daher lediglich die Kontakt- und Konvektionskühlungen infrage.

Untersuchungen haben außerdem gezeigt, dass 60 Prozent der Hausinstallationen in Europa und 40 Prozent in den USA nicht korrekt geerdet sind. Vor diesem Hintergrund müssen Entwickler besonders dafür Sorge tragen, dass Anwender von Medizingeräten im häuslichen Bereich vor einem elek- trischen Schlag geschützt sind.

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Im Fall von externen medizinischen Netzteilen spielt die Topologie eine entscheidende Rolle in Bezug auf den Platzbedarf, die Performance und auch die Kosten. Konventionelle Topologien verwenden erfahrungsgemäß rund 200 Bauteile. Wählt man hier einen etwas innovativeren Ansatz, wie beispielsweise die sogenannte One-Step-Conver- sion in Verbindung mit einer passiven Power-Faktor-Korrektur (PFC), kann die Zahl der benötigten Bauteile bereits auf etwa 120 reduziert werden. In Folge lässt sich das Netzteil wesentlich kompakter gestalten.

Doch Vorsicht: Auch wenn die Reduzierung der Bauteile auf eine vergleichsweise so kleine Anzahl theoretisch einfach erscheint, erweist sich dies in der Praxis doch als recht kompliziert. Mit dem Ziel eines Wirkungsgrades >90 Prozent, einer Power-Faktor-Korrektur > 0.90, der Erfüllung der IEC60601-1-11, dem Betrieb in einer konvektionsgekühlten Umgebung oder gar in einem abgedichteten Gehäuse und der Vorgabe, eine Leerlaufleistung von 0,3 W zu erreichen, müssen Netzteilentwickler nicht nur ausgesprochen innovativ, sondern auch kreativ sein. Die Entwicklung einer One-Step-Conversion mit einer limitierten Zahl an Bauelementen erfordert sehr viel Wissen über Kopplung und Transforma- toren, um eine hohe Performance, einen geringen Ableitstrom und schließlich auch EMV-Werte nach IEC 60601-1-2 zu erzielen.

Konventionelle Gehäuse von externen Netzteilen für medizinische Geräte über 150 W sind den Laptop-Netzteilen sehr ähnlich. Schwarze, rechteckige Formen mit scharfen Kanten können im Homecare-Bereich jedoch für einen Rollstuhl zum Hindernis werden. Völlig unbeachtet bleibt oft auch das Thema Reinigung. Konventionelle Netzteile sind meist schlecht sauber zu halten. Wenn sie auf dem Fußboden liegen, ist für Reinigungskräfte erhöhte Vorsicht geboten.

Auch bei Netzteilen spielt das Design eine entscheidende Rolle

Eine Powerbox-Arbeitsgruppe bestehend aus Entwicklern, Designern und Endanwendern hat alle hier ausgeführten Faktoren berücksichtigt und ein Gehäusekonzept entwickelt, welches auf einem halblinsenförmigen Profil beruht. Dieses Netzteil kann bedenkenlos von einem Rollstuhl oder einem Krankenhausbett überfahren werden, ohne die Räder zu blockieren. Außerdem ist die Oberfläche des Netzteils so beschaffen, dass sie leicht mit einem handelsüblichen Tuch gereinigt werden kann. Darüber hinaus verleiht die ungewöhnliche Form dem Netzteil aber auch ein schickes Aussehen – ein im privaten Umfeld nicht unerhebliches Kriterium.

Eine weitere Herausforderung war es, ein 225-W-Netzteil so in dieses Gehäuse zu integrieren, dass unter den vorhandenen Umgebungsbedingungen die volle Leistung verfügbar ist. Durch das zuvor gewählte Konzept der One-Step-Conversion mit der geringen Zahl an Bauteilen war es jedoch auch möglich, dies zusammen mit Filtern und Überwachungsfunktionen so unterzubringen, dass das Netzteil sicher und ohne zusätzliche Kühlung betrieben werden kann.

Schließlich ist die zuverlässige Fixierung der Ein- und Ausgangsleitungen ein wichtiger Sicherheitsaspekt, um Funktionsausfälle durch unbeabsichtigtes Abziehen oder Lösen zu verhindern. Der Eingangsstecker muss geschützt und so fixiert sein, dass er einer Abzugskraft von 100 Nm standhalten kann. Der Ausgangsstecker muss mechanisch verriegelt sein und darf nur durch einen bestimmten Mechanismus vom Anwender gelöst werden können. Das Netzteil von Powerbox kann auch diese Anforderung erfüllen.

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