按照IEC 60601-1-2做EMC測試的時候,有時候人們會忘記連接模擬手(Artificial Hand),導致測試結(jié)果發(fā)生較大的偏差。我曾經(jīng)遇到過一次,由于連接的模擬手是壞的(相當于沒有接模擬手),導致本該失敗的測試被誤判為通過了,直到下一次迭代測試才發(fā)現(xiàn)問題,白白損失了開發(fā)時間。
相信很多小伙伴是知道和熟悉模擬手的,但是對于一些剛?cè)胄械男』锇閬碚f,也許是陌生的。那么,這次我們來聊聊模擬手。
什么是模擬手(AH,Artificial Hand)
IEV 160-4-27是這么定義的:當處于平均操作條件時,用于模擬手持式電器與大地之間人體阻抗的一種電網(wǎng)(原文:an electric network simulating the impedance of the human body under
average operational conditions between a hand-held electrical appliance and
earth)。顧名思義,所謂的模擬手就是等效人體阻抗。
本標準的模擬手源于CISPR 16-1-2這個標準。按后者,對于那些手持式設備,若手持部分是未接地的非金屬部分,那么測試的時候會要求使用模擬手。
按照CISPR 16-1-2圖11a(即下圖1,注意,該圖中電阻的tolerance的標注是錯誤的),模擬手由一個220 pF(±20%)電容串聯(lián)一個510 Ω(±10%)電阻組成(RC元件)。對于MEE/MES,其中M端子接患者耦合點(對于非導電患者耦合點需要使用一定尺寸的金屬箔包覆患者耦合點,然后連接到M端子;對于導電患者耦合點,直接連接到M端子),RC元件的另一端連接到大地。
圖1 CISPR 16-1-2 Figure 11a 模擬手RC元件
本標準對AH的規(guī)定
本標準涉及到模擬手規(guī)定的章節(jié)分別是:4.3,7.1.10,8.3,8.4和8.9。
4.3規(guī)定了當MEE/MES在預期使用情況下如何使用模擬手。如下圖所示。當設備是手持式的時候,手持部分按照CISPR 11或者CISPR16-1-2實施?;颊唏詈宵c的連接前文已經(jīng)描述過了;如果有多個患者耦合點,那么要看是連接到同一個患者還是連接到不同患者,若是同一個患者,那么將所有患者耦合點連接到一起,然后再連接到一個模擬手,若是不同患者,那么需要分別連接到多個模擬手。假如模擬手直接連接到導電患者耦合點影響MEE/MES正常操作,那么可以使用一張絕緣薄膜(厚度5 mm以內(nèi))墊在金屬箔和患者耦合點之間,金屬箔連接到M端子。
圖2 如何使用模擬手
而7.1.10,8.3,8.4和8.9規(guī)定在進行Emissions和EMS測試的時候,什么時候需要使用模擬手。
本標準明確規(guī)定,在進行CE、EFT和CS測試的時候,要求連接模擬手。
本標準也明確規(guī)定,在對患者耦合端口進行ESD測試的時候不能連接模擬手(也不能連接患者模擬器)。該測試的目的是要驗操作者處理患者耦合電纜后(比如:應用電極或者應用到患者身上)的基本安全和基本性能。
本標準還規(guī)定了,對于其他測試,根據(jù)制造商的規(guī)定,也可以連接模擬手。我的建議是盡可能的根據(jù)預期使用情況按照4.3.2使用模擬手。
圖3 IEC 60601-1-2 Table 7 note c
對于需要金屬箔的場合,首先關心的是金屬箔粘貼在哪里。對于不需要連接患者模擬器的測試而言,直接把金屬箔當作人體,患者耦合點直接連接上去即可。如果需要連接患者模擬器,那么在不影響正常使用的情況下,金屬箔盡可能在患者模擬器和患者耦合點之間,如果實在做不到,那么患者耦合點連接好患者模擬器之后,再將金屬箔包覆在外面。
測試之前需要仔細檢查模擬手是不是符合要求。除了容值和阻值需要符合規(guī)定之外,用于連接的導線長度也需要符合要求,其長度應為1
m。如果不得不使用更長的導線,那么對于給定的長度,需要使用下面的公式來計算電線最小直徑,導線的寄生電感需小于1.4 μH。