靜電放電可能會(huì)影響醫(yī)生在臨床應(yīng)用環(huán)境中的判斷，甚至對(duì)主動(dòng)醫(yī)療器械造成嚴(yán)重?fù)p害。因此，靜電放電的抗干擾性（ESD）該試驗(yàn)屬于電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)中的抗干擾試驗(yàn)項(xiàng)目。在實(shí)際的電磁兼容試驗(yàn)中，靜電放電試驗(yàn)的一次通過(guò)率很低，大多數(shù)產(chǎn)品需要整改。本文從靜電干擾的概述開始.介紹了靜電的原因和影響，以眼科設(shè)備驗(yàn)光為例，分析了靜電不合格現(xiàn)象的原因，并提出了有效的整改措施。

1.靜電放電干擾概述

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電子產(chǎn)品在各行各業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，導(dǎo)致周圍電磁環(huán)境復(fù)雜多變，靜電放電產(chǎn)生的電磁場(chǎng)效應(yīng)也成為一個(gè)需要考慮的重要問(wèn)題。靜電放電試驗(yàn)是用來(lái)模擬人們?nèi)粘Ｊ褂秒娮釉O(shè)備時(shí)可能出現(xiàn)的放電現(xiàn)象。這種現(xiàn)象瞬間產(chǎn)生的放電電流會(huì)產(chǎn)生短但高強(qiáng)度的電磁場(chǎng)，導(dǎo)致計(jì)算機(jī)等正在使用的電子設(shè)備.終端設(shè)備.醫(yī)用電子設(shè)備操作不當(dāng)，甚至直接造成設(shè)備電路擊穿損壞。在電子工業(yè)快速發(fā)展的時(shí)期，集成電路得到了廣泛的應(yīng)用。其典型特點(diǎn)是電子元件之間的線路變小，耐壓性變低，接線面積減小。然而，這種高度集成的設(shè)計(jì)顯著降低了電子設(shè)備抵抗靜電干擾的能力，靜電干擾引起的放電電流和電磁場(chǎng)直接影響這些高密度元件的使用壽命。為了解決這一問(wèn)題，集成電路中使用了各種高絕緣材料。然而，絕緣產(chǎn)品的性能導(dǎo)致日常安裝.在調(diào)試和使用過(guò)程中更容易產(chǎn)生靜電[1]。在醫(yī)療設(shè)備的注冊(cè)和檢查中，有必要通過(guò)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)檢測(cè)設(shè)備的有效性。靜電放電試驗(yàn)是檢測(cè)電子設(shè)備在這種靜電放電干擾下的性能變化的一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。

靜電放電現(xiàn)象對(duì)醫(yī)療設(shè)備電子元件的損壞具有以下特點(diǎn)：隱蔽性，除靜電放電現(xiàn)象外，不易被人體直接感知。累積性，當(dāng)電子元件受到靜電干擾時(shí)，性能可能保持不變，但如果設(shè)備在使用過(guò)程中多次受到靜電放電的影響，累積效應(yīng)會(huì)給設(shè)備帶來(lái)嚴(yán)重的隱患，增加敏感性。隨意，醫(yī)療電氣設(shè)備正在安裝中.調(diào)試.靜電干擾可能發(fā)生在使用過(guò)程中，產(chǎn)生靜電的方式多種多樣，靜電釋放通常發(fā)生在瞬間，難以及時(shí)保護(hù)。靜電放電干擾可能對(duì)醫(yī)療電氣設(shè)備造成的危害：形成電磁干擾，使設(shè)備故障和操作錯(cuò)誤，降低診斷和治療的準(zhǔn)確性；加快部件老化，降低設(shè)備安全和使用壽命；突破集成電路和精密電子元件，增加診斷和治療設(shè)備的安全風(fēng)險(xiǎn)。

2.靜電放電的原因

靜電放電在生活中很常見(jiàn)，在干燥的環(huán)境中很容易發(fā)生。產(chǎn)生靜電的原因有很多。電荷積累導(dǎo)致物體之間的電位差異。在接觸或相互靠近的過(guò)程中，電荷會(huì)瞬間移動(dòng)，從而形成靜電放電[2]。摩擦物質(zhì)由原子組成，原子的基本結(jié)構(gòu)是質(zhì)子.中子和電子。正常情況下，正質(zhì)子和負(fù)電子的數(shù)量相同，正負(fù)電平衡，物體不帶電。然而，環(huán)境條件的變化會(huì)使原子的正負(fù)電不平衡。上述摩擦本質(zhì)上是一個(gè)連續(xù)接觸和分離的過(guò)程。感應(yīng)帶電：靜電放電不是由摩擦引起的，而是由感應(yīng)靜電放電引起的。帶電體的電場(chǎng)會(huì)導(dǎo)致附近物體上的電荷分離。只要物體充電，周圍就會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)，附近的物體就會(huì)感應(yīng)充電。

3.靜電放電對(duì)主動(dòng)醫(yī)療器械的影響

電荷移動(dòng)會(huì)影響主動(dòng)醫(yī)療設(shè)備的電子元件，甚至導(dǎo)致主動(dòng)醫(yī)療設(shè)備的靜電故障。當(dāng)發(fā)生靜電放電時(shí)，靜電釋放會(huì)導(dǎo)致大量電荷瞬時(shí)移動(dòng)，導(dǎo)致高壓電流瞬間通過(guò)電子元件，并破壞絕緣層，直接影響電子元件的內(nèi)部電路。根據(jù)主動(dòng)醫(yī)療器械后果的嚴(yán)重程度，可分為兩種情況：①電磁場(chǎng)的變化是由直接放電或間接放電引起的，導(dǎo)致設(shè)備誤動(dòng)作，試驗(yàn)結(jié)果不能滿足[3]的基本性能。②直接放電造成的永、久性損壞，導(dǎo)致設(shè)備直接放電而損壞，導(dǎo)致永、久性故障，如顯示器電源開關(guān)因靜電放電瞬間高壓而發(fā)生故障；

在臨床環(huán)境中，有源醫(yī)療器械正朝著精密化的方向發(fā)展.集成化.電子信息化.隨著芯片的發(fā)展，靜電放電的發(fā)生將對(duì)主動(dòng)醫(yī)療器械的正常使用造成嚴(yán)重威脅，甚至造成靜電損害。這在臨床實(shí)踐中是不可接受的。它會(huì)干擾醫(yī)生的診斷和治療，甚至威脅醫(yī)務(wù)人員和患者的人身安全。主動(dòng)醫(yī)療器械應(yīng)采取相應(yīng)對(duì)策，防止或消除靜電造成的意外損害，這需要所有兩類.所有三類有源醫(yī)療器械產(chǎn)品均應(yīng)通過(guò)電磁兼容靜電抗擾測(cè)試。

4.醫(yī)療電氣設(shè)備靜電放電試驗(yàn)整改實(shí)例

以某型驗(yàn)光儀在靜電放電試驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題及相關(guān)解決方案為例，具體如下。

問(wèn)題描述:根據(jù)醫(yī)療器械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，某型眼科設(shè)備驗(yàn)光儀YY0505-2012以及國(guó)標(biāo)GB-T17626.2-2012標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求和靜電放電試驗(yàn)試驗(yàn)的試驗(yàn)方法。在試驗(yàn)過(guò)程中，驗(yàn)光儀正在接觸放電±6kV.水平耦合板±6kV.空氣放電±8kV試驗(yàn)不符合要求，影響其基本性能，延誤診斷。具體表現(xiàn)是相機(jī)掉線.鼠標(biāo)故障及顯示屏等現(xiàn)象，不能正常工作，需要人工重啟才能恢復(fù)正常工作狀態(tài)。

相機(jī)斷開原因分析：根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，首先分析相機(jī)斷開。相機(jī)是靜電的敏感部分。當(dāng)接觸結(jié)構(gòu)放電時(shí)，±6kV從整體結(jié)構(gòu)。從整體結(jié)構(gòu)來(lái)看，相機(jī)的USB線路與內(nèi)部主機(jī)接口連接。重新插拔后，相機(jī)可以通過(guò)重新通電恢復(fù)，通過(guò)觀察USB發(fā)現(xiàn)了線的路徑，USB線路部分接觸結(jié)構(gòu)金屬框架，而金屬框架接地。當(dāng)接觸和放電時(shí)，它通過(guò)接觸部分串?dāng)_到結(jié)構(gòu)USB導(dǎo)致敏感相機(jī)掉線。

整改措施1：增加顯示屏的接地面積，提高顯示屏的接地效果，從而順利引導(dǎo)靜電電荷。

結(jié)果確認(rèn)：上述整改后，對(duì)驗(yàn)光進(jìn)行靜電放電相關(guān)試驗(yàn)，其中接觸放電正在進(jìn)行±6kV.水平耦合板±6kV.空氣放電±8kV在測(cè)試過(guò)程中，設(shè)備不再出現(xiàn)相機(jī)掉線.鼠標(biāo)故障和顯示屏現(xiàn)象，沒(méi)有其他不良測(cè)試現(xiàn)象，整改合格，但也證明整改方案合理有效，可以實(shí)現(xiàn)技術(shù)和工藝的持續(xù)生產(chǎn)。

整改措施2:在相機(jī)入口USB在線磁環(huán)防止干擾信號(hào)影響相機(jī)。此外，它還使USB盡量遠(yuǎn)離接地金屬框架。

鼠標(biāo)故障原因分析:設(shè)備水平耦合板±6kV間接放電，鼠標(biāo)容易掉線，鼠標(biāo)接口外部插拔后無(wú)法恢復(fù)，但內(nèi)部主機(jī)斷開USB轉(zhuǎn)接板的連接可以通過(guò)重新通電恢復(fù)，可以推斷靜電耦合到底殼USB適配器板，導(dǎo)致適配器板死亡。通過(guò)對(duì)適配器板電路圖的分析，發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)地與板接地之間的電阻值太小，容易從金屬底殼串到適配器板內(nèi)部，導(dǎo)致累計(jì)電壓過(guò)高，影響適配器板的性能。

整改措施3：修改放電電阻值，選擇電阻值較大的電阻。

閃屏原因分析:設(shè)備顯示屏空氣放電±8kV，顯示屏出現(xiàn)花屏現(xiàn)象，靜電電荷通過(guò)間隙耦合到內(nèi)部電路，從而影響顯示屏的異常顯示。主要原因是靜電電荷沒(méi)有及時(shí)通過(guò)接地線，導(dǎo)致內(nèi)部電路積累，影響其工作性能。

簡(jiǎn)而言之，自電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施以來(lái)，主動(dòng)醫(yī)療設(shè)備電磁兼容性靜電放電試驗(yàn)的通過(guò)率非常低。提高系統(tǒng)靜電放電的抗干擾性能是理論與實(shí)踐相結(jié)合，應(yīng)用理論解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程。本文介紹了靜電放電現(xiàn)象的原因.對(duì)有源醫(yī)療器械的影響.闡述了電磁兼容兼容靜電放電試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的要求和靜電整改對(duì)策。在介紹靜電放電試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出了產(chǎn)品研發(fā)階段引入電磁兼容相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的幾種整改思路.在生產(chǎn)醫(yī)療器械產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)考慮靜電放電的影響，從根本上防止電磁兼容的風(fēng)險(xiǎn)。

推薦型號(hào)：

靜電放電模擬器

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ESD - Test System 30 kV