Zasilacze dużej mocy
Każda kolejna generacja zasilaczy wchodzących na rynek ma coraz większą sprawność i najbardziej zmiany te widać właśnie w zasilaczach dużej mocy, gdzie sięga ona 95–96%. Wysoka sprawność to oszczędność energii zasilającej, a więc mniejsze rachunki, ale także mniejsze gabaryty oraz słabsze nagrzewanie oraz zdolność do pracy w szerokim zakresie temperatur. Duża sprawność w warunkach przemysłowych to synonim niezawodności, na którą rynek zwraca coraz więcej uwagi. Od strony układowej zasilacze wyposaża się dzisiaj we wszechstronne układy zabezpieczające, rozbudowane filtry wejściowe, sterowniki zapewniające sygnalizację stanu zasilacza i podobne obwody ochronne na tyle skuteczne, że awaria na skutek przeciążenia, stanu nieustalonego lub zwykłego błędu podczas montażu instalacji staje się praktycznie niemożliwa.
Ogromna część zasilaczy dostępnych na rynku krajowym produkowana jest w Chinach. Jak bardzo ogromna jest ta część? W przypadku zasilaczy katalogowych o typowej funkcjonalności, a więc bez pełnej cyfryzacji, interfejsów komunikacyjnych do dzielenia mocy podczas pracy równoległej lub też przy braku konieczności spełniania wymagań norm branżowych, praktycznie wszystkie zasilacze pochodzą z Azji.
Główne problemy rynku zasilania
Głównym problemem rynku jest nie najlepsza sytuacja w gospodarce krajowej, ale wpływ wojny na Ukrainie, tego, co dzieje się w całej gospodarce europejskiej też uznano za istotny czynnik determinujący obecne warunki biznesowe. Podobne komentarze bez problemu można znaleźć w wielu innych raportach analitycznych i statystykach opisujących stan gospodarki, co razem daje spójny obraz tego, że rynek cierpi na brak popytu, wyhamowanie lub przesuwanie w czasie projektów i inwestycji. Szczęśliwie, zatwierdzono nam wreszcie środki z KPO, więc w perspektywie kolejnych miesięcy można oczekiwać zmiany na lepsze.
Nawet jeśli na tabliczce znamionowej widnieje logotyp znanego producenta, zachodniej marki, renomowanej i kojarzonej z Europą lub Ameryką, też z dużym prawdopodobieństwem zasilacz został wyprodukowany w Chinach, przez tamtejszego producenta wyspecjalizowanego w takich produktach, jako produkt kastomizowany – na zamówienie klienta pod jego wymagania. Praktycznie każdy tamtejszy producent zasilaczy podejmuje się takich zleceń, są też firmy, które wyłącznie zajmują się taką działalnością. Takie są realia rynku dyktowane przez ekonomię, bowiem "u nas" komponenty do produkcji kosztują znacznie więcej niż "tam" cały zasilacz, w obudowie, z transportem i badaniami.
Wyjątki się oczywiście zdarzają, na przykład dotyczą jednostek specjalizowanych, takich, które nie mają uniwersalnego charakteru i są ściśle dopasowane do wymagań aplikacyjnych lub też spełniają wymagania specyficznych norm. Niemniej są to produkty niszowe, a jak wiadomo, nisze nie tworzą rynku, tylko wskazują na istniejące luki.
Zasilacze impulsowe bazują na typowych podzespołach elektronicznych, do produkcji których nie jest wymagana bardzo zaawansowana technologia. Stąd we wnętrzu obudowy nie znajdziemy (pomijając rzadkie wyjątki) podzespołów czołowych marek, nawet jeśli dotyczy to półprzewodników. Tanie, własne, standardowe, elementy zapewniają niskie koszty produkcji i sprawiają, że zasilacze, bardzo dobre, dobre i kiepskie, produkowane są w Chinach. Jednostki te są importowane przez dziesiątki firm handlowych, które znakują takie zasilacze własnymi znakami towarowymi i markami, tworząc marki handlowe. Tak wygląda rynek.
Sprawność zasilacza oznacza zaawansowanie techniczne
Sprawność zasilaczy jest bardzo istotnym parametrem urządzeń z kilku powodów. Po pierwsze, im jest ona większa, tym zasilacz może dostarczać więcej mocy przy tych samych wymiarach (większa gęstość mocy). Czyli duża sprawność jest przepustką do miniaturyzacji. Bezsprzecznie wysokosprawny zasilacz kojarzy się również z produktem nowoczesnym i zaawansowanym technicznie.
Duża sprawność oznacza niższe koszty eksploatacji urządzeń. Ponieważ energia elektryczna stale drożeje, w rozwiązaniach przemysłowych lub teleinformatycznych, gdzie sprzęt pracuje non stop, koszt energii jest bardzo ważny. W serwerowniach do kosztu prądu zużywanego przez urządzenia trzeba doliczyć koszt usunięcia ciepła z obiektu za pomocą systemu klimatyzacji – sprawność w takim przypadku liczy się podwójnie.
Wysokosprawny zasilacz oznacza często też małą awaryjność, a więc pośrednio jakość. Takie jednostki mało się grzeją i ich podzespoły nie są tak obciążone cieplnie. Są mniejsze, a więc też mogą być tańsze w produkcji, bo nie potrzeba do nich dużych radiatorów. Mogą też działać w szerszym zakresie temperatur, nie wymagają chłodzenia wymuszonego. Także ograniczenia na moc wyjściową przy skrajnych temperaturach otoczenia stają się łagodniejsze. Na koniec warto zauważyć, że duża sprawność zasilaczy, mała moc pobierana bez obciążenia lub konieczność korekcji współczynnika mocy jest dla niektórych zastosowań i typów wymagana przez regulacje Ekoprojektu i normy emisji EMC. Sprawność zasilaczy konsumenckich jest dzisiaj zbliżona do 90%, a 95% w przypadku zasilaczy dużej mocy nie jest zaskoczeniem.
Zjawiska techniczne w zasilaczach
Od wielu lat duża sprawność jest postrzegana jako najważniejszy trend technologiczny wyznaczający kierunek rozwoju branży zasilania. Duża sprawność determinuje wiele ważnych parametrów zasilaczy, w tym rozmiary, wielkość wymaganego systemu chłodzenia oraz koszty energii. Od wielu lat lokuje się ona na szczycie takich zestawień i tak też jest obecnie. Na drugiej pozycji znalazły się rozbudowane zabezpieczenia, co należy odczytywać jako istotę zagadnień związanych z jakością i trwałością systemu zasilania. Z kolei jednostki specjalizowane na trzeciej pozycji od góry wykresu sygnalizują, że zasilacze stają się coraz bardziej dopasowane do wymagań aplikacyjnych, tj. mniej uniwersalne.
Interfejs komunikacyjny
Interfejs cyfrowy daje możliwość odczytu stanu zasilacza, a więc napięcia wyjściowego i prądu, temperatury, parametrów napięcia sieci energetycznej oraz informacji nt. liczby przepracowanych godzin lub wcześniejszych zdarzeń, takich jak zaniki napięcia lub przeciążenia. Takie informacje mogą być wykorzystane do zarządzania działaniem systemu, planowania obsługi technicznej lub prognozowania awarii. W kontekście Przemysłu 4.0 takie możliwości stają się coraz bardziej potrzebne.
Interfejs pozwala na ustawianie parametrów jak wartości napięć i prądów oraz progów zadziałania zabezpieczeń. Jest też niezbędnym elementem przy łączeniu wielu jednostek w systemy pracujące równolegle lub typu N+ 1, a więc z redundancją i z możliwością wymiany pojedynczych modułów podczas pracy (bez wyłączania zasilania). Systemy zasilania stają się coraz bardziej złożone i możliwość programowania zasilaczy to w pewnej mierze skutek tych procesów.
Warto zwrócić uwagę jeszcze na ekonomiczne aspekty możliwości programowania parametrów zasilania. Im w szerszym zakresie jest ono możliwe, tym mniej jednostek może mieć producent w ofercie. Mniej typów to niższe koszty magazynowania i większa skala produkcji dla danej jednostki. Nawet, jeśli dodanie programowania odbywa się kosztem wzrostu komplikacji układowej, po uwzględnieniu wszystkich korzyści jest to opłacalne dla producentów i klientów. Dlatego rynek zasilania profesjonalnego zmierza w tym kierunku.
Zasilacze dużej mocy są kosztowne i z reguły dystrybutorzy nie mają lokalnych magazynów wypełnionych zasilaczami, bo jest to nieekonomiczne. Poza tym, takie jednostki kupuje się z wyprzedzeniem do realizowanych projektów i nie muszą one być dostępne od ręki. Zatem praktyką jest centralny magazyn produktów dla wielu krajów w skali kontynentu a nawet świata. Im mniej w nim jest typów, im większa możliwość programowania i ustalania specyfikacji, tym większa jest elastyczność logistyki towarów.
Najważniejsze cechy brane pod uwagę przy kupnie zasilaczy
W zestawieniu najważniejszych kryteriów branych pod uwagę przez klientów przy selekcji zasilacza i dostawcy na szczycie uplasowały się parametry techniczne i cena. Tym samym rynek wrócił do "standardu" obowiązującego przez lata, który można podsumować jako "najlepszy zasilacz za najmniejszą cenę". Wyjątkiem w tej regule były dwa ostatnie lata, kiedy na drugim miejscu był termin dostawy. Za ważne czynniki uznano markę producenta i jakość wykonania a także kompetencje techniczne dostawcy. Ta trójka kryteriów dobitnie pokazuje, że trudne czasy po pandemii się skończyły i wchodzimy w okres normalności, w której klienci przestają się martwić, czy kupią i swoje potrzeby kierują do tych, którzy są w stanie pomóc im rozwiązać problem.
Korekcja współczynnika mocy
Korektor współczynnika mocy jest dzisiaj częścią większości zasilaczy o mocy powyżej 100 watów, zasilaczy teleinformatycznych oraz wybranych jednostek napięciowych średniej i dużej mocy do zastosowań profesjonalnych. O konieczności korekcji kształtu prądu pobieranego z sieci decydują wymagania prawne, nakładające obowiązek minimalizacji poziomu zaburzeń (harmonicznych) wprowadzanych do sieci energetycznej oraz potrzeba minimalizacji mocy biernej, za którą się płaci dodatkowo. Wprawdzie użytkownicy prywatni nie płacą za moc bierną, więc to ich nie dotyczy, ale w przypadku fabryk, biur, dużych obiektów, w których jest wiele sprzętu zasilanego z zasilaczy bez PFC, na rachunku pojawia się opłata. Często nie są to małe sumy. Korekcja jest realizowana metodą impulsową na wejściu zasilacza, co do zasady takie zasilacze mają filtr wejściowy bardziej rozbudowany od analogicznych jednostek bez PFC.
Zasilacze dla systemów pomiarowych, badań i miernictwa
Zasilacze dużej mocy to również jednostki laboratoryjne wykorzystywane przy pomiarach do zasilania sprzętu i zadawania sygnałów wymuszeń. Są wykorzystywane także w sferze produkcji, podczas testowania jakości i badań automatycznych, gdzie pełnią funkcję wymuszeń zaburzeń w sieci zasilania oraz części testerów odpowiedzialnej za badania wytwarzanych urządzeń pod kątem współpracy ze źródłem zasilania. Zasilacze takie pozwalają na swobodne programowanie parametrów wyjściowego przebiegu "w locie" i tym samym są wygodnym elementem systemów pomiarowych i testerów ATE. Jednostki te różnią się głównie tym, że pozwalają na regulację napięć i prądów wyjściowych w szerokim zakresie (np. czterech ćwiartkach), mają bardzo dobre parametry stabilizacji i czystości napięcia wyjściowego, zawierają często kilka niezależnych kanałów wyjściowych i mogą być sterowane z komputera, pełniąc funkcję elementu systemu pomiarowego.
"Cztery ćwiartki" oznaczają, że zasilacz może płynnie zmieniać polaryzację napięcia na odwrotną, przechodząc z napięciem przez zero bez konieczności przepinania kabli, a także, że nie tylko jest w stanie dostarczać energię, ale również ją pobierać. W tym przypadku prąd może płynąć także "do zasilacza".
Zjawiska pozytywne dla rynku zasilaczy
Czynniki pozytywnie wpływające na rynek to stale zwiększająca się presja na jakość i wzrost zaawansowania technicznego urządzeń elektronicznych. Kiepski zasilacz jest w stanie przekreślić wszystkie korzyści techniczne i cenowe z instalacji nowego urządzenia lub systemu, a także wymusić kosztowne akcje serwisowe. Taką świadomość ma coraz więcej osób i wymagania klientów do wybierania jednostek zasilających, które nie będą sprawiały problemów pozytywnie zmieniają rynek. Drugie miejsce odzwierciedla to, że rynek zasilania szybko się zmienia, co chwila powstają nowe konstrukcje o wysokiej funkcjonalności, dzięki czemu wybór dobrze dopasowanego do wymagań aplikacyjnych zasilacza staje się coraz prostszy. Istotne jest też to, że zasilanie jest zawsze potrzebne, dlatego rosnący rynek bezpośrednio przekłada się na większe zapotrzebowanie na zasilacze, a także to, że asortyment jednostek katalogowych będących w sprzedaży cały czas się poszerza. Coraz więcej zasilaczy można po prostu kupić "z półki", dzięki czemu zapewnienie zasilania przestaje być problemem.
Z wiedzą jest coraz gorzej
Aby dobrze wybrać zasilacz do danej aplikacji i docenić walory techniczne kryjące się w zaawansowanych jednostkach zasilających, trzeba mieć wiedzę na temat ich funkcjonalności i parametrów. Wiedza ta pozwala na formułowanie pytań kierowanych potem do dostawców, a także na poszerzenie horyzontów na temat tego, co można osiągnąć w tworzonej aplikacji. Inaczej dyskusja sprowadzana jest do podstawowych danych, takich jak napięcie wyjściowe, moc, obudowa, złącze DC i cena, co nikomu nie daje wiele przestrzeni do manewru.
Kupujący zasilacze coraz częściej nie mają wystarczających kompetencji i doświadczenia, aby umieć ocenić produkt, więc nietrudno o nadużycia. Nie każdy zna się na zasilaczach, a im aplikacja lub wytwarzane urządzenie bardziej odbiega od elektroniki, tym tej wiedzy jest w naturalny sposób mniej. Klienci z branż odległych od elektroniki z reguły nie chcą płacić więcej za produkty renomowane i o gwarantowanej jakości, raczej kupują jednostki najtańsze i nawet jak później urządzenie nie działa prawidłowo, nie są w stanie powiązać anomalii z kiepskim zasilaniem i nietrafionym wyborem, gdyż nie mają wiedzy.
Jak sygnalizowano nam w ankietach "poziom wiedzy klientów na tematy związane z zasilaniem obniża się z roku na rok". Być może dlatego, że jest to coraz bardziej skomplikowane zagadnienie i dotykające wielu branż, sektorów i aplikacji, nawet znacznie odległych tematycznie od techniki. Innym powodem może być to, że zasilacze sprzedają nie tylko specjalistyczni dystrybutorzy, ale też firmy handlowe bez kompetencji kadrowych w tym zakresie, dla których zasilacz jest tylko indeksem (oznaczeniem produktu). To zapewne jest konsekwencja szerokiego rynku.
Jednostki o specjalnym przeznaczeniu
Zasilacze to produkty z zasady uniwersalne, ale producenci coraz częściej tworzą wersje specjalizowane – ukierunkowane na specyficzne zastosowania (obsługujących redundancję, sygnalizację, z dodatkowymi wyjściami). Uwalniają one projektantów od konieczności dodawania dodatkowych układów pomocniczych, realizujących specyfikę aplikacyjną, które zostają zaszyte wewnątrz obudowy. Takie specjalizowane wersje spełniają wymagania branżowe od strony elektrycznej i mechanicznej.
Asortyment dostępnych na rynku zasilaczy poszerza się także o wersje wyposażone we wzmocnioną izolację o niskiej upływności. Do niedawna były one rzadkością i wykorzystywane tylko w aplikacjach medycznych, niemniej poszerzająca się oferta wskazuje, że takie jednostki trafiają także do aplikacji przemysłowych, precyzyjnej aparatury pomiarowej oraz rozbudowanych systemów, gdzie łączone są obwody na różnych potencjałach. W takich przypadkach zasilacz o wzmocnionej izolacji jest w stanie zapewnić stabilność i jakość działania układów pomiarowych. Problemy są coraz częstsze, bo nie zawsze zasilacz pracuje ze stabilnym obciążeniem, stabilną siecią energetyczną i uziemioną obudową. Duży prąd upływu może wywołać wzrost potencjału na wyjściu w stosunku do ziemi przy połączeniu do sieci dwoma przewodami i przy niewielkim obciążeniu, co może zakłócać działanie obwodów kondycjonujących, wejściowych przetworników itp.
Konkurencja na rynku zasilaczy wg typów
Największa konkurencja na rynku jest w zakresie zasilaczy do montażu na szynę DIN. W takiej wersji dostępnych jest wiele typów aparatury i urządzeń, Kolejna grupa pod względem ważności to modułowe zasilacze w obudowie przeznaczone do montażu w skrzynce lub szafie instalacyjnej, przetwornice i ładowarki, a więc rozwiązania powiązane tematycznie z szybko zyskującą na znaczeniu elektromobilnością. To także specjalizowane rozwiązania do oświetlenia LED. Znaczenie tych pierwszych determinuje uniwersalność i szeroki obszar aplikacyjny, tych drugich dokładnie coś przeciwnego, a więc wąska specjalizacja.
Na razie GaN to tylko marketingowy fetysz
W przypadku zasilaczy dużej mocy poprawa wielu ważnych parametrów technicznych wiąże się z użyciem nowych generacji podzespołów półprzewodnikowych. Dotyczy to wielu zagadnień, a przykładem może być mała moc pobierana z sieci bez obciążenia, która wynosi kilkadziesiąt miliwatów nawet w wydajnych, kilkusetwatowych zasilaczach przemysłowych. Aby zapewnić taki rewelacyjny wynik, konieczne jest użycie zaawansowanych kontrolerów scalonych, które potrafią dynamicznie zmieniać topologię konwersji energii w funkcji stopnia obciążenia, uruchamiają tryby oszczędnościowe, gdy zasilacz jest nieobciążony itp.
Zaawansowany kontroler zmienia też dynamicznie częstotliwość kluczowania tranzystorów po to, aby ograniczyć straty mocy wynikające z komutacji, a więc aby zapewnić większą sprawność zasilacza. Taki układ zwykle dzisiaj pracuje w topologii rezonansowej, która zapewnia małą emisję zaburzeń elektromagnetycznych i realizuje przełączanie tranzystorów w zerze napięcia lub prądu (ZVS, ZCS).
Kolejnym bardzo istotnym elementem są tranzystory przełączające, które powinny zapewnić małe straty na przewodzenie (jak najmniejszy spadek napięcia) oraz na komutację (w czasie przełączania). Dodatkowo tranzystory takie powinny mieć jak największe napięcie znamionowe. Zapewnia to oczywiście dużą odporność na przepięcia pojawiające się w sieci energetycznej, ale także ogranicza straty energii wynikające z konieczności tłumienia przepięć na transformatorze powstających w wyniku przełączania.
Naturalnym kandydatem do nowoczesnej jednostki zasilającej są elementy wykonane z azotku galu, niemniej na razie nie widać na rynku, aby takie jednostki pojawiały się masowo w ofertach.
Powodem są wyższe ceny i gorsza dostępność tych elementów. Na razie trafiają one głównie do elektrycznej motoryzacji, gdzie stanowią bazę konstrukcyjną inwerterów i konwerterów. Do zasilaczy o uniwersalnym przeznaczeniu i mocy do ok. 1 kW raczej nie, bo zysk z ich użycia jest minimalny.
Straty mocy podczas konwersji pojawiają się w elementach indukcyjnych (transformator, dławik PFC), tranzystorach kluczujących, prostowniku wejściowym i wyjściowym, kondensatorach. Moc tracimy też w układach gasikowych chroniących półprzewodniki przed uszkodzeniem. GaN-y poprawiają sprawność stopnia mocy, ale całej reszty nie, stąd procentów sprawności nie przybywa wiele. Czasem różnicy nie ma wcale.
Mariusz Cisek
kierownik działu rozwoju produktów w firmie Relpol
Czego oczekują dzisiaj klienci od dostawców zasilaczy?
Klienci z sektora przemysłowego mają zazwyczaj konkretne oczekiwania, jeśli chodzi o dostawców zasilaczy przemysłowych. Oczekiwania te dotyczą kilku kluczowych czynników, takich jak niezawodność i trwałość, gdyż zastosowania przemysłowe często wymagają ciągłego i niezawodnego zasilania. Klienci oczekują zasilaczy, które są trwałe i odporne na trudne warunki środowiskowe. Zasilacze powinny mieć długą żywotność i być odporne na czynniki takie jak zmiany temperatury, wilgotność i wibracje. Drugi istotny czynnik to kompaktowy rozmiar i forma, w wielu zastosowaniach przemysłowych przestrzeń jest ograniczona. Klienci poszukują kompaktowych i zajmujących niewiele miejsca rozwiązań zasilających, które można łatwo zintegrować z ich systemami. Ostatni to wydajność i efektywność energetyczna są istotną kwestią w środowiskach przemysłowych. Klienci oczekują zasilaczy, które działają wydajnie, aby zminimalizować zużycie energii i obniżyć koszty. Liczą się ponadto funkcje ochronne, ponieważ środowiska przemysłowe mogą stwarzać zagrożenia, takie jak przepięcia, przetężenia i zwarcia. Klienci oczekują zasilaczy z wbudowanymi funkcjami zabezpieczającymi, aby chronić swój sprzęt i zapewnić niezawodność systemu.
Gdzie kieruje się rozwój tego biznesu?
W branży zasilaczy przemysłowych kluczowe są cztery podstawowe czynniki, które wpływają na specyfikę handlu: cena, dostępność, jakość i niezawodność. To są kluczowe elementy w handlu zasilaczami przemysłowymi. Firmy muszą znaleźć równowagę między konkurencyjnymi cenami a oferowaną jakością, jednocześnie zapewniając dostępność produktów. Krótkie czasy dostawy stają się standardem, a szybkość realizacji zamówień ma kluczowe znaczenie. Wprowadzenie szybkich dostaw może być istotnym czynnikiem różnicującym na rynku. Ciągłe dostosowywanie się do zmieniających się potrzeb rynku jest niezbędne dla utrzymania konkurencyjności w branży zasilaczy przemysłowych.
Więcej funkcjonalności
Użyteczna funkcjonalność, jaka pojawia się dzisiaj często w zaawansowanych jednostkach zasilających, obejmuje obecnie takie dodatki, jak np. możliwość regulacji wyjściowego napięcia w niewielkim zakresie trymerem, po to, aby skompensować spadek napięcia na przewodach wyjściowych. Do tego samego celu służą zwielokrotnione zaciski wyjściowe lub też możliwość podłączenia dwóch dodatkowych przewodów pomiarowych bezpośrednio do zacisków obciążenia (tzw. czteroprzewodowe połączenie kelwinowskie). Taki sposób zapewnia znakomite parametry napięcia wyjściowego (statyczne i dynamiczne) w zasilaczach dużej mocy i o niskim napięciu wyjściowym.
Od strony układowej zasilacze wyposaża się dzisiaj we wszechstronne układy zabezpieczające, rozbudowane filtry wejściowe, sterowniki zapewniające sygnalizację stanu zasilacza i podobne obwody ochronne na tyle skuteczne, że awaria na skutek przeciążenia, stanu nieustalonego lub zwykłego błędu podczas montażu instalacji staje się praktycznie niemożliwa.
Szeroki zakres napięcia wejściowego to kolejny parametr, który wiele mówi o nowoczesności. Standard tanich jednostek to 100‒240 V AC, lepsze działają w zakresie 85‒265 V AC, najlepsze w jeszcze szerszych widełkach, np. 90‒450VAC, a więc mogą być zasilane napięciem międzyfazowym. Nawet jeśli nie korzystamy z sieci innej niż 1-fazowa 230VAC, to gdy zakres dopuszczalnych napięć jest szeroki, korzystnie przekłada się to na odporność zasilacza na krótkotrwałe zaniki napięcia i przepięcia o dużej wartości.
Asortyment dostępnych na rynku zasilaczy poszerza się także o wersje wyposażone w wzmocnioną izolację oraz o małej upływności. Do niedawna były one rzadkością i wykorzystywane tylko w aplikacjach medycznych, niemniej poszerzająca się oferta wskazuje, że takie jednostki trafiają także do urządzeń przemysłowych, do precyzyjnej aparatury pomiarowej oraz rozbudowanych systemów, gdzie łączone są obwody na różnych potencjałach. W takich przypadkach zasilacz o wzmocnionej izolacji jest w stanie zapewnić stabilność i jakość działania układów pomiarowych.
Jakub Motyka
Elmark Automatyka Jakub Motyka, Elmark Automatyka
Na jakie cechy produktu zwracają uwagę kupujący zasilacze medyczne: markę, dokumentację (wyniki badań, certyfikaty), cenę a może na coś innego?
Kupujący zasilacze medyczne zwykle zwracają uwagę między innymi na certyfikaty i zgodność z normami. Oczekują, że zasilacze medyczne spełnią normy bezpieczeństwa, takie jak normy ISO 13485, IEC 60601 i MOPP. Certyfikaty potwierdzające zgodność z tymi normami są kluczowym elementem. Ponadto istotna jest również pełna i precyzyjna dokumentacja techniczna, obejmująca wyniki badań, specyfikacje techniczne oraz instrukcje obsługi. Umożliwia to dokładne zrozumienie parametrów technicznych oraz poprawne korzystanie z urządzenia. Dla wielu kupujących istotne jest też wsparcie techniczne. Kupujący zasilacze medyczne doceniają dostępność i jakość wsparcia technicznego ze strony producenta. W razie problemów czy pytań szybka pomoc może być kluczowa. W obszarze medycznym, gdzie czas jest często kluczowy, dostępność zasilaczy oraz terminowość dostaw również są bardzo istotnymi czynnikami. Oczywiście również cena jest ważnym czynnikiem. Kupujący medyczne zasilacze zwykle szukają rozsądnej równowagi między jakością a kosztem
Jaki jest stan wiedzy rynku na temat tego, czym są zasilacze medyczne, jakie wymagania muszą spełniać i w czym różnią się od innych?
Zwykle klienci zainteresowani zasilaczami medycznymi są świadomi tego, jakiego sprzętu szukają i jakie są główne różnice między zasilaczami medycznymi a regularnymi. Zwracają głównie uwagę na spełnienie normy 60601-1 oraz 2×MOPP. Dla wielu klientów istotna jest też klasa ochronności zasilacza.
Zasilacze dla urządzeń medycznych
Urządzenia medyczne stanowią szczególną kategorię produktów. Ze względu na ich zastosowania, związane z ratowaniem życia oraz zdrowia pacjentów, podlegają szczegółowym regulacjom w zakresie bezpieczeństwa oraz niezawodności. Dotyczy to również układów zasilaczy przeznaczonych do tego typu urządzeń. Jednym z najważniejszych priorytetów jest tutaj zapewnienie ich użytkownikom maksymalnego poziomu bezpieczeństwa. Głównym standardem normatywnym jest tutaj EN60601, który wprowadza pojęcie otoczenia ("patient vicinity"), które zdefiniowane jest jako obszar o promieniu 1,83 m od ciała pacjenta. Co do zasady zapisy i wymagania zawarte w standardzie dotyczyć powinny wszystkich urządzeń elektrycznych pracujących w tym obszarze. Urządzenia te podlegają dalszej klasyfikacji, z uwagi na sposób ich rozmieszczenia względem pacjenta – wyróżnia się grupy układów typu B, BF oraz CF. Każda z tych grup ma oddzielne wymagania, które wpływają na parametry przeznaczonych dla nich zasilaczy.
− Sprzęt typu B( Body) przeznaczony jest do pracy w otoczeniu pacjenta, jednak bez bezpośredniego kontaktu z jego ciałem. Zasilacze dla urządzeń z tej kategorii powinny charakteryzować się napięciem przebicia nie mniejszym niż 1500 V AC, separacją (creepage, najkrótsza odległość wzdłuż powierzchni materiału izolacyjnego pomiędzy dwoma częściami przewodzącymi) o wartości co najmniej 2,5 mm oraz zastosowaniem podstawowej izolacji.
- Sprzęt typu BF (Body Floating) pracuje w bezpośrednim kontakcie z ciałem pacjenta. Wymagania odnośnie do zasilania to 3000 V AC napięcia przebicia, 5 mm separacji oraz podwójna warstwa izolacji.
- Sprzęt typu CF (Cardiac Floating) przeznaczony jest do pracy w bezpośrednim kontakcie z sercem pacjenta. Wymagania odnośnie do zasilania to 4000 V AC napięcia przebicia, 8 mm separacji oraz podwójna warstwa izolacji.
Standard IEC/PN/EN 60601 operuje również pojęciem środków ochrony (Means of Protection, MOP). Operatorzy sprzętu oraz pacjenci traktowani są przez standard odmiennie, a środki ich ochrony rozróżnianie są za pomocą następującej klasyfikacji:
- MOOP (Means of Operator Protection) – środki ochrony operatora,
- MOPP (Means of Patient Protection) – środki ochrony pacjenta.
Kategorie środków ochrony ściśle powiązane są z opisanymi powyżej grupami urządzeń medycznych. Przykładowo, urządzenie z grupy B wymagało 1500 V AC napięcia przebicia, 2,5 mm separacji oraz pojedynczej warstwy izolacji. Pozwoli to jednak na uzyskanie ochrony jedynie na poziomie 1× MOOP. Jeśli koniecznie jest zapewnienie poziomu 1× MOPP, konieczne będzie zwiększenie separacji do wartości 4 mm.
