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Medizinische Stromversorgung

Ein Fall für rauscharme Schaltnetzteile

22. März 2021, 14:30 Uhr   |  Denny Vogel (Leber)

Ein Fall für rauscharme Schaltnetzteile
© AdobeStock.com/Entropi

Insbesondere in der bildgebenden Diagnostik sind Störeinflüsse unerwünscht.

Ultra Low Noise Schaltnetzgeräte in der Anwendung

Medizintechnik wird zunehmend komplex, die Vernetzung unterschiedlichster Geräte stellt Entwickler und Konstrukteure vor immer neue Herausforderungen. Das Schlagwort hier ist die Integration einer störungsfreie DC Spannungsquelle – und das auf minimalem Raum. Das perfekte Biotop für Ultra Low Noise Schaltnetzteile. Sie eignen sich für verschiedenste hochsensible Anwendungen in den Bereichen Sensorik und Analytik, zum Beispiel in der Labor- und Medizintechnik. Ihre Stärken werden im Folgenden an mehreren Fallbeispielen demonstriert.

Computertomografie (Medizintechnik)

Untersuchungen belegen, dass Rauschen die Messeigenschaften von Computertomografen (CT) negativ beeinflussen kann. Für eine optimale Diagnose müssen CT- und Röntgenaufnahmen jedoch möglichst scharf ausfallen. Spannungsquellen bedingtes Rauschen sollte folglich auf ein Minimum reduziert werden. Ein Fall für rauscharme Schaltnetzteile. Sie sorgen für eine saubere Spannungsversorgung der Flachbild-Detektoren und reduzieren das Übersprechen, das bei langen Leitungen immer wieder zu Fehlsignalen führen kann.

Spektrometrie (Labortechnik)

Spektrometer zur Analyse des sichtbaren und nicht sichtbaren Lichts finden in der Forschung und Wissenschaft Anwendung. Die Ergebnisse geben Aufschluss über die Zusammensetzung von entnommenen Proben und ihre Bestandteile oder eventuelle Verunreinigungen. Neben der Erforschung neuer Medikamente, kommen Spektrometer auch in der Qualitätskontrolle von Trinkwasser, Umweltanalytik, Geologie oder Prozesskontrolle zum Einsatz. Eine störungsarme Spannungsversorgung ist hier unumgänglich, um die Ergebnisse frei von äußeren Einflüssen zu halten und Fehlinterpretationen zu vermeiden.

Weg-Messsysteme (Messtechnik)

Auf der embedded world 2020 zeigte Leber unter anderem die Daitron Ultra Low Noise Primärschaltregler.
© Leber

Rauscharm: Die Low-Ripple-Netzteile verfügen von Leber über einen Weitbereichseingang von 85 bis 264VAC und haben dennoch nur einen R&N-Wert von 1 mVss.

Messgeräte für Längenmessungen werden gleichermaßen in Forschung und Industrie eingesetzt, zum Beispiel in der Fertigungskontrolle. Hier werden teilweise Ergebnisse im Nanometer-Bereich überprüft. Für solch genaue Messungen werden oft sogenannte Piezo-Elemente verwendet, mit denen kleinste Veränderungen messbar sind. Auch hier darf die Spannungsversorgung das elektrische Feld nicht beeinflussen und sollte daher einen möglichst geringen Ripple aufweisen. Trafo-Netzteile wären eine Option, führen jedoch aufgrund ihres geringen Wirkungsgrads teilweise zu erheblicher Abwärmebildung im Messgerät. Der Einsatz eines Low-Ripple-Schaltnetzteils reduziert das Risiko dagegen, dass Temperaturen zum Störfaktor werden, da die Abwärme um bis zu 70% geringer ausfällt.

Amplifier (Elektrotechnik) 

Amplifier werden dazu benötigt, Signale zu verstärken – zum Beispiel in Rasterelektronen-Mikroskopen, Lasersystemen, Messgeräten, Oszilloskopen, Spektrometern oder Audio-Komponenten. Die Crux: Sie verstärken sämtliche Bestandteile eines Signals; auch eventuell störendes Rauschen. Aus diesem Grund setzten Entwickler und Hersteller bisher zur Spannungsversorgung fast ausschließlich auf Linear-Netzteile. Immer öfter erfolgt aber Umstieg zu störungsarmen Schaltnetzteilen.

Quellen

[1] D. Vogel: Weniger Störeinflüsse im Endgerät. medical design 1/2021 (S. 22. - 24)

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