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TVS 管在治疗类仪器中的应用
发布时间:2025-11-28 16:43:38

TVS 管(瞬态电压抑制二极管)作为一种高效的过压保护器件,凭借响应速度快、浪涌吸收能力强、钳位特性优异等特点,在医疗电子领域尤其是治疗类仪器中占据着不可或缺的地位。治疗类仪器直接作用于人体,其电气安全性与稳定性关乎患者生命健康,而 TVS 管通过抑制瞬态过电压,为仪器的核心电路和患者安全构建起关键的防护屏障。

在治疗类仪器的电路系统中,瞬态过电压的产生来源多样,如电网电压波动、雷击感应、设备启停的电磁干扰,以及仪器内部电路的开关噪声等。这些瞬态电压峰值往往远超电路正常工作电压,极易损坏精密的集成电路、传感器和功率模块,甚至可能通过电极传导至患者体内,造成电击伤害。TVS 管的核心工作原理是在遭遇瞬态过压时,能在纳秒级时间内由高阻态转为低阻态,将浪涌电流迅速泄放,并将被保护电路的电压钳位在安全范围内,待过压消失后,又快速恢复高阻态,不影响电路正常工作。

在不同类型的治疗类仪器中,TVS 管的应用场景各有侧重。以高频电刀为例,其工作时会产生高频高压电脉冲,同时也易受到电网侧的浪涌冲击。在高频电刀的电源输入端,通常会并联双向 TVS 管,针对电网中出现的差模和共模瞬态过压进行抑制,防止高压窜入仪器内部的控制电路和功率放大电路。而在电刀的输出电极与人体接触的回路中,TVS 管则配合压敏电阻等器件,对电极端产生的反向浪涌电压进行钳位,避免患者接触端出现异常高压。

在理疗类仪器如中频治疗仪、超声波治疗仪中,TVS 管主要应用于电源模块和信号传输电路。中频治疗仪的信号发生电路和功率输出电路对电压波动极为敏感,微小的瞬态过压就可能导致治疗波形失真,影响治疗效果。在其信号传输端口和电源接口处加装 TVS 管,可有效吸收静电放电、电网浪涌等产生的瞬态能量,保证电路输出的稳定性。超声波治疗仪的换能器驱动电路是核心部件,TVS 管可对驱动电路中的瞬态过压进行抑制,防止换能器因过压损坏,同时避免因电路故障产生的异常电压传导至患者接触部位。

在高风险的治疗仪器如心脏除颤仪中,TVS 管的应用要求更为严苛。除颤仪需要瞬间释放高压电脉冲来恢复心脏正常节律,其内部储能电路和放电回路会产生极高的瞬态电压,同时仪器还需抵御外部电网浪涌和静电干扰。在除颤仪的电源系统、电极连接端口以及控制电路与高压电路的隔离处,均需选用高功率、高精度的 TVS 管,不仅要抑制外部过压,还要防止内部高压电路的瞬态电压串入低压控制电路,确保仪器在极端工况下仍能安全、可靠地工作。

TVS 管在治疗类仪器中的应用,还需根据仪器的工作电压、浪涌防护等级、工作环境等因素进行选型。需匹配 TVS 管的击穿电压、钳位电压、峰值脉冲功率等参数,同时考虑器件的封装形式和散热特性,确保其在长期工作中不会因过热失效。此外,TVS 管通常需与保险丝、压敏电阻、电感等器件配合使用,形成多级防护电路,进一步提升治疗类仪器的过压防护能力。

综上所述,TVS管作为关键的过压保护器件,在治疗类仪器的电源系统、信号电路、功率输出电路等多个环节发挥着重要作用,是保障治疗类仪器电气安全性和工作稳定性的核心元件之一。随着医疗电子技术的不断发展,对 TVS 管的性能和可靠性要求也将不断提高,其在治疗类仪器中的应用也将更加精细化、专业化。


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