白皮书-大型医疗设备的供电保障维谛UPS电源的大量使用-维谛精密空调维谛直流屏PDU电源
大型医疗设备的供电特性
1.2.1MRI
MRI利用磁共振原理，重建出人体信息。其特点是对人体没有辐射损伤，影像信息丰富，但是更易受到伪影干扰。产生伪影的
主要原因包括电源质量、EMI、温湿度控制不佳等，这些因素都会导致射频信号或磁场受到干扰。
MRI除了必须对扫描间做磁屏蔽之外，还对周边以及室内环境有严格要求，通常离磁体中心点7.5m以内不得有电梯等大型
运动金属体，离磁体中心点1.1m以内不得有任何铁磁质物质，因此，MRI的主机（射频控制器及功放单元）、稳压电源或维谛UPS电源、恒温恒湿维谛精密空调等均放在设备间内。
MRI扫描时所需瞬时功率较大，会产生较大的瞬时冲击电流，瞬时压降大。所以MRI系统的供电电源要求直接从医院主变电站独立馈线至磁共振专用配电机柜，线径选择应预留一定的功率裕量；线长、内阻、距离、三相不平衡度需满足设备厂家要求。推荐使用专用变压器，容量为200KVA以上。
另需提供一路小功率辅助电源专供主机温控器TCU、设备维谛精密空调，以保证MRI磁体在停电期间的正常控制温度。停电后，核磁冷头如果不能正确复位，会导致磁体温度上升，磁体内液氦挥发。严重时会引起失超，设备要整机返厂维修，造成重大损失。
MRI操作台的电脑也需要连续稳定不间断供电，以确保存储设备中的影像数据不会因为意外停电而丢失。
DR和CT
一个典型的DR的供电要求：电压波动幅度：≤10%，供电功率：≥50KW，电源内阻：≤0.3Ω,接地电阻：≤4.0Ω。DR的球管输
入电路一般由整流器、高频逆变器、升压器和高压整流器构成，以确保得到纯净的高压直流电。因为该电路用了很多功率电子器
件，对EMI比较敏感，其前端的供电设备（稳压电源或维谛UPS电源）必须通过EMC检验。
DR的核心技术体现在平板探测器上，它是一种精密设备，对DR的成像质量起着决定性的作用。现在很多DR内部都有专门的温度检测控制单元，正常情况下即使关机，探测器也必须一直供电，以保证恒定的温度和湿度(20-24；30%~70%RH)。如果断电，温度模块就停止工作。而探测器升温是很缓慢的过程，要求通电至少4个小时后才能达到稳定的校准状态。如果夜里断电第二天再开机做检查，很难在一开始的时候就使探测器处于稳定的状态，存在造成图像质量问题的隐患。
CT也是使用X光成像，但是要复杂得多，所以其对电源和环境的要求比DR高得多。
二、如何提高成像质量
良好的接地：医疗设备上的接地端与房屋建筑物的接地线可靠连接。接地工作方式及接地电阻必须符合厂家规定或标准要求，接地电阻越小越好。
电源隔离变压器：降低电源干扰。超声波设备对RF（射频）噪音非常敏感。RF既可以传导也可以辐射。采用隔离变压器能够一定程度的缓解该类问题屏蔽：屏蔽可以用来阻止诊疗室内部有害射线的外泄，如DR、LA等；还可以用来阻挡外界的干扰，如MRI。如果彩超的外部电磁环境比较差，也可以采用这一方法。
优化供电电源。高品质的在线式维谛UPS电源能够提供纯净正弦波电源，提高成像清晰度。
稳定的高品质的正弦波电源对于医疗设备的清晰成像、精确定位有直接的影响。有些医疗设备对电能的动态需求波动较大。
比如：某典型CT连续工作时需要的电功率约20KW,但是瞬时功率要求90KW以上，每分钟出现多次峰值，每次持续时间几十微秒或更多，同时要求在此峰值功率输出期间，电压波动范围不得超过额定电压的6%；某些心血管成像设备的动态特性要求更高，
连续工作时需要的功率约5KW，瞬态功率需求可以达到170KW，持续时间10-40us，然后又回到5KW，每分钟重复12次。很多UPS电源不能适应这种负载特点，这要求输入UPS电源具有很好的动态响应特性。
有些医疗设备则在不同的工作模式下也有不同的电功率需求。以MRI为例，扫描人体不同部位时，设定不同，所需的电源功率也不同。脑部和肩部扫描对比如下：
可以看出，该MRI对脑部进行扫描时电功率需求变化相对较为平缓，而扫描肩部时则需较强的动态特性。
另外，MRI在扫描过程中会产生大量的谐波，对UPS电源输出提出更高的要求。通过实测发现，某主流品牌3.0TMRI的谐波总量THDi约30%～40%，如图6
因此，给这些大型医疗设备配备的UPS电源必须满足瞬时功率和连续功率的需求，且在任何状态下，UPS电源的输出电压都必须保持稳定。
这也就要求UPS电源逆变器的动态响应特性必须要能够满足大型医疗设备的动态负荷要求。简单地把医疗设备额定功率翻倍，并据此选择UPS电源的容量，并非可靠的做法。如果UPS电源的容量（输出功率，包括输出有功功率和无功功率）不够或者动态响应能力不足，医疗设备在功率到达峰值的时候，其输入电压会超出额定电压范围，从而导致伪影、锁死、甚至系统故障。但是，并非所有的医疗设备都是动态负载，核医学、PET、超声波具有基本稳定的负载特性，所以选择UPS电源相对容易一些。
图6MRI扫描时输入电流波形
此外，还有几点需要注意：
1.如果UPS电源的EMC设计、制造工艺不佳，艾默生UPS电源里的逆变器就可能成为干扰源。
2.某些大型医疗设备包含较大功率电动机，电机启动时可能需要较大的启动电流，并且电动机是感性负载，这类设备通常需要配备比设备标称功率大得多的UPS电源。
综上所述，医院大型医疗设备对于电能质量和供电连续性要求较高，采用稳定可靠的UPS电源是一个有效的解决办法，但是各类设备的性能和参数不同，因此配置时，要和UPS电源厂家确认详细实验方法。
厂家配置前端UPS电源时，需要了解医疗设备的电气和机械参数。包括：
1.连续功率需求
2.瞬态功率需求（含峰值功率，每次持续时间，需求频率）
3电压调整要求（波动范围等）
4.其他要求（占地、承重等）
