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科士达长延时 UPS 电源 40KVA 医疗 ICU 设备备用 可外接电池组

作者:施耐德APC电源 时间:2025-11-07 浏览量:1010

一、核心技术架构:医疗级安全的底层支撑

科士达 40KVA 长延时 UPS 以YDC3340 系列为核心机型,采用医疗场景专属的 “双变换在线式 + 模块化扩展” 架构,由三大核心单元构成:

  1. 电力变换单元:采用三相全控整流器与高频逆变器组合,整流效率≥97.2%,逆变器采用 SiC MOSFET 器件(开关频率≥100kHz),实现 AC-DC-AC 全程电力净化,输出电压精度达 ±1%,完全适配 ICU 设备对电源稳定性的严苛要求。

  1. 智能控制单元:集成双 MCU 冗余控制器,通过 RS485 总线实现毫秒级状态监测,支持负载分级管理 —— 可优先保障呼吸机、监护仪等一级负载供电,再分配电力至影像辅助设备,避免负载突变导致的系统波动。

  1. 扩展接口单元:标配 USB/RS232 通讯接口,可选配 SNMP 适配器与继电器卡,支持与医院 HIS 系统联动,实现电源状态远程预警,同时预留双输入接口(可选配),可接入市电与发电机双路供电。

二、长延时供电:外接电池组的技术实现与配置

外接电池组是满足 ICU 长延时需求的核心设计,科士达通过标准化架构与智能管理实现灵活扩展:

1. 电池组适配与连接规范

  • 基础配置要求:YDC3340 系列属 384V 直流机型,需配置 32 节 12V 铅酸电池(单节容量通常选 100Ah-200Ah)串联构成基础电池组,总电压精准匹配 UPS 直流母线需求,避免因电压失衡导致的充放电故障。

  • 长延时扩展方案:支持多组电池组并联扩展,例如配置 2 组 32 节 100Ah 电池组(总容量 200Ah),可将备用时间从基础 15 分钟延长至 30 分钟;若配置 4 组同规格电池组,结合智能休眠技术,备电时间可定制至 8 小时以上,满足 ICU 手术等长时间供电需求。

  • 安全连接设计:采用防反接端子与绝缘防护外壳,电池组连接线径≥16mm²,爬电距离≥8mm,通过 IEC 60601-1 电介质强度测试,输入输出端隔离电压达 4000VAC,杜绝漏电风险。

2. 智能电池管理技术

  • 三段式充电保护:自动执行 “恒流快充→恒压均充→浮充保温” 充电流程,可通过面板设定充电电流(0.1C-0.25C 可调),避免铅酸电池过充导致的寿命衰减,使电池循环寿命延长至 5 年以上。

  • 健康状态监测:实时采集每节电池电压、温度数据,当单节电池电压低于 10.5V 或温度超过 45℃时,立即启动声光报警并切断该组电池回路,由冗余电池组无缝补电,保障供电连续性。

三、ICU 场景适配:医疗级安全与可靠性设计

针对 ICU 设备特性,科士达 40KVA UPS 通过三重核心设计构建安全防线:

1. 患者安全防护体系

防护维度

技术实现

合规标准

漏电流控制

差分信号检测技术,接触部件漏电流<10μA

IEC 60601-1 CF 型应用要求

电磁兼容性

π 型滤波 + 铜箔屏蔽,高频噪声≤50dBμV

CISPR22 Class B 医疗设备标准

绝缘保护

双重绝缘(2×MOPP)设计,绝缘电阻≥100MΩ

医疗电气设备安全通用标准

2. 关键性能适配优势

  • 零感知切换:双变换在线式架构实现≤4ms 市电 - 电池切换,远低于 ICU 设备(如呼吸机)10ms 的耐受阈值,避免设备重启或数据丢失。

  • 不平衡负载耐受:输出可接 100% 完全不平衡负载,适配 ICU 中监护仪、输液泵等多类型设备混合运行场景,电压恢复时间≤50ms,应对负载突变无压力。

  • 冗余扩展能力:支持 4 台同型号 UPS 直接并机(无需并机柜),实现 N+1 冗余配置,例如 2 台 40KVA 机组并联为 80KVA 系统,单台故障时自动切换,可用性达 99.996% 以上。

四、运维与配置:ICU 专属解决方案

1. 典型配置方案(以 2 小时备电为例)

组件类型

规格参数

数量配置

UPS 主机

YDC3340(40KVA/36KW,双变换在线式)

1 台(或 2 台 N+1 并机)

铅酸电池组

12V 150Ah(阀控式密封电池)

4 组 ×32 节(总容量 600Ah)

电池柜

适配 32 节电池,带散热风扇

4 台

监控模块

SNMP 适配器 + 继电器卡

1 套

2. 运维保障设计

  • 便捷维护:整机自带维修旁路开关,可在不中断供电的情况下对 UPS 主机进行检修,结合智能电池自检功能(长按 2 秒启动),每月自动核查电池容量状态,降低人工维护成本。

  • 环境适配:工作温度范围 - 20℃~+55℃,湿度≤95% 无冷凝,可适应 ICU 洁净区与设备间等不同环境,机身采用防尘网设计,减少医疗粉尘对内部元件的影响。

五、核心价值:ICU 场景的不可替代性

  1. 生命安全保障:通过医疗级安全认证与零中断供电设计,确保心脏除颤仪、ECMO 等关键设备在市电中断时持续运行,为抢救工作争取时间。

  1. 成本优化平衡:按需扩展电池组的设计降低初期投资,智能充电管理使电池寿命延长 30%,较传统 UPS 减少 50% 的电池更换成本。

  1. 合规适配能力:完全满足《医疗电气设备安全通用要求》,可协助医院通过 JCI 认证与等级医院评审,提供全套测试报告与认证支持。