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Pickering Electronics: Reed-Relais für die Medizinelektronik

Wenn es um die galvanische Trennung geht, beschert einem das Wissen um einen Luftspalt bzw. ein Vakuum im Signalweg eine gewisse Ruhe und Sicherheit. Damit – und dank langer Lebensdauer – eignen sich Reed-Relais typischerweise für medizinische Geräte.

Pickering Electronics Bildquelle: © Pickering Electronics

Wenn ein Ausfall keine Option ist: hochwertige Reed-Relais für die Medizintechnik

Reed-Relais zeichnen sich durch eine lange Lebensdauer sowie durch kurze Ansprechzeiten aus und benötigen nur wenig Leiterplattenfläche, ähnlich wie optisch gekoppelte Bauteile«, erläutert Graham Dale, Technical Director von Pickering Electronics. »Aber im Gegensatz zu den optischen Trennschaltern erleiden die Relais nicht die langzeitlichen Auswirkungen durch nachlassende LED-Eigenschaften oder Halbleiter-Leckströme, die beide häufig temperaturbedingt schwanken und den Entwickler daher oft vor Abwägungsprobleme stellen«, führt der Relais-Experte weiter aus.

Pickering Electronics Bildquelle: © Pickering Electronics

Graham Dale, Pickering Electronics: »Reedrelais kommen normalerweise auf über 10 Milliarden Schaltspiele und können ohne weiteres über 3-V- oder 5-V-Treiber mit Standardlogik angesteuert werden. «

Die Isolationswiderstände liegen bei Reed-Relais in der Größenordnung bis 10 TΩ bei geringer Einfügedämpfung. Normalerweise kommen diese Relais auf über 10 Milliarden Schaltspiele (Lebenszyklus von über 30 Jahren bei 1 Hz) und können ohne weiteres über 3-V- oder 5-V-Treiber mit Standardlogik angesteuert werden. Bei typischen Einschaltwiderständen um die 150 mΩ ist das Reedrelais daher eine gute Wahl für die Trennung und/oder das Multiplexing von Messsignalen eines Patienten gemäß DIN EN 60601 und den entsprechenden Standards und Normen zu medizinischen, elektrischen Geräten.

»Die Isolationseigenschaften der Reedrelais sind besonders in der medizinischen Hochspannungstechnik sehr gefragt, wie zum Beispiel bei Defibrillatoren, medizinischen Stromversorgungen sowie Röntgen- und Ultraschallgeräten«, erläutert Graham Dale von Pickering Electronics. »Bei Stehspannungen bis zu 15 kV überzeugen diese Bauelemente im Vergleich zu elektromagnetischen Isolatoren durch überlegene Langlebigkeit im Betrieb.«

Die meisten Hersteller von Reedrelais bieten eine Vielzahl von Schaltkonfigurationen vom Schließer (SPST NO, Form A) oder Öffner (SPST NC, Form B) über mehrpolige Schalter bis zum Wechsler (Form C) an, von denen die meisten kaum mehr Leiterplattenplatz beanspruchen als eine durchschnittliche integrierte Schaltung.

Wie bei jedem elektronischen Bauteil ist es wichtig, die parametrischen Eigenschaften und die Anforderungen der Anwendung gegeneinander abzuwägen. Der Schaltvorgang eines Reedrelais wird durch die ab- bzw. auslenkende Wirkung des Magnetfelds auf die ferromagnetischen Kontaktzungen im Röhrchen realisiert. Dies geschieht mit hoher Geschwindigkeit (typisch um 1 ms) und einem kurzen Prellen, wie es für jeden Schalter typisch ist.

Die Nennwerte eines Reedrelais beziehen sich vorwiegend auf Schaltspannung, -strom und -leistung, weshalb es unerlässlich für den Entwickler ist, die zu erwartenden Signalpegel und Umwelt- bzw. Umgebungsbedingungen im Betrieb zu bestimmen. Diese Nennwerte werden für die Bestimmung der spezifizierten Lebenserwartung der Reedrelais herangezogen, die laut Pickering Electronics um einige Größenordnungen verlängert werden kann, wenn das Bauelement bei geringeren Pegeln schaltet.

Reedrelais von hoher Qualität haben sich in den vergangenen Jahrzehnten bewährt und finden sich außerhalb der Medizintechnik noch in vielen weiteren kritischen Anwendungen, bei denen ein Ausfall keine Option ist. Dazu gehören neben der Luft- und Raumfahrt auch Anwendungen in den Bereichen Verkehr, Verteidigung und Bergbau.