Схема байпаса: Страница не найдена – Совет Инженера

Значение термина

Слово «байпас» является заимствованием и изначально переводится с английского как «обводной путь». Применяется данный термин в тесной связи с гидродинамикой, а именно с проведением с помощью труб жидкой субстанции.

То есть байпас на отопление является своеобразным дополнительным путем для движения тока, при этом он обходит стороной основную магистраль. При этом указанное устройство встречается, помимо отопительной системы, во всех аналогичных системах, использующих трубы для транспортирования. Например, это газовая магистраль, нефтепровод, водопровод и так далее.

Необходимость байпаса

Определимся, зачем нужен байпас. Рассматривать принцип работы такого устройства целесообразнее, используя в качестве примера систему водяного отопления. В упомянутой системе байпас обычно расположен возле батареи отопления.

Выглядит такое устройство, как вертикально расположенная труба, которая представляет собой соединение горячей и отводящей магистрали. Рассмотрим, в чем назначение такого участка.

К примеру, если идет отопительный сезон и вдруг что то случается с батареями. Один из вариантов – течет жидкость. Обычно это подразумевает, что требуются определенные работы – трубы снимают, проводят ремонт либо осуществляют замену. Однако, не всегда можно такие работы провести – если на улице низкая температура. В этом случае наилучшим вариантом будет использование обходного пути, который позволит перенаправлять жидкость при ремонте.

Для работы байпаса требуется выполнение следующих действий. Чтобы перенаправить поток, перекрывают кран, который ведет к радиатору и открывают кран, находящийся на байпасе.

Это приведет к тому, что жидкость пойдет по обходному пути, а не через основную магистраль. Таким образом, отопление в целом отключать не нужно, а батареи меняются и ремонтируются, не мешая работе отопительной системы в целом.

Но это не единственное предназначение обходного пути. Помимо аварийной ситуации, байпас в системе водоснабжения можно использовать в целях регулирования объема воды, которая подводится к радиатору, а также помогает в плане регулирования температуры.

Это все можно осуществлять, прикрывая или открывая запорные краны на подающих трубах. Если прикрывать, то вода движется по трубам не так интенсивно, посредством чего температура труб понижается. Отсеченная часть теплоносителя при этом будет сброшена к основной магистрали. То есть байпас оснащает систему отопления дополнительным обводным путем, а также запорными элементами, позволяющими управлять потоками теплоносителя.

Циркуляционный насос и обводной контур

Врезать в систему отопления циркуляционный насос, как правило, нужно вместе с обводным участком трубы. Установку байпасов можно провести своими руками. Циркуляционный насос нужно устанавливать именно на таком участке. При этом байпас будет представлять собой следующие взаимосвязанные части: фильтр, подкачивающее устройство, запорный кран, который может быть заменен автоматическим клапаном.

При этом вся система должна устанавливаться в трубопровод около участка, соединенного с котлом. При этом требуется установка запорного крана на участке от входа до выхода обводного пути.

Рассмотрим принципы работы отопительной системы с циркуляционным насосом и обходным путем. При включении циркуляционного насоса кран, расположенный на обводной трубе, нужно открыть, так как в этот период жидкость движется как раз таки по обходному пути. При этом требуется закрытие шарового крана, который расположен на основном трубопроводе.

Но если необходимо заменить фильтры либо отремонтировать насос, сначала следует открыть краны на обратке, при этом арматура для запора, которой оснащается байпас, должна быть закрыта. Такой вариант позволяет не останавливать работу отопления, при этом теплоноситель продолжает циркулировать в естественной форме.

Аналогичные действия выполняются и в случает отключения электроэнергии, так как в этом случает работа циркуляционного насоса прекращается. Запорная арматура позволит направить воду в сторону обратки. Следует отметить, что система байпас может иметь обратный клапан, в этом случает достаточно обойтись открытием крана на обратной магистрали.

Как установить систему

Желательно устанавливать байпасы одновременно с установкой системы отопления. Иногда такое устройство требуется установить в уже имеющуюся отопительную систему. Наиболее предпочтительный сезон установки в последнем случае – теплые времена года, так как в такой период отопительную систему не эксплуатируют. Следует помнить, что при проведении монтажных работ из трубопровода жидкость нужно сливать.

Необходимо отметить, что сами работы и сложность их осуществления находятся в прямой зависимости от материалов, из которых изготовлен трубопровод, а также сам отопительный контур. Наиболее простыми будут работы с металлопластиком. А полипропилен или металл требуют использования сварочных устройств. То есть установить своими руками не получится, потребуется помощь специалистов.

Но стоит заметить, что в принципе установку любого обводного пути желательно доверить специалистам, так как это наиболее надежный вариант.

При самостоятельной установке нужно помнить, что в первую очередь внимание уделяется участку обводного пути, который устанавливается параллельно с обраткой. Важно не забыть врезать также запорные краны. Также нужно быть внимательным к сторонам трубы – лучше их не путать.

Итак, байпас – важное и полезное устройство, которое может быть помочь во многих ситуациях, поэтому его установкой лучше не пренебрегать.

Фото системы байпаса

Пост опубликован: 12.10

Что такое электрический Байпас ручной и автоматический! просто и понятно – инженерная компания LiderTeh

Вопрос:
Что такое Электрический Байпас в стабилизаторе напряжения?

1. Что такое байпас
2. Байпас электрический автоматический, плюсы и минусы.
3. Электрический байпас ручной.
4. Байпас встроенный электрический.
5. Байпас электрический внешний ручной.
6. Схема байпаса однофазного и трехфазного.
7. Примеры применения и использования байпаса электрического.

Байпас (Bypass)

Байпас автоматический.

 К примеру, при работе стабилизатора напряжения Штиль инверторного типа, при длительной работе в режиме перегрузки, схема управления переводит питание подключенного оборудования по транзитному каналу, для защиты стабилизатора от выхода из строя, и сохранению электропитания подключенного оборудования.

 Или при работе в стабилизаторах LIDER схема работы такова. При неисправности внутренней силовой схемы, для сохранения электропитания потребителя, включается режим транзит с контролем параметров сети, в случае выхода параметров за пределы безопасных, автоматика отключает питание потребителя.

Изготавливается  либо на релейной схеме, либо полупроводниковой. Применяется в стабилизаторах напряжения и источниках бесперебойного питания. 

Как правило, такой вариант обводного пути встраивается в схему оборудования, то есть находиться внутри прибора. 

• Плюсы автоматического байпаса, это полная автоматизация.
• Минусы. При выходе из строя схемы управления, в которой реализовано управление транзитом, он работать не будет. Еще один минус в том, что нет возможности сразу демонтировать оборудование.  

 Байпас Ручной (или механический)

Байпас электрический ручной переключатель имеет два варианта исполнения.

1) Байпас электрический ручной встроенный,
 устанавливается в корпусе прибора, коммутируя обводной путь электропитания внутри по схеме, минуя принципиальную схему прибора, применяется в стабилизаторах напряжения  и в ИБП.

• Удобен, обычно расположен в легко доступном месте.
• Позволяет сохранить работу подключенного оборудования при неисправности стабилизатора или бесперебойника, до прихода специалиста по ремонту или электрика.
• Имеет исполнение, как трехпозиционный переключатель, так и по типу стандартного автомата. 
• Из минусов то, что нет возможности демонтировать неисправный прибор самостоятельно, приходится ждать специалиста, если сами не работаете по электрике.

• Такая компоновка позволяет обесточить оборудования и самостоятельно демонтировать для перевозки в ремонт. 
• Из минусов более высокая цена такого решения. 
• Устанавливается в распределительном щите либо в отдельном щитке. 
• Так же есть готовое исполнение в отдельном корпусе и в щитке, готовое к подключению и установки на вертикальную поверхность.

 Ниже представлена схема электрическая транзита по внешней линии.

Применение байпаса электрического.

В ИБП off line также реализована схема байпаса в работе. При наличии напряжения в сети, электрический ток проходит по обводному пути, напрямую к потребителю, в случае пропадания напряжения прибор переходит на работу от аккумуляторов. Такая схема тоже является автоматической.

Примеры использования: 
Видео применения режима транзит в стабилизаторе ЭНЕРГОТЕХ.

На стойке с ручным байпасом по каждой фазе стойка 9-36 коммутируются трехфазные стабилизаторы напряжения LIDER до 36 кВА.

В стабилизаторах ЭНЕРГОТЕХ на стойке также реализована схема обводного пути при использовании других выключателей.

Купить однофазный байпас можно в нашем интернет магазине с доставкой, монтажом и подключением. Выбрать подходящий вам вариант можно в каталоге или позвонив нам по телефону.

Купить однофазный байпас с переключателем на максимальный на 63 А

Что такое байпас и зачем он нужен?

В организации отопления очень важно найти баланс: в помещении должно быть комфортно вне зависимости от температуры воздуха на улице. Нередко бывает так, что с наступлением оттепели в доме или в офисе становится слишком душно, а резкое понижение температуры воздуха негативно сказывается на температуре внутри помещения. Байпас – идеальное решение, чтобы сохранять  комфорт при любых погодных условиях и облегчить эксплуатацию отопительных приборов, ведь в однотрубных системах центрального отопления он позволяет установить теплорегулятор.

Однако обо всем по порядку.

Что представляет собой байпас?

По сути, байпас – это перемычка в виде отрезка трубы. Она устанавливается между прямой и обратной проводкой любого стандартного радиатора отопления. Диаметр байпаса должен быть на 1 размер меньше, чем диаметр труб подводки. Это необходимо для сбалансированного распределения теплоносителя между самим байпасом и отопительным прибором.

Таким образом решается сразу две важных задачи: с одной стороны вся система продолжает бесперебойно работать даже в период ремонта оборудования, с другой – появляется возможность управлять потоками теплоносителя.

Использование байпаса. Два основных случая

Случай 1

Однотрубная система отопления хоть и устарела морально, но все равно еще достаточно часто используется в зданиях постройки прошлого века. Минус не только в том, что нередко система не в состоянии обеспечить необходимый уровень тепла, но иногда ее работа бывает слишком эффективна: в помещении очень душно и находиться там некомфортно. Установка байпаса – самое простое и эффективное решение в этой ситуации. Установка устройства даст возможность регулировать температуру в доме.

Трехходовой или радиаторный терморегулятор может изменять количество теплоносителя между отопительным прибором и стояком. Байпас необходим для того, чтобы распределить теплоноситель между ними. Получается, что байпас позволяет транспортировать теплоноситель одновременно по стояку и к отопительному прибору. Также при отсутствии этого элемента было бы невозможно осуществить ремонт батареи без отключения целого участка системы.

Случай 2

Нередко в современных отопительных системах нельзя обойтись без использования циркуляционного насоса. В этом случае система становится энергозависимой, ведь без электричества насос работать не сможет. Спасительная роль байпаса в этом случае важна и одновременно проста, ведь как только пропадет свет, достаточно перекрыть краны подачи теплоносителя на насос и открыть кран на центральной трубе. Байпас, снабженный клапаном, может выполнить данные процедуры автоматически. Эти простые действия способны перевести систему отопления в режим естественной циркуляции.

Снижение энергозатрат

Еще одно преимущество использования байпаса в однотрубной системе отопления, при использовании терморегуляторов – возможность снизить счета за отопление. Дело в том, в этом случае эффективность использования теплоносителя повышается в среднем на 30%. Это значит, что и эффективность теплоотдачи у радиаторов отопления повышается процентов на 10. Значение может показаться не очень ощутимым, но если посчитать объемы «лишней» энергии, за которую платит сам потребитель, то в денежном эквиваленте получается приличная сумма.

Заключение

Строго говоря, байпас не является обязательным элементом в отопительной системе, но желателен. Вполне возможно, что пользу от него никогда ощутить и не случится, особенно если у вас новый дом с двухтрубной системой центрального отопления. В противном случае байпас может сэкономить массу времени, денег и сил, если возникнет необходимость замены радиаторов отопления.

Что такое байпас и как он используется в системах отопления. Жми!

Для чего нужен байпас

В основном, байпас — это элемент однотрубной системы отопления. Такая система имеет ряд преимуществ, из которых основное — недорогой монтаж, и большое количество существенных недостатков. Установка байпаса позволяет минимизировать недостатки однотрубной системы отопления. По своей конструкции байпас — это перемычка из трубы, соединяющая «обратку» с подающим трубопроводом. Устанавливается перемычка в непосредственной близости от радиатора и на ней монтируются два шаровых крана. Это позволяет перепускать горячую воду из подающей трубы в обратку, миную прибор отопления, тем самым производя регулировку температуры в комнате.

Монтаж байпаса

Монтаж перемычки

Монтаж перемычки требует соблюдения определенных правил:

• по своему диаметру, труба байпаса должна быть меньше диаметром, чем подающая и обратная трубы. Связано это с законом гидравлики, когда вода минуя радиатор будет идти по пути наименьшего сопротивления;
• установка должна осуществляться как можно дальше от стояка и в непосредственной близости от прибора отопления;
• если планируется автоматическая регулировка, то вместо шаровых кранов необходимо установить терморегуляторы.

Для наглядности можно привести пример установки байпаса в однотрубную систему отопления загородного дома, преимущества и недостатки такой установки, правила проведения монтажных работ, и какая трубопроводная арматура при этом потребуется.

Установка циркуляционного насоса

Проблема заключается в том, что для работы циркуляционного насоса требуется наличие электричества, а учитывая, что на удаленных загородных участках могут постоянно наблюдаться его отключения, то возникают определённые проблемы с циркуляцией теплоносителя. Решить их позволяет простая установка байпаса. Главное, чтобы система работала продуктивно как с работающим циркуляционным насосом, так и без него — это установить байпас с соблюдением всех технологических требований.

Эффективная работа циркуляционного насоса возможно только в том случае, если он непосредственно интегрирован в систему отопления. При этом желательно устанавливать его в обратную магистраль и объясняется такое требование достаточно просто: дать возможность циркуляционному насосу отработать гарантийный срок эксплуатации. Нагнетающее устройство состоит из:

• различных колец
• уплотнителей
• манжетов из резины

Если установку насоса произвести на подающую трубу, то под воздействием высоких температур, он очень быстро выйдет из строя, а на «обратке» температура теплоносителя на порядок ниже, что и позволяет ему проработать более длительный срок.

Хорошо известно, что чем меньше криволинейных участков в системе отопления, тем она работает эффективней. Поэтому установку циркуляционного насоса стараются производить на прямолинейном участке. Но это если нет байпаса. Если он есть, то в этом случае, теплоносителю придется преодолевать сразу три препятствия: запорную арматуру и два отвода. Это намного уменьшит циркуляцию теплоносителя, поэтому в однотрубной системе отопления с байпасом насос следует устанавливать непосредственно на трубу перемычку. Какая запорная арматура и расходные материалы в этом случае могут вам потребоваться?

Учтите, что теплоноситель по возможности должен проходить по прямолинейным участкам. Чем больше всевозможных фитингов в системе отопления, тем менее эффективно она работает. Это закон.

Итак, решено — циркуляционный насос всегда нужно монтировать на участке байпаса. Что для этого необходимо из расходных материалов и запорной арматуры? В первую очередь — вентиля. Они бывают двух видов:

• с запорным устройством в виде шара
• с подвижным штоком

Кран с подвижным штоком имеет один существенный недостаток. У него диаметр седла вентиля почти в два раза меньше диаметра трубы отопления. Это служит преградой для теплоносителя и за счет этого происходит резкое снижение эффективности его циркуляции по трубопроводу отопления. Поэтому их установка в систему байпаса не практикуется.

Шаровые краны по своему диаметру точно совпадают с трубой отопления, но если ими долго не пользоваться, то они могут прикипеть и открыть их будет очень трудно, если вообще такая возможность будет. Есть два выхода из создавшейся ситуации. В первом случае установить сильфонный вентиль двойного диаметра. Во втором случае, не забывать регулярно открывать-закрывать шаровые краны. Это если говорить о системе байпаса. Намного сложнее с центральной магистралью, параллельно которой и располагается байпас. Здесь потребуется установка нескольких видов вентилей, с помощью которой будет регулироваться напор и качество горячей воды.

Установка запорного устройства

В первую очередь потребуется установка запорного устройства — обратного клапана или крана. Если центральная магистраль вашей системы отопления не будет перекрываться, то теплоноситель, подаваемый в систему циркуляционным насосом под давлением, будет перемещаться по замкнутому малому кругу. Схема движения в этом случае будет выглядеть так: байпас-основная магистраль-байпас. Чтобы этого не происходило, при работающем циркуляционном насосе, основная магистраль должна быть перекрыта. Если вы установите шаровой кран, то его потребуется перекрывать вручную. При установке обратного клапана перекрытие магистрали будет происходить автоматически.

Как видно из вышеизложенного, в автономной системе отопления, байпас — это один из важнейших элементов сети. Поэтому, занимаясь монтажом отопления, установке байпаса следует уделить особое внимание и стараться не нарушать технологической схемы.

Функционирование байпаса в отопительной системе (видео)

Функции байпаса в отоплении, как его сделать, зачем и когда применять

Байпас означает перемычку между подачей и обраткой, или по другом сказать, — обходную трубу для какого-то элемента в отоплении дома. Байпас похож на «короткое замыкание», если брать аналогию с электрической сетью. Но тогда, вероятно, от него должен быть большой вред, а не польза. Разберемся, почему в системах отопления полно таких труб-перемычек и зачем они нужны, Чаще всего байпасы устанавливают параллельно радиаторам отопления, насосам, котлам, буферным емкостям, полотенцесушителям –крупным объектам системы. Как его правильно сделать в конкретном случае…

Гидравлика – не электричество, для чего нужен байпас

Если между клеммами динамика в приемнике уставить проволочку, то все заглохнет и что-нибудь сгорит. Если трубу установить возле радиатора, то насос еще скажет «спасибо».

Основная цель байпаса – сохранить баланс системы отопления, приемлемые режимы работы оборудования, когда в гидравлической системе чтоб-либо меняется. Или задать с помощью регулирующих кранов, клапанов нужный режим работы оборудования.

Например, в системе перекрыли вентиль, и остановили ток жидкости. Если есть байпас, – то ни котел, ни насос «не сдохли», может им стало труднее, совсем трудно, но выручила перемычка – жидкость по-прежнему циркулирует в системе, а не остановилась из-за перекрытия.

Основные разновидности байпаса

Байпасы можно подразделить следующим образом.

• Без запорной арматуры – пассивный трубы-перемычки в системе. Не допускается ставить вентили и т.п. в такую цепь.
• С запорной (регулирующей) арматурой (кранами, клапанами), которые могут менять сопротивление байпаса в зависимости от требуемых режимов работы, чаще в автоматическом режиме

Зачем нужны такие сложности и как они работают – рассмотрим далее.

Наиболее частое применение байпаса – на радиаторах в квартирах

В квартирах в однотрубных стояках байпас предусматривается проектом параллельно радиаторам.

Если жильцы перекрыли вентили на радиаторе – например, он потек и требуется ремонт, то работа системы дома нарушится немного, жидкость пойдет через байпас.

Это как раз тот случай, когда на байпасе не допускается установка вентилей. Обычно диаметр перемычки такой-же как и подающей трубы – ¾ дюйма или 1 дюйм. Но некоторыми проектами могут предусматриваться и трубки с уменьшенным диаметром.

В отоплении с твердотопливным котлом — обеспечение самотека

В схемах с твердотопливным котлом, при отключении электричества, оставляется минимум движения жидкости. Здесь байпас из толстой трубы дает возможность продолжить циркуляцию, если насос остановился. Когда насос работает, кран на байпасе перекрывается.

Та же байпасная труба, но с клапаном. Но многие пользователи не любят такую схему, в загрязненных системах (всегда) клапаны перепускают.

Защита насоса от перегруза перемычкой в коллекторных распределителях

Коллекторы в сборе от многих производителей, а также самодельные, зачастую делаются с байпасом между гребенками подачи и обратки. Это выравнивает немного температуру, но главное – уменьшается влияние скачков гидравлического сопротивления на работу насоса, и он не выходит за экономичные режимы.

Скачки давления постоянные, – здесь происходит автоматическое регулирование расхода по всем подключенным контурам, так регулируется работа теплого пола в автоматическом режиме. Как видим, байпас выручает нас и здесь — сглаживая неравномерности для насоса.

Байпас параллельно твердотопливному котлу – защита котла от холода

Обычная схема обвязки твердотопливного котла – с байпасом, в котором установлен трехходовой кран, управляемый термоголовкой. Здесь сопротивление байпаса автоматически регулируется по температуре на обратке котла с помощью клапана.

Цель — создать не менее 65 градусов на обратке, пока вся система разогревается. Это даст возможность поддерживать на теплообменнике температуру выше точки росы и защитить внутренности котла. Еще важнее в данном случае защита байпасом от массового вброса холодной воды в разогретый котел, когда, к примеру, в системе подключилась еще одна ветвь…

Перемычкой параллельно буферной емкости поддерживается температура

Схема с байпасом похожа на предыдущую, но функции разные. Здесь байпас осуществляет подмес холодной воды в подачу, чтобы не получить слишком высокую температуру на выходе из узла. Например, после буферной емкости регулировочным клапаном на байпасе будет задаваться температура во всем доме.

Или, например, создается температура теплоносителя для работы теплых полов. Через байпас осуществляется тонкая регулировка температуры подаваемой на распределительный коллектор.

Правильность установки байпаса будет определяться правильностью монтажа регулирующего механизма или аппаратуры.

Байпасы в частном доме с ленинградкой

Однотрубная система ленинградка до сих пор применяется, но в прошлом веке, когда трубы были стальные и сварить их было не просто, она была выгодней и ставилась везде где можно.

Ее основной недостаток – уменьшение температуры на последних радиаторах, — по меркам того времени был «ничто» по сравнению с возможностью «добыть» и сварить трубы в систему отопления.

Сейчас такую систему не делают, так как сейчас важнее качество обогрева и стабильность работы, а монтаж – ерунда. В ленинградке параллельно первым радиаторам в кольце ставили байпас. Этим выравнивалась температура между отопительными приборами – передние получали меньшее количество энергии за счет меньшего расхода через них.

Что такое байпас в стабилизаторе напряжения? Схема подключения

Термин «байпас» происходит от английского слова bypass, которое переводится на русский язык, как «обход», «шунт». Байпасом называют искусственно созданный обходной путь, который позволяет в случае необходимости исключить из общей схемы какой-либо элемент или участок, тем самым устраняя его влияние на конечный результат. Применительно к автоматическим стабилизаторам напряжения включение режима байпас означает, что входной электрический ток поступает на выход без изменения характеристик, напрямую. Для активации такого обходного пути существуют ручной и электронный способы управления.

В каких случаях необходим режим байпас в стабилизаторах напряжения

Существует целый ряд причин, требующих включения bypass. Наиболее распространенные варианты:

• Подключение в локальную сеть, запитанную через стабилизатор напряжения, электроприборы, общая мощность которых выше выходной мощности стабилизирующего устройства. Режим bypass позволяет избежать аварийного отключения электропитания.
• Запланированный длительный перерыв в использовании электроприборов. В этом случае рекомендуется включить обходной режим, поскольку необходимость в регулировании параметров электрического тока отсутствует. Эта мера сокращает износ стабилизатора и продлевает его рабочий период.
• Осуществление обслуживания или ремонта стабилизирующего устройства.
• Значение напряжения в сети ниже рабочего диапазона стабилизатора. Если в локальной электросети присутствуют приборы, способные работать при пониженном напряжении, то пуск тока через обходную цепь позволит избежать полного отключения нагрузок.
• Подключение в сеть приборов с большой пульсацией характеристик тока, например, сварочного трансформатора.

Существуют и другие нештатные ситуации, в которых понадобится включение обходного режима для оперативного исключения стабилизатора из общей электросети.

Виды байпаса в стабилизаторах напряжения

По способу приведения в действие различают ручной и электронный байпас.

• Ручной (механический). Для переключения в обходной режим применяются рубильники, переключатели, которые могут располагаться на любой панели корпуса. Механический способ обычно применяется во внешних байпасах однофазных стабилизирующих устройств с целью предотвращения их выхода из строя при нештатных ситуациях. Он используется в устройствах, мощность которых превышает 3 кВА, поскольку они подсоединяются к сети на клеммах и отключить их оперативно не получится. Обходной режим с ручным управлением включается в работу только после выключения стабилизатора. Снова включить в сеть стабилизатор можно после обесточивания обходного пути.
  Это означает, что потребители на краткое время будут лишены электропитания. Поэтому производить подобные переключения, например, при работающем компрессоре холодильника не рекомендуется.

• Электронный на полупроводниковых элементах. Bypass в этом случае включается автоматически в соответствии с установленным алгоритмом. Это происходит в случае поломки какого-либо узла аппарата, при резких изменениях параметров питающего тока, в других нештатных ситуациях. Активировать байпас с электронным управлением можно с помощью кнопки, расположенной на панели управления прибора. Если обходная цепь автоматически включилась из-за выхода характеристик тока за установленные пределы, то при их возвращении в норму произойдет автоматическое отключение bypass.

Схемы подключения байпаса к стабилизаторам напряжения

По расположению относительно стабилизирующего устройства различают следующие виды байпаса:

• Встроенный. Обходной путь располагается в корпусе стабилизатора, а на панели управления – орган переключения. В бытовых приборах встроенный bypass присутствует не всегда. Но для эксплуатации в сетях с нестабильными параметрами электрического тока рекомендуется приобретать модели с внутренним байпасом.

• Внешний. Обходная цепь находится вне корпуса. Такой bypass можно собрать для каждого стабилизирующего устройства.

Встроенная функция bypass присутствует в электронных стабилизаторах «Каскад» мощностью от 4 кВа и промышленных стабилизаторах напряжения «Сатурн», что обеспечивает их удобное и оперативное отключение в случае нештатных ситуаций.

против конденсатора байпаса — Работа и применение

Конденсаторы — один из наиболее часто используемых пассивных компонентов. От простых схем усилителя до сложных схем фильтров, они используются во многих аналоговых и силовых электронных схемах. Хотя мы уже узнали основы конденсатора и то, как он работает, существует множество применений для конденсаторов. Обходные конденсаторы и развязывающий конденсатор — это два таких прикладных термина, которые широко используются при обозначении конденсатора в цепи.В этой статье мы узнаем об этих двух типах конденсаторов, как они работают в конструкции и , как выбрать конденсатор , который будет использоваться в качестве байпасного конденсатора или развязывающего конденсатора.

Термины «Байпасные конденсаторы» и «Разделительный конденсатор» взаимозаменяемы, но у них есть свои различия. При питании любого устройства основной целью будет обеспечение очень низкого импеданса (относительно земли) для входной мощности. Для достижения этого условия в схемы вводится шунтирование.Чтобы понять разницу между двумя типами конденсаторов, давайте углубимся в них.

Конденсатор развязки

Конденсаторы развязки используются для развязки или развязки двух разных схем или локальной схемы от внешней схемы, другими словами, развязывающий конденсатор используется для развязки сигналов переменного тока от сигналов постоянного тока или наоборот.

Реальный факт заключается в том, что развязывающий конденсатор используется для обеих целей, и мы можем определить развязывающие конденсаторы как конденсатор, который используется для устранения искажений мощности и шума и защиты системы / ИС, обеспечивая чистый источник постоянного тока.

Процесс развязки действительно важен, когда речь идет о логических схемах. Например, рассмотрим логический вентиль, который может работать при напряжении питания 5 В, если напряжение превышает 2,5 В, он будет считаться сигналом высокого уровня, а если напряжение упадет ниже 2,5 В, он будет считаться сигналом низкого уровня. Таким образом, если в питающем напряжении присутствует шум, он вызывает высокие и низкие уровни в логической схеме, поэтому конденсаторы связи постоянного тока широко используются в логических схемах

Развязочный конденсатор следует размещать между источником питания и нагрузкой / ИС параллельно друг другу.Когда источник питания постоянного тока подает мощность в схему, разделительный конденсатор будет иметь бесконечное реактивное сопротивление на сигналы постоянного тока , и они не будут иметь на них никакого влияния, но он имеет гораздо меньшее реактивное сопротивление для сигналов переменного тока, поэтому они могут проходить через развязку. конденсатор, и при необходимости они будут шунтированы на землю. Конденсатор создаст тракт с низким сопротивлением для высокочастотных сигналов , которые будут шунтироваться, что приведет к чистому сигналу постоянного тока.

Позиционирование включает два разных конденсатора, рассмотрим конденсатор емкостью 10 мкФ, расположенный вдали от ИС, который используется для сглаживания низкочастотных изменений в источнике питания, и 0.Конденсатор емкостью 1 мкФ расположен ближе к микросхеме IC , которая используется для сглаживания высокочастотных изменений в источнике питания.

Наиболее часто используемый тип конденсаторов для низкочастотного сглаживания — это электролитические конденсаторы, а конденсаторы, используемые для высокочастотного сглаживания, — это керамические конденсаторы для поверхностного монтажа.

Значение разделительного конденсатора

В отличие от байпасных конденсаторов здесь не так много проблем, чтобы выбрать номинал развязывающего конденсатора .Поскольку разделительные конденсаторы широко используются, существуют определенные стандарты для выбора номинала.

• Значение конденсатора развязки для низкочастотного шума обычно должно находиться в диапазоне от 1 мкФ до 100 мкФ
• Конденсатор развязки высокочастотного шума обычно должен иметь значение от 0,01 мкФ до 0,1 мкФ.

Точное значение используемых конденсаторов всегда указывается в паспорте ИС. Конденсаторы развязки всегда должны быть подключены непосредственно к заземляющей пластине с низким импедансом для его эффективной работы.

Конденсатор байпаса используется для предотвращения попадания шума в систему путем обхода его на землю. Конденсатор байпаса помещается между выводами напряжения питания (Vcc) и землей (GND), чтобы уменьшить как шум источника питания, так и результат скачков напряжения в линиях питания. Для разных устройств и разных компонентов конденсатор может подавлять как межсистемные, так и внутрисистемные шумы.

При работе конденсатор замыкает любой сигнал переменного тока на землю, так что шум переменного тока в сигнале постоянного тока удаляется , что приводит к более чистому и чистому сигналу постоянного тока.Например, давайте рассмотрим конденсаторы эмиттера и катода байпаса.

Рассмотрим усилитель с общим эмиттером (CE) с сопротивлением эмиттера, если байпасный конденсатор подключен параллельно с сопротивлением эмиттера, усиление напряжения CE-усилителя увеличивается, а если конденсатор удален, в цепи усилителя и напряжении возникает крайняя дегенерация. усиление будет уменьшено.

Когда конденсатор подключен к сопротивлению катода и если конденсатор достаточно большой, он действует как короткое замыкание для звуковой частоты, а устраняет отрицательную обратную связь .Он также действует как разомкнутая цепь для постоянного тока и поддерживает смещение сети постоянного тока.

Реактивное сопротивление конденсатора, добавленного в цепь, должно составлять 1/10 ^-го или меньше сопротивления, включенного параллельно. Все мы знаем, что ток всегда идет по пути с низким сопротивлением, если вы хотите шунтировать сигнал переменного тока на землю, конденсатор должен иметь более низкое сопротивление. Значение емкости используемого байпасного конденсатора можно рассчитать по формуле

С = 1 / 2πfXC 

Используя приведенную выше формулу байпасного конденсатора , давайте рассмотрим, что вам нужно найти емкость конденсатора, подключенного к резистору с сопротивлением 440 Ом, мы знаем, что реактивное сопротивление всегда составляет 1/10 ^-го сопротивления, следовательно, реактивное сопротивление будет 44 Ом, а стандартная частота индийской электрической сети составляет 50 Гц, поэтому значение байпасного конденсатора можно рассчитать как

С = 1/2 (3.14) (50) (44) 

Емкость конденсатора на резисторе 440 Ом должна быть 73 мкФ. Используя то же самое, вы можете узнать номинал конденсаторов, которые можно использовать в цепи.

Шунтирующие конденсаторы почти используются во всех аналоговых и цифровых схемах для удаления нежелательного сигнала из напряжения питания, в некоторых из известных приложений, где они используются

• Они используются между усилителем и громкоговорителем для получения чистого звука.
• Используется в преобразователе постоянного / постоянного тока
• Используется в развязке и развязке сигналов
• Используется в фильтрах высоких частот (HP) и низких частот (LP)

Если посмотреть на то, для чего они используются, между двумя типами конденсаторов нет большой разницы. Удивительно, но в большинстве случаев развязывающие конденсаторы также называют байпасными.Это потому, что иногда их сбрасывают на землю.

Некоторые из немногих заметных различий между байпасным конденсатором и разделительными конденсаторами заключаются в том, что байпасный конденсатор предназначен для шунтирования шумовых сигналов, , тогда как разделительные конденсаторы предназначены для сглаживания сигнала путем стабилизации искаженного сигнала. Для шунтирования сигнала мы можем просто использовать один электролитический конденсатор, но для смягчения сигнала нам понадобятся два разных типа конденсатора.

Чистая мощность для каждой ИС, Часть 1: Общие сведения о байпасных конденсаторах

Тщательное понимание байпасных конденсаторов поможет вам правильно включить эти критически важные компоненты в свои проекты.

Статьи, содержащие дополнительную информацию

Конденсаторы, конденсаторы везде

Не исключено, что преданный и успешный студент-инженер закончил колледж, почти ничего не зная об одном из наиболее распространенных и важных компонентов, встречающихся в реальных схемах: байпасном конденсаторе .Даже опытные инженеры могут не до конца понимать, почему они включают керамические конденсаторы 0,1 мкФ рядом с каждым выводом питания каждой ИС на каждой проектируемой ими печатной плате. В этой статье представлена ​​информация, которая поможет вам понять, зачем нужны байпасные конденсаторы и как они улучшают характеристики схемы, а в следующей статье будут рассмотрены детали, связанные с выбором байпасных конденсаторов и методами компоновки печатных плат, которые увеличивают их эффективность.

Опасности переходного тока

Любой компонент, выходы которого быстро переходят из одного состояния в другое, будет генерировать переходные токи.Когда эти переходные токи поступают непосредственно от источника питания, переходные напряжения создаются в результате импеданса источника питания, а также паразитной индуктивности, связанной с проводами и дорожками печатной платы. Этот эффект становится все более проблематичным, когда компонент должен управлять нагрузкой с низким сопротивлением или высокой емкостью: нагрузки с низким сопротивлением создают переходные процессы большей амплитуды, а нагрузки с высокой емкостью могут вызывать звон или даже серьезные колебания в линии электропередачи. Конечным результатом может быть что угодно — от неоптимальных характеристик схемы до отказа системы.

Давайте кратко рассмотрим этот вопрос о переходном токе с помощью очень простого моделирования.

Схема представляет собой известный инвертор CMOS, что подтверждается соотношением между входным и выходным напряжением. Хотя чрезвычайно продуманная конструкция этого инвертора не требует установившегося тока, мы должны помнить, что значительный переходный ток течет, когда входное напряжение проходит через область, в которой оба транзистора проводят ток. Этот ток создает помехи в источнике напряжения инвертора, соответствующие падению напряжения на сопротивлении источника (в этом моделировании используется 2 Ом, что примерно соответствует тому внутреннему сопротивлению, которое вы ожидаете от батареи 9 В):

Это правда, что величина этого возмущения очень мала, но помните, что интегральная схема может содержать сотни, тысячи или миллионы инверторов.Без надлежащего байпаса совокупный эффект всех этих переходных токов был бы серьезно зашумленным — если не катастрофически нестабильным — источником напряжения. Эксперименты, проведенные инженерами Texas Instruments, продемонстрировали, что неправильно обойденное переключение ИС линейного драйвера на частоте 33 МГц привело к увеличению амплитуды вызывного сигнала до 2 В от пика к пику — на шине питания 5 В!

На следующем графике показано напряжение питания при расширении схемы моделирования за счет включения всего 8 инверторов и паразитной индуктивности 1 нГн, последовательно включенных с сопротивлением источника:

Величина переходных процессов увеличилась почти до 0.5 мВ, и оба возмущения демонстрируют некоторое колебательное поведение:

Цифровые схемы, безусловно, обладают особой способностью ухудшать качество электроэнергии, но аналоговые ИС также нуждаются в обходе, чтобы компенсировать быстрые переходы на выходе и защитить их от шума источника питания, создаваемого другими устройствами. Например, коэффициент отклонения блока питания операционного усилителя уменьшается с увеличением частоты шума блока питания; это означает, что операционный усилитель с неправильным шунтированием может создать высокочастотные помехи в линии питания, которые распространятся на собственный выходной сигнал операционного усилителя.

Решение

Удобно, что такую ​​серьезную проблему можно эффективно решить с помощью простого, широко доступного компонента. Но почему конденсатор? Простое объяснение заключается в следующем: конденсатор накапливает заряд, который может подаваться на ИС с очень низким последовательным сопротивлением и очень низкой последовательной индуктивностью. Таким образом, переходные токи могут подаваться от байпасного конденсатора (за счет минимального сопротивления и индуктивности), а не от линии питания (за счет сравнительно большого сопротивления и индуктивности).Чтобы лучше понять это, нам нужно рассмотреть некоторые основные концепции, связанные с тем, как конденсатор влияет на схему.

Прежде всего, краткое замечание о терминологии: компоненты, обсуждаемые в этой статье, часто называют как «шунтирующими конденсаторами», так и «развязывающими конденсаторами». Здесь есть тонкое различие: «развязка» означает уменьшение степени, в которой одна часть схемы влияет на другую, а «байпас» означает создание тракта с низким импедансом, который позволяет шуму «проходить» ИС на своем пути. к наземному узлу.Оба термина можно использовать правильно, потому что конденсатор байпаса / развязки выполняет обе задачи. В этой статье, однако, отдается предпочтение «шунтирующему конденсатору», чтобы избежать путаницы с последовательным развязывающим конденсатором, используемым для блокировки составляющей постоянного тока сигнала.

Зарядка и разрядка

Основным действием конденсатора является накопление заряда и высвобождение заряда таким образом, чтобы он противодействовал изменениям напряжения: если напряжение внезапно снижается, конденсатор подает ток со своих заряженных пластин в попытке поддерживать предыдущее напряжение.Если напряжение внезапно увеличивается, пластины конденсатора накапливают заряд от тока, генерируемого повышенным напряжением. Следующее простое моделирование может помочь вам визуализировать это:

Обратите внимание, что ток положительный (то есть течет от источника через R ₁ к C ₁ ), когда конденсатор заряжается, и отрицательный (то есть течет от C ₁ через R ₁ к источнику) когда конденсатор разряжается.

Это основное поведение заряда и разряда не меняется в зависимости от того, подвергается ли конденсатор воздействию низкочастотных или высокочастотных сигналов.Однако при обсуждении шунтирования источника питания полезно проанализировать влияние конденсатора двумя разными способами: одним для низкочастотных ситуаций, а другим — для высокочастотных. В контексте низкой частоты или постоянного тока байпасный конденсатор противодействует изменениям в линии напряжения путем зарядки или разрядки. Конденсатор работает как батарея с низким сопротивлением, которая может обеспечивать небольшие переходные токи. В контексте высоких частот конденсатор представляет собой путь с низким сопротивлением к земле, который защищает ИС от высокочастотного шума в линии питания.

Стандартный подход

Приведенный выше анализ помогает нам понять классическую схему обхода: конденсатор 10 мкФ в пределах одного-двух дюймов от ИС и керамический конденсатор 0,1 мкФ как можно ближе к выводу питания:

Конденсатор большего размера сглаживает низкочастотные колебания напряжения питания, а конденсатор меньшего размера более эффективно отфильтровывает высокочастотный шум в линии питания.

Если мы включим эти байпасные конденсаторы в описанную выше симуляцию с 8 инверторами, звон будет устранен, а величина возмущения напряжения уменьшится с 1 мВ до 20 мкВ:

Идеал vs.Reality

На этом этапе у вас может возникнуть вопрос, зачем нам нужен конденсатор 0,1 мкФ в дополнение к конденсатору 10 мкФ. В чем разница между 10 мкФ и 10,1 мкФ? Здесь обсуждение ограничения обхода становится более сложным. Эффективность конкретной схемы байпаса тесно связана с двумя из выбранных неидеальных характеристик конденсатора : эквивалентным последовательным сопротивлением (ESR) и эквивалентной последовательной индуктивностью (ESL). В только что упомянутом моделировании параллельные 10 мкФ и 0.Идеальные конденсаторы 1 мкФ становятся не более чем идеальным конденсатором на 10,1 мкФ. Чтобы сделать симуляцию более реалистичной, нам нужно включить разумные значения ESR и ESL. С этой модификацией имеем:

Хотя это все еще улучшение по сравнению со случаем без байпасных конденсаторов, эти результаты значительно хуже, чем мы видели с идеальными конденсаторами.

Это простое моделирование не может учесть все паразитные импедансы и другие тонкие влияния, присутствующие в реальных интегральных схемах на реальной печатной плате (особенно той, которая включает высокоскоростные цифровые сигналы).Дело здесь в том, чтобы продемонстрировать, что проектирование байпасной сети требует тщательного учета ESR и ESL конденсатора. Не менее важны правильное размещение компонентов и методы разводки печатной платы. Все эти детали мы рассмотрим в следующей статье.

Следующая статья в серии: Чистое питание для каждой ИС, Часть 2: Выбор и использование байпасных конденсаторов

Что такое байпасный конденсатор? Tutorial

В этом руководстве мы узнаем об одном из основных применений конденсаторов в качестве байпасного конденсатора или развязывающего конденсатора.

Мы знаем, что конденсатор — это электрическое устройство, которое способно накапливать энергию в форме электрического поля и высвобождать ее с заданным временем и скоростью. Также конденсаторы блокируют постоянный ток и пропускают переменный ток.

Обе эти функции (или функции) конденсатора используются в байпасном конденсаторе.

Введение

Представьте, что вы разработали хорошую схему операционного усилителя и начали ее прототипировать и разочарованы, обнаружив, что схема не работает должным образом или не работает вообще.Основной причиной этого может быть шум от источника питания или внутренней схемы ИС, или даже от соседних ИС, которые могут быть подключены к схеме.

Шум от источника питания из-за регулярных всплесков нежелателен и должен быть устранен любой ценой. Байпасные конденсаторы выступают в качестве первой линии защиты от нежелательного шума в источнике питания.

Что такое байпасный конденсатор?

Байпасный конденсатор обычно устанавливается между выводами VCC и GND интегральной схемы.Байпасный конденсатор устраняет влияние скачков напряжения на источник питания, а также снижает шум источника питания.

Название Bypass Capacitor используется, поскольку он шунтирует высокочастотные компоненты источника питания. Его также называют развязывающим конденсатором, поскольку он отделяет одну часть схемы от другой (обычно шум от источника питания или других микросхем шунтируется, и его влияние уменьшается на другую часть схемы).

Байпасные конденсаторы обычно применяются в двух местах в цепи: одно на источнике питания, а другое на каждом активном устройстве (аналоговом или цифровом).

Перепускной конденсатор, расположенный рядом с источником питания, устраняет падение напряжения в источнике питания, сохраняя заряд и высвобождая его при необходимости (обычно при возникновении всплеска).

Переходный конденсатор, расположенный рядом с выводами VCC и GND ИС, сможет удовлетворить мгновенные требования тока схемы переключения (цифровые ИС), поскольку паразитное сопротивление и индуктивность задерживают мгновенную подачу тока.

Как байпасный конденсатор устраняет шум источника питания?

Чтобы понять, как байпасный конденсатор устраняет шум, вам нужно сначала понять, как конденсатор работает в постоянном и переменном токе.Когда конденсатор подключен к источнику питания постоянного тока, как, например, батарея, электрическое поле создается через диэлектрик с положительным зарядом на одном из проводников и отрицательным зарядом на другом.

По мере зарядки конденсатора от источника питания течет переходный ток. Но когда заряд конденсатора достигает своего максимума (определяемого Q = CV), электрическое поле между проводящими пластинами конденсатора сводит на нет электрическое поле источника питания, и заряды больше не проходят через конденсатор.

Следовательно, в цепи постоянного тока конденсатор заряжается до напряжения питания и блокирует прохождение любого тока через него.

Когда конденсатор подключен к источнику переменного тока, изменяющемуся во времени, ток течет с небольшим сопротивлением или без него из-за циклов зарядки и разрядки.

Имея это в виду, когда байпасный конденсатор устанавливается поперек источника питания, он обеспечивает путь с низким сопротивлением для шума (который, по сути, является переменным сигналом) от источника питания к земле.Следовательно, байпасный конденсатор шунтирует источник питания с носовыми сигналами.

Поскольку постоянный ток блокируется конденсатором, он будет проходить через цепи вместо того, чтобы проходить через конденсатор на землю. Это причина; этот конденсатор также известен как развязывающий конденсатор.

Замечания по байпасному конденсатору

Цепь без байпасного конденсатора или неправильное байпасирование может вызвать серьезные нарушения питания и может привести к отказу цепи. Следовательно, в цепи должен использоваться соответствующий байпасный конденсатор.

При выборе байпасного конденсатора необходимо учитывать следующие факторы.

• Тип конденсатора
• Размещение конденсатора
• Размер конденсатора
• Влияние выходной нагрузки

Тип конденсатора

В высокочастотных цепях индуктивность выводов байпасного конденсатора является важным фактором. При переключении на высоких частотах, таких как> 100 МГц, на шинах питания генерируется высокочастотный шум, и эти гармоники в источнике питания в сочетании с высокими индуктивностями выводов заставят конденсатор действовать как разомкнутую цепь.

Это предотвращает подачу конденсатором необходимого тока, когда это необходимо для поддержания стабильного питания. Следовательно, при выборе конденсатора для обхода питания от внутреннего шума устройства (интегральной схемы) необходимо выбирать конденсатор с малой индуктивностью вывода.

MLCC или многослойные керамические чип-конденсаторы являются предпочтительным выбором для обхода источника питания.

Размещение конденсатора

Размещение байпасного конденсатора очень просто.Обычно байпасный конденсатор размещается как можно ближе к контакту питания устройства. Если расстояние увеличивается, дополнительная фиксация на печатной плате может преобразоваться в последовательную катушку индуктивности и последовательный резистор, что снижает полезную полосу пропускания конденсатора.

Следовательно, более длинные дорожки на печатной плате между выводом питания и байпасным конденсатором увеличивают индуктивность и в первую очередь лишают смысла использование байпасного конденсатора.

Размер конденсатора

Размер байпасного конденсатора имеет решающее значение для определения способности конденсатора подавать мгновенный ток в устройство, когда это необходимо.При определении размера конденсатора необходимо учитывать две вещи.

• Величина тока, необходимая при переключении вывода с низкого на высокий
• Максимальная скорость нарастания импульса для расчета максимального тока конденсатора

Влияние выходной нагрузки

Если выходная нагрузка является чисто резистивной, то частота не меняется. не влияет на время нарастания и спада вывода. Однако, если выходная нагрузка является емкостной, увеличение частоты вызовет более высокий переходный ток и колебания в питании.

Роль байпасного конденсатора в усилителях

На следующем изображении показана принципиальная схема усилителя со смещением делителя напряжения. Резисторы R1, R2, RC и RE помогают транзистору смещать с точкой Q примерно в середине линии нагрузки. Резистор RE добавляет стабильности точке Q.

Два конденсатора связи C1 и C2 на входе и выходе соответственно. C1 подключает источник переменного сигнала к базе транзистора, а C2 передает усиливающий сигнал на нагрузку.

Но речь идет о байпасном конденсаторе CE. Величина эмиттерного тока велика из-за усиления переменного сигнала. Если байпасный конденсатор отсутствует, через эмиттерный резистор RE протекает большой переменный ток эмиттера с большим падением переменного напряжения на RE.

Это приводит к небольшому переменному базовому току, поскольку падение напряжения на RE вычитается из Vin. Следовательно, выходное напряжение уменьшается, и коэффициент усиления по напряжению резко уменьшается.

Нам нужно обеспечить путь с низким импедансом для тока эмиттера переменного тока, чтобы течь от эмиттера к земле, чтобы предотвратить потерю усиления по напряжению.Это может быть достигнуто путем подключения конденсатора между эмиттером и землей, который действует как байпасный конденсатор для обхода переменного тока эмиттера.

Где используются байпасные конденсаторы?

Практически во всех аналоговых и цифровых устройствах используются байпасные конденсаторы. В обоих этих устройствах байпасный конденсатор, обычно конденсатор емкостью 0,1 мкФ, расположен очень близко к выводам питания. Источники питания также используют байпасные конденсаторы, обычно это конденсаторы емкостью 10 мкФ.

Величина байпасного конденсатора зависит от устройства i.е. в случае источников питания он составляет от 10 мкФ до 100 мкФ, а в случае микросхем он обычно составляет 0,1 мкФ или определяется рабочей частотой.

Если полоса пропускания устройства составляет приблизительно 1 МГц, используется байпасный конденсатор емкостью 1 мкФ. Если полоса пропускания составляет приблизительно 10 МГц или выше, используется конденсатор емкостью 0,1 мкФ.

В некоторых приложениях параллельная сеть байпасных конденсаторов используется для фильтрации широкого диапазона частот.

Каждое активное устройство в цепи должно иметь байпасный конденсатор, расположенный рядом с выводом источника питания.В случае наличия нескольких байпасных конденсаторов конденсатор меньшей емкости должен быть размещен рядом с устройством.

В аналоговых схемах байпасный конденсатор обычно перенаправляет высокочастотные компоненты источника питания на землю. В противном случае эти сигналы попали бы в чувствительную аналоговую ИС через вывод источника питания. Если в аналоговой цепи не используется байпасный конденсатор, высока вероятность того, что в тракт прохождения сигнала будет добавлен шум.

Использование байпасных конденсаторов в цифровых схемах с микропроцессором и контроллерами немного отличается.Основная функция байпасных конденсаторов в цифровых схемах — действовать как зарядные резервуары.

В цифровых схемах, где логические вентили переключаются с высокой частотой, требуется большой ток во время переключения. Паразитное сопротивление и индуктивность не допускают внезапного протекания большого тока, необходимого в процессе переключения.

Следовательно, байпас, который помещается как можно ближе к выводу питания, чтобы уменьшить паразитную индуктивность, будет обеспечивать мгновенный ток до того, как источник питания сможет сработать.

Применение байпасных конденсаторов

Основное назначение байпасных конденсаторов — шунтировать нежелательные высокочастотные компоненты источника питания при прохождении необходимого постоянного тока. Ниже приведены три основных области применения байпасных конденсаторов.

Компенсация требований по току

Байпасные конденсаторы используются для обеспечения необходимого тока, когда это необходимо. Например, ток возбуждения громкоговорителя от усилителя изменяется в зависимости от сигнала, а требования по току на выходе усилителя зависят от громкости сигнала.

Такой изменяющийся ток на выходе вызывает переменный ток, потребляемый от источника питания. Эти колебания мощности могут вызвать колебания, которые могут быть связаны с сигнальной линией в виде шума через источник питания.

могут быть полезны для уменьшения колебаний, выступая в качестве временных источников тока.

Фильтры источника питания

В источниках питания большие байпасные конденсаторы обычно 100 мкФ или 1000 мкФ или более используются для фильтрации пульсаций выпрямленной синусоидальной волны.

Цифровые системы

В цифровых схемах байпасный конденсатор используется между выводами VCC и GND всех ИС. Это помогает поддерживать стабильное питание в пределах рекомендуемого диапазона ИС, а также устраняет попадание высокочастотных сигналов в источник питания. Кроме того, они также действуют как поставщики мгновенного тока в схемах быстрого переключения.

новая концепция интегрированной схемы искусственного кровообращения | Европейский журнал кардио-торакальной хирургии

Абстрактные

Цель : Стандартные схемы искусственного кровообращения (CPB) с их большой площадью поверхности и объемом способствуют развитию послеоперационной системной воспалительной реакции и гемодилюции.Чтобы свести к минимуму эти проблемы, был разработан новый подход, в результате которого была разработана одна одноразовая компактная артериовенозная петля, которая имеет встроенную кинетическую вспомогательную откачку, оксигенацию, удаление воздуха и общую фильтрацию (CardioVention Inc., Санта-Клара, Калифорния , США). Воздействие этой системы на газообменную способность, элементы крови и гемолиз сравнивается с влиянием традиционной схемы в модели длительной перфузии. Методы : Двенадцать телят (средняя масса тела: 72.2 ± 3,7 кг) были помещены в режим искусственного кровообращения на 6 часов с потоком 5 л / мин и случайным образом назначены системе CardioVention (n = 6) или стандартному контуру CPB (n = 6). Стандартная батарея образцов крови была взята перед обходным путем и во время обходного анастомоза. Для сравнения использовался дисперсионный анализ. Результаты : Гематокрит оставался стабильным на протяжении всего эксперимента в группе CardioVention, тогда как в стандартной группе он снижался на ранней стадии перфузии. При нормализации для значений предварительного байпаса оба профиля значительно различались (P≪0.01). Переносы как O ₂ , так и CO ₂ были значительно улучшены в группе CardioVention (P = 0,04 и P = 0,001, соответственно). В группе CardioVention падение давления было немного выше, но ни одно из значений не превышало 112 мм рт. Гемолиз не был обнаружен ни в одной из групп со всеми значениями гемоглобина в свободной плазме ниже 15 мг / л. Количество тромбоцитов, скорректированное по гематокриту и нормализованное значениями до обходного анастомоза, показало повышенное падение в стандартной группе (P = 0,03). Заключение : Система CardioVention с ее концепцией ограниченного объема заливки и открытой инородной поверхности улучшает газообмен, вероятно, из-за отсутствия детектируемой гемодилюции и, по-видимому, ограничивает снижение количества тромбоцитов, которое может быть приписано уменьшенной поверхности .Несмотря на ограниченность объема и поверхности, гемолиз не мог быть обнаружен в течение 6-часового периода полной перфузии.

1 Введение

В то время как большинство исследований в области искусственного кровообращения (CPB) было сосредоточено на биосовместимости, постепенное улучшение газообмена и компонентов контура привело лишь к небольшому повышению эффективности и размеров за последние три десятилетия. Большая площадь поверхности контура CPB по-прежнему является мощным стимулом для системной воспалительной реакции [1], которая может вызвать значительную послеоперационную заболеваемость.Более того, в стандартной практике CPB гемодилюция по-прежнему значительна и оказывает существенное влияние на пациентов с низким дооперационным гематокритом и небольшой площадью поверхности тела [2–4].

Чтобы свести к минимуму эти проблемы, был разработан новый подход, ориентированный на общий размер схемы (CardioVention Inc., Санта-Клара, Калифорния, США). Полученная система представляет собой единую одноразовую компактную артериовенозную петлю, которая имеет встроенные функции перекачивания с кинетической поддержкой, оксигенации, удаления воздуха и общей фильтрации.Система с одним «картриджем», помещенная в консоль привода, предназначена для заполнения и готовности к байпасу менее чем за 5 минут.

Это исследование предназначено для тестирования этой системы ex vivo, в условиях полного потока и в течение длительного периода в 6 часов, и для сравнения ее со стандартной схемой, включающей обычный оксигенатор из полых волокон. Проанализированы газообменная способность, влияние на элементы крови и влияние гемодилюции.

2 Материалы и методы

Описанный здесь протокол был рассмотрен и одобрен Комитетом по уходу за животными, Office Vétérinaire Cantonal, Лозанна.Все животные получали помощь в соответствии с Принципами ухода за лабораторными животными, сформулированными Национальным обществом медицинских исследований, и Руководством по уходу и использованию лабораторных животных, подготовленным Национальной академией наук и опубликованным Национальными институтами здравоохранения (публикация NIH). № 80-23, редакция 1985 г.).

2.1 Животные

Это исследование проводилось на 12 телят со средней массой тела 72,2 ± 3,7 кг (стандартное отклонение). Все животные были предварительно обработаны ксилазином (0.15 мг / кг, внутримышечно). Общая анестезия начиналась с тиопентона натрия (10 мг / кг, вводимого внутривенно) и затем поддерживалась летучим анестетиком (N ₂ O и галотан), смешанным с воздухом, обогащенным кислородом. Животные были снабжены центральным венозным катетером и бедренным артериальным катетером для гемодинамического мониторинга. Животных случайным образом распределяли либо на систему CardioVention (группа CardioVention, n = 6), либо на стандартный оксигенатор с половолоконной мембраной (стандартная группа, n = 6).

2.2 Интегрированная система

Система CardioVention состоит из двух основных компонентов: (1) одно устройство, которое объединяет функции оксигенации — перекачивания крови — и удаления воздуха в одном устройстве; и (2) замкнутый контур трубопровода с малой площадью поверхности со встроенными адаптерами для более сложных процедур.

Объединение трех функциональных модулей в один блок позволяет сократить шесть отдельных соединений (соединение для подачи и отвода крови для воздухоотделителя, насоса, оксигенатора) до двух соединений.Путь кровотока через различные функциональные модули подробно показан на рис.1. Кровь поступает в венозное отверстие за счет кинетической поддержки центробежного насоса. Венозное отверстие направляет кровь в модуль удаления воздуха. Оттуда кровь стекает по впускному коллектору в центробежный насос. Центробежный насос продвигается через мембранный модуль оксигенации, а затем обратно к пациенту.

Рис. 1

Система CardioVention: продольный разрез.В верхней части встроенного устройства венозная кровь сначала поступает в модуль удаления воздуха (A). Модуль центробежного насоса крови (B) представляет собой крыльчатый насос с неподвижным подшипником и магнитным приводом, расположенный между модулем удаления воздуха и отсеком для насыщения кислородом (C). Черные стрелки, венозная кровь; серые стрелки — насыщенная кислородом кровь; белые стрелки, газ.

Рис. 1

Система CardioVention: продольный разрез. В верхней части встроенного устройства венозная кровь сначала поступает в модуль удаления воздуха (A).Модуль центробежного насоса крови (B) представляет собой крыльчатый насос с неподвижным подшипником и магнитным приводом, расположенный между модулем удаления воздуха и отсеком для насыщения кислородом (C). Черные стрелки, венозная кровь; серые стрелки — насыщенная кислородом кровь; белые стрелки, газ.

Когда венозная кровь возвращается от пациента и попадает в верхнюю часть интегрированного модуля, она попадает в модуль удаления воздуха, который направляет поток по касательной и немедленно вращает его в конической вершине. Вращение направляет воздух к центру вихря, где он концентрируется в верхней части модуля.Когда датчик, который измеряет изменение емкости в верхней части устройства, обнаруживает воздух, в блок управления отправляется сигнал, который открывает пережимной клапан на трубке, подключенной к источнику вакуума. Это приводит к откачанию воздуха из кровотока.

Центробежный насос для крови представляет собой насос с крыльчаткой с магнитным приводом на неподвижных подшипниках. Расположение центробежного насоса обеспечивает кинетический венозный дренаж в модуль удаления воздуха. Модуль удаления воздуха непосредственно перед центробежным насосом снижает возможность удаления из насоса насоса, как это может происходить в традиционных центробежных насосах, используемых для оттока вен с помощью кинетики.Когда кровь покидает насос, поток направляется во впускной коллектор мембранного модуля, а затем через мембранный оксигенатор.

Мембранный оксигенатор построен вокруг центральной части, которая передает кровь от модуля удаления воздуха к центробежному насосу. Такая конфигурация позволяет объединить все три модуля в очень маленький блок. Оксигенатор состоит из полых микропористых полипропиленовых волокон (внешний диаметр 300 мкм и толщина стенки 50 мкм) с общей внешней поверхностью 1 мкм.2 м ² . Кровь течет по внешней стороне волокон, а газ течет внутри просвета полых волокон. Эта установка известна низким перепадом давления между входом и выходом кислородного отделения.

Для артериовенозной петли использовались специальные пакеты из поливинилхлорида (ПВХ) 3/8 дюйма. Общая площадь контура менее 1,4 м ² . Когда каждое плечо петли сокращается до 80 см, общий объем заливки контура может быть уменьшен до 400 мл.Последняя конфигурация использовалась для настоящего эксперимента. При разработке этой системы основное внимание уделялось объединению основных функций существующей системы CPB — перекачивания, оксигенации, удаления воздуха — в компактный блок, чтобы уменьшить объем заливки, уменьшить площадь посторонних поверхностей и свести на нет использование многих из компоненты, которые в настоящее время используются со стандартной технологией CPB. Эти компоненты включают открытый венозный резервуар с твердой оболочкой, резервуар для кардиотомии, фильтр артериальной линии и системный теплообменник.Важно отметить, что все эти компоненты могут быть добавлены по усмотрению пользователя.

Стандартный оксигенатор, используемый для сравнения, представляет собой встроенный оксигенатор с половолоконной мембраной, содержащий открытый резервуар с твердой оболочкой, теплообменник и отделение оксигенации. Последний содержит микропористые полые волокна (внешний диаметр 380 мкм и толщина стенки 100 мкм) из полипропилена для отделения газовой фазы от крови с общей внешней поверхностью 2 м ² . Вентиляционный газ проходит через полые волокна, тогда как кровь циркулирует вне полых волокон, установленных в поликарбонатной оболочке.Контур насоса и роликовый насос устанавливаются между венозным резервуаром (максимальный объем: 5 л) с одной стороны и теплообменником (ламинированная сталь: 0,22 м ² ) и кислородным отсеком с другой. Следовательно, кровь выталкивается через пространство за пределами полых волокон. Кардиотомический фильтр состоит из полиэфирного экрана толщиной 20 мкм. Номинальный расход 7,5 л / мин. Использовали первично откалиброванный роликовый насос модели 10.10.00, Stöckert (Sorin Biomedical, Ирвин, Калифорния, США) и специальные пакеты трубок из поливинилхлорида (ПВХ) 1/2 и 3/8.Общий объем заливки контура — 1500 мл.

2.3 Искусственное кровообращение

Для этого исследования была выбрана закрытая перфузия грудной клетки. Для этого правое предсердие канюлировали через яремную вену для венозного оттока, а сонную артерию использовали для артериального возврата. Перед канюляцией системно вводили гепарин (Ликемин, 300 МЕ / кг массы тела, F. Hoffmann-La Roche, Базель, Швейцария). Активированное время свертывания (ACT, Hemochron, International Technidyne Corp., Эдисон, штат Нью-Джерси) выдерживали более 400 с во время перфузии. Цепь CPB была подключена после заливки только кристаллоида (NaCl 104 ммоль / л, KCl 5,4 ммоль / л, CaCl ₂ 1,6 ммоль / л, MgCl ₂ 1 ммоль / л, лактат Na 27 ммоль / л, Na бикарбонат 50 ммоль / л). Дополнительной крови не переливали. Скорость кровотока поддерживалась на уровне 5 л / мин. PH артериальной крови составлял от 7,4 до 7,5, а среднее давление в бедренной артерии поддерживалось от 60 до 80 мм рт. Поток кислорода подавали в оксигенатор с помощью газового смесителя со скоростью, равной скорости кровотока, и с FIO ₂ равным 1.После перфузии животных умерщвляли болюсной инъекцией пентотала натрия.

2.4 Измерения

ЭКГ, центральное венозное давление, давление в бедренной артерии, поток насоса, давление на входе и выходе оксигенатора регистрировались непрерывно. Образцы для гематологии (гематокрит, эритроциты, тромбоциты) и свободный гемоглобин плазмы (Hb) отбирали до обходного анастомоза, после перемешивания (10-минутный обход) и через 1, 2, 5 и 6 часов перфузии. Пробы газов крови отбирались перед обходом и ежечасно во время обхода.По окончании перфузии оксигенатор проверяли на наличие сгустков.

2.5 Анализ данных

Среднее и стандартное отклонение были выведены для каждого анализируемого параметра. Тест Стьюдента t и дисперсионный анализ для повторных измерений использовались там, где это применимо, для определения статистической значимости (P = 0,05).

3 Результаты

12 животных перфузировали в течение 6 ч согласно протоколу.В обеих группах среднее значение pH варьировалось от 7,40 до 7,50 на протяжении опытов. Средняя сатурация артериальной крови кислородом (SaO ₂ ) могла поддерживаться выше 99,4% в группе CardioVention и выше 99,6% в стандартной группе. Средняя венозная сатурация кислорода (SvO ₂ ) могла поддерживаться выше 64% в группе CardioVention и выше 61% в стандартной группе в течение 6-часового пробега у всех животных.

Скорость передачи кислорода во время байпаса показана на рис. 2. Скорость переноса кислорода в группе CardioVention составила 191 ± 30 мл / мин через 1 час перфузии и 209 ± 9 мл / мин через 6 часов.Скорость переноса кислорода в стандартной группе составила 134 ± 16 мл / мин через 1 час перфузии и 179 ± 28 мл / мин через 6 часов. O ₂ скорость передачи была значительно лучше в группе CardioVention (P = 0,04).

Рис. 2

Скорость переноса кислорода. □, оксигенатор стандартный; •, Система CardioVention.

Рис. 2

Скорость переноса кислорода. □, оксигенатор стандартный; •, Система CardioVention.

Скорость переноса углекислого газа во время байпаса показана на рис.3. Скорость переноса углекислого газа в группе CardioVention составила 290 ± 14 мл / мин через 1 час перфузии и 289 ± 13,5 мл / мин через 6 часов. Скорость переноса углекислого газа в стандартной группе составила 226 ± 34 мл / мин через 1 час перфузии и 255 ± 3,7 мл / мин через 6 часов. Скорость передачи данных в группе CardioVention была значительно выше (P = 0,001).

Рис. 3

Скорость удаления углекислого газа. □, оксигенатор стандартный; •, Система CardioVention.

Рис. 3

Скорость удаления углекислого газа.□, оксигенатор стандартный; •, Система CardioVention.

Абсолютные значения гематокрита и значения, нормализованные значениями до обхода, приведены в Таблице 1 и Рис. 4 соответственно. В группе CardioVention абсолютные значения оставались стабильными (исходный уровень, 20,3 ± 1,15% по сравнению с перфузией через 6 часов. 20 ± 2%, P = 0,81), тогда как в стандартной группе наблюдалось снижение на фазе перемешивания, за которым следовало плато во время перфузии (исходный уровень 23,3 ± 6% против 6 ч перфузии 18 ± 6%, P = 0,33). Однако оба профиля существенно не различались (P = 0.4). При нормализации по значениям до обхода профили демонстрировали ту же тенденцию с явно статистически значимой разницей (P = 0,001).

Таблица 1

Гематокрит, количество эритроцитов и тромбоцитов ^a

Таблица 1

Гематокрит, количество эритроцитов и тромбоцитов ^a

Рис.4

Гематокрит (Hct). □, оксигенатор стандартный; •, Система CardioVention.

Рис.4

Гематокрит (Hct).□, оксигенатор стандартный; •, Система CardioVention.

Абсолютные значения количества эритроцитов и те, которые скорректированы по гематокриту и нормализованы значениями до обходного анастомоза, показаны в Таблице 1 и на Рисунке 5 соответственно. В группе CardioVention абсолютные значения оставались стабильными на протяжении всей перфузии (исходный уровень, 8,3 ± 1,4 × 10 ¹² / л, по сравнению с перфузией через 6 часов, 8 ± 1,7 × 10 ¹² / л, P = 0,86), тогда как в стандартной группе абсолютные значения снизились через 10 мин и стабилизировались после этого в течение периода перфузии (исходный уровень, 8.1 ± 1,9 × 10 ¹² / л, против 6 ч перфузии, 6,1 ± 1,9 × 10 ¹² / л, P = 0,27). Оба профиля существенно различались (P≪0.01). Точно так же, скорректированные по гематокриту и нормализованные по показателям до обхода, количество значений оставалось стабильным в группе CardioVention, тогда как в стандартной группе они несколько снизились через 10 минут и оставались стабильными после этого. Оба профиля значительно различались (P = 0,02). Однако все значения в обеих группах оставались близкими к 100%, что подчеркивает сохранение эритроцитов на протяжении перфузии в обеих группах, несмотря на эту статистически значимую разницу.

Рис. 5

Количество эритроцитов (эритроцитов), скорректированное по гематокриту и нормализованное по значениям до обхода. □, оксигенатор стандартный; •, Система CardioVention.

Рис. 5

Количество эритроцитов (эритроцитов), скорректированное по гематокриту и нормализованное по значениям до обходного анастомоза. □, оксигенатор стандартный; •, Система CardioVention.

Абсолютные значения количества тромбоцитов и те, которые скорректированы по гематокриту и нормализованы по значениям до обходного анастомоза, показаны в Таблице 1 и на Рис.6 соответственно. В обеих группах абсолютные значения упали через 10 мин. Через 1 час эти значения стабилизировались в группе кардиовентиляции, тогда как в стандартной группе они еще больше упали. Падение было незначительным в группе кардиовентиляции (исходный уровень, 1057 ± 428 против 6 часов, 853 ± 379 × 10 ⁹ / л, P = 0,56), тогда как он был явно значимым в стандартной группе (исходный уровень, 1023 ± 131 против 6 ч, 498 ± 113 × 10 ⁹ / л, P≪0.01). Разница между обеими группами была статистически значимой (P = 0.02). Скорректированные по гематокриту и нормализованные по значениям до обходного анастомоза, подсчеты показали аналогичные профили. Здесь также разница между обеими группами была статистически значимой (P = 0,03).

Рис. 6

Количество тромбоцитов, скорректированное по гематокриту и нормализованное по показателям предварительного обхода. □, оксигенатор стандартный; •, Система CardioVention.

Рис. 6

Количество тромбоцитов, скорректированное по гематокриту и нормализованное по значениям до обхода. □, оксигенатор стандартный; •, Система CardioVention.

Изменения уровня гемоглобина в свободной плазме показаны на рис.7. Значения не увеличились во время обхода ни в одной из групп. В группе CardioVention уровень свободного гемоглобина в плазме составлял 5 ± 1,7 мг / л на исходном уровне по сравнению с 6 ± 4,5 мг / л через 6 часов перфузии (P = 0,31), а в стандартной группе уровень гемоглобина в плазме свободной крови составлял 8,7 ± 3,7 мг / л против 7,7 ± 6 мг / л соответственно (P = 0,38). Тип контура не оказал существенного влияния на уровень свободного гемоглобина плазмы (P = 0,87).

Рис.7

Свободный гемоглобин плазмы (Hb).□, оксигенатор стандартный; •, Система CardioVention.

Рис.7

Свободный гемоглобин плазмы (Hb). □, оксигенатор стандартный; •, Система CardioVention.

Падение давления в оксигенаторе не увеличилось во время байпаса ни в одной из групп (рис. 8) . В группе CardioVention падение давления составило 101,7 ± 7,6 мм рт. Ст. Через 1 час обхода по сравнению с 107,7 ± 4,5 мм рт. Ст. Через 6 часов (P = 0,31), а в стандартной группе падение давления составило 76 ± 14 мм рт. 10 мм рт. Ст. Соответственно (P = 0,38). Сравнение обеих групп показало более низкие значения в стандартной группе (P≪0.01). Однако самые высокие значения, зарегистрированные в каждой группе, были аналогичными: 112 мм рт. Ст. В группе CardioVention и 110 мм рт. Ст. В стандартной группе.

Рис. 8

Падение давления (δ P ) через оксигенатор. □, оксигенатор стандартный; •, Система CardioVention.

Рис. 8

Падение давления (δ P ) через оксигенатор. □, оксигенатор стандартный; •, Система CardioVention.

Макроскопически не было никаких признаков отложения сгустка в оксигенаторах обеих групп после осторожной промывки устройств чистой водой.Это было верно при внешнем осмотре, а также на поперечном сечении после поперечного разрезания оксигенатора. Других макроскопических дефектов, таких как разрыв полых волокон или растрескивание внешнего корпуса, не наблюдалось.

4 Обсуждение

В этой экспериментальной установке пролонгированной полнопоточной перфузии интегрированная система CardioVention сравнивалась с классической схемой CPB, включающей стандартный оксигенатор с половолоконной мембраной. С помощью системы CardioVention можно было избежать значительной гемодилюции, характерной для классической схемы, и были улучшены замены как O ₂ , так и CO ₂ .Система CardioVention с меньшей площадью поверхности мембраны показала несколько более высокий перепад давления, но ни в одной из групп не было обнаружено гемолиза. Профиль количества тромбоцитов в группе CardioVention показал более незначительное падение, чем в стандартной группе, что может быть приписано более низкой общей поверхности контура.

С обычным CPB связано несколько проблем, включая большое количество дискретных компонентов, большую тяжелую аппаратную консоль, большой объем заливки / гемодилюции [5], большую площадь инородной поверхности, повреждение крови из-за смешения газов крови и пролива крови повторная инфузия [6], образование микроэмболов [7] и длительное время установки.Эти характеристики влияют на заболеваемость пациентов в следующих областях: гемодилюция, отеки, дисфункция органов, воспалительная реакция, кровопотеря и неврологические осложнения [8–10].

Основная концепция системы CardioVention позволяет в первую очередь уменьшить площадь инородной поверхности и уменьшить объем заливки. Эта концепция приводит к общей площади поверхности менее 1,4 м ² , что составляет примерно 25% от площади стандартного контура CPB, и объем заливки 500 мл по сравнению с 1500 мл, используемыми в настоящее время.Одним из ключевых моментов этой концепции является возможность устранения венозного резервуара во многих распространенных процедурах, таких как аортокоронарное шунтирование. Текущие венозные резервуары вносят наибольший вклад в воздействие на инородную поверхность, контакт крови и воздуха и химические противовспенивающие агенты на масляной основе [11,12]. Они также увеличивают необходимый первичный объем перфузии, что увеличивает гемодилюцию пациента и потребность в переливании аллогенной крови. Однако важно отметить, что этот компонент может быть добавлен в систему, если в этом возникнет необходимость.Еще один фактор, влияющий на низкий объем заливки, — это уменьшение размера петли с трубкой 3/8, используемой как на артериальной, так и на венозной стороне. Было показано, что такая концепция труб с нижним поперечным сечением обеспечивает удовлетворительные условия дренажа даже с помощью роликового насоса [13].

Уменьшение площади поверхности газообмена с целью минимизации контакта крови с инородной поверхностью было одним из основных направлений исследований. Однако теоретически эта конструктивная особенность может уменьшить газообмен и увеличить сопротивление кровеносных путей, а также травмировать кровь.С другой стороны, большая площадь поверхности для газообмена может быть полезной для пациентов с высоким индексом массы тела. Ранее мы показали взаимосвязь между площадью поверхности мембраны и газообменом [14]. Однако в настоящей установке газообмен улучшается с помощью системы CardioVention, несмотря на меньшую площадь поверхности мембраны. Это, скорее всего, связано с отсутствием заметного эффекта гемодилюции, согласно стабильным профилям количества Hct и эритроцитов на протяжении всего эксперимента, что не соответствует стандартной схеме.Гемодилюция ограничивает газообмен за счет уменьшения количества газовозов на единицу поверхности и объема. Ограничение гемодилюции позволяет повысить концентрацию эритроцитов. Эти результаты предполагают, что для улучшения газообменной способности уменьшение объема заливки может быть более выгодным, чем уменьшение площади поверхности газообмена. Примечательно, что в то время как улучшенная газообменная способность очевидна для CO ₂ (P = 0,001), разница менее заметна для O ₂ (P = 0,04). Тем не менее, улучшенные газообменные свойства системы CardioVention, вероятно, недооцениваются, поскольку эта группа имеет несколько более низкое базовое значение гематокрита, чем стандартная группа.Это связано с высокой вариабельностью значения гематокрита у телят этого диапазона веса [15]. Наконец, исходные значения гематокрита теленка низкие, что еще больше способствует недооценке газообмена, обычно наблюдаемого в клинических условиях.

Эти преимущества достигаются за счет более высокого падения давления в системе. Однако это увеличение ограничено, и результаты находятся в приемлемом диапазоне со средними значениями от 101 до 107 мм рт. Ст., Что лишь немного выше диапазона 76–95 мм рт. Ст. В стандартной группе.Важно отметить, что самые высокие одиночные значения, зарегистрированные в каждой группе, были одинаковыми: 112 мм рт. Ст. В группе CardioVention и 110 мм рт. Ст. В стандартной группе. Более того, эти результаты не привели к увеличению травм крови, поскольку свободный гемоглобин плазмы был значительно ниже клинически значимого значения 100 мг / л на протяжении всех периодов перфузии у всех животных.

Помимо уменьшения объема контура с последующим ограничением гемодилюции, другой целью системы CardioVention является уменьшение инородной поверхности, контактирующей с кровью, для уменьшения поверхностной активации элементов крови и системных воспалительных каскадов.В этом эксперименте мы сосредоточили наш анализ на элементах крови, и было показано, что количество тромбоцитов лучше сохраняется с системой CardioVention. Повреждение тромбоцитов происходит в результате взаимодействия крови с поверхностью мембраны и напряжения сдвига в крови. Было продемонстрировано, что CPB активирует большое количество тромбоцитов, которые затем могут связываться с контуром [16], потенциально вызывая снижение количества тромбоцитов сверх того, что можно было бы ожидать от одной гемодилюции. Однако количество циркулирующих тромбоцитов является лишь частичным отражением изменений количества клеток, прикрепленных к мембране оксигенатора, и эти результаты должны быть подтверждены исследованием функции тромбоцитов.

В заключение, для этой экспериментальной установки система CardioVention, с ее концепцией ограниченного объема заправки и открытой инородной поверхности, улучшает газообмен, вероятно, из-за отсутствия детектируемой гемодилюции и, по-видимому, ограничивает снижение количества тромбоцитов, которое может относиться к приведенной поверхности. Несмотря на ограничения по объему и поверхности, гемолиз не мог быть обнаружен в течение 6-часового периода полной перфузии.

Список литературы

Воспалительная реакция на искусственное кровообращение

J Cardiothorac Vasc Anesth

1997

11

357

363

Уменьшение количества переливаний аллогенной крови после операций на открытом сердце за счет уменьшения основного объема искусственного кровообращения

Ann Thorac Surg

1998

65

724

730

Размер имеет значение: использование схемы искусственного кровообращения и аутологичного прайминга у маленьких взрослых

Perfusion

2000

15

129

136

«Первичный насос»: новый метод интраоперационной консервации крови

Cardiovasc Surg

1999

7

228

235

Влияние минимального гематокрита во время искусственного кровообращения на смертность пациентов, перенесших операцию на коронарной артерии

Circulation

1997

96

II1194

II1199

Интеллектуальное аспирационное устройство для уменьшения травм крови: сравнение с Cell Saver

Eur J Cardiothorac Surg

2001

19

507

511

Церебральные микроэмболы во время искусственного кровообращения: увеличение эмболов во время перфузионных вмешательств

Ann Thorac Surg

1999

68

89

93

Повреждение легких и острый респираторный дистресс-синдром после искусственного кровообращения

Ann Thorac Surg

1999

68

1107

1115

Дисфункция органа после искусственного кровообращения. Системная воспалительная реакция, инициированная экстракорпоральным контуром

Intensive Care Med

1987

13

89

95

Повреждение мозга при искусственном кровообращении

Ann Thorac Surg

1998

65

S20

S26

Влияние силиконового пеногасителя на легочную сосудистую сеть

J Thorac Cardiovasc Surg

1972

63

714

719

Феномен эмболии головного мозга, связанный с искусственным кровообращением

J Neurol Sci

1993

117

224

231

Оптимизация диаметра возвратной венозной трубки для искусственного кровообращения

Eur J Cardiothorac Surg

2001

20

614

620

Влияние площади поверхности половолоконной мембраны на производительность оксигенатора: Dideco D903 Avant по сравнению с прототипом с большей площадью поверхности

J Extra Corpor Technol

2000

32

152

157

Гемолиз и профиль крови во время перфузии: межвидовое сравнение

Int J Artif Organs

2001

24

89

94

Влияние простагландина E1 на потерю тромбоцитов при экстракорпоральном кровообращении in vivo и in vitro с пузырьковым оксигенатором

J Thorac Cardiovasc Surg

1979

77

119

126

© 2002 Elsevier Science B.V.

Elsevier Science B.V.

Знакомство с байпасным конденсатором, январь 1962 г. Популярная электроника

Байпасные конденсаторы играют жизненно важная роль в проектировании электронных схем. Многие люди не знают правильный способ решить, какой конденсатор или конденсаторы необходимы для эффективного обход шума и / или сигнала без переусердия или недооценки. Нуждается в изменении с годами по мере того, как частоты и характеристики сигналов занимают новые области спектр.Фурье-анализ некоторых современных сложных волновых форм для переключения Источники питания показывают, как иногда требуется индивидуальная реакция на обход. Эта статья из журнала Popular Electronics за январь 1962 года не вникает в тонкости. сложных фильтров, но он дает хорошее представление о необходимости обхода и как иметь хорошие шансы на успех. В редких случаях нет количество обходов решит проблемы с ложными сигналами и более сложным подход требуется там, где функциональная схема должна быть изменена (я знаю это из опыта!).

Вот статья, написанная автором RF Cafe Карл Лодстрем об обходе.

Знакомство с … Байпасный конденсатор

Джон М. Дойл

Технический редактор, Национальный институт радио

Конденсаторы используются в современной электронной схеме для таких целей, как блокировка, фильтрация, синхронизация и обход. Последнее упомянутое приложение — обходное — это безусловно, самый распространенный. Это также гораздо важнее, чем многие подозревают, поскольку выбор байпасного конденсатора неправильного номинала может привести к плохой частотной характеристике, фазовые искажения, нестабильность цепи или даже прямое колебание.

Теперь вы можете подумать, что эта проблема не ваша забота, а скорее одна из для инженера-конструктора. «Черт возьми», — скажете вы. «Если конденсатор-байпас или иначе — выходит из строя, заменю ».

В большинстве случаев этот подход работает нормально. Но сколько раз ты желал тебе может помочь починить оборудование после благих намерений, но плохо проинструктированных, самодельный вентилятор усердно работал со своим верным пистолетом для пайки? Или сколько раз вам хотелось выбросить из окна эту дешевую «коробочку для визга», когда байпасный конденсатор 15 мог бы успокоить демона искушения? Ну наконец то, помните, что, несмотря на наши ультрасовременные методы производства, «болваны» по-прежнему сделано людьми, которые проводят физическую проводку и осмотр, но ничего не знают о работа схемы.

Если вы теперь убеждены в важности узнать немного больше об обходе (и позор вам, если вы этого не сделаете), давайте продолжим работу.

Реактивное сопротивление. Когда конденсатор используется в качестве байпаса, он должен обеспечивать путь с низким импедансом для электрических токов определенных частот и с высоким импедансом путь для других частот. Имущество, которое позволяет ему работать в этот способ называется реактивным сопротивлением. Значение реактивного сопротивления для данной частоты равно определяется по основной формуле:

X _с = 1 / (2π f C)

, где X _c — емкостное реактивное сопротивление в Ом, 2π — это постоянная (примерно 6.28), f — рабочая частота в циклах в секунду, C — емкость в фарадах.

Это соотношение говорит нам, что реактивное сопротивление данного конденсатора уменьшается. по мере увеличения частоты. Например, значение X _c для 0,01 мкФ. конденсатор на частоте 500 циклов составляет около 31 800 Ом. Но с частотой За 5000 циклов реактивное сопротивление снизилось примерно до 3180 Ом.

Рис. 1. Катодный байпас для каскада звукового усилителя.

Рис. 2. Шунтирование эмиттера для транзисторной схемы.

Рис. 3. Обход экрана для типичных ИФ. усилитель в телевизоре набор.

Рис. 4. R.f. байпас для каскада диодного детектора.

Рис. 5. Развязка необходима из-за обратной связи через R1 и R2.

Рис. 6. Сети R4 / C2 и R3 / C1 предотвращают нежелательную обратную связь между этапы.

Рис. 7. Разделительные конденсаторы должны быть заземлены в одной точке. для достижения наилучших результатов на высоких частотах.

Мы не только должны уметь вычислять X _c , но также должны знать, как чтобы определить, какой емкости требуется конденсатор для получения определенного реактивного сопротивления на некоторых указанная частота. Все, что нам нужно сделать, это изменить приведенное выше уравнение как:

C = 1 / (2π f X _c )

, где все символы имеют то же значение, что и раньше.Например, если мы хотим знать, какое значение конденсатор обеспечит реактивное сопротивление 18 Ом или меньше на частоте из 500 циклов мы просто подставляем известные значения в приведенную выше формулу. Расчетный ответ 17,7 мкФ., приблизительно, но следующее по величине значение стандартной емкости доступно будет нормально для большинства приложений.

Усилители звуковой частоты. В типичном усилителе звуковой частоты, например, показанный на рис. 1, конденсатор C1 используется для обхода звуковых частот. вокруг катодного резистора R1.Если конденсатор С1 отсутствует или он не работает правильно, переменный ток Компонент тока пластины вызывает падение напряжения на R1, которое противостоит входному сигналу, приложенному к сетке. Это эффективно снижает усиление сцены. и приводит к обратной обратной связи или «вырождению».

Теперь давайте посмотрим, какие требования предъявляются к конденсатору, если он должен предотвратить перерождение. Предположим, усилитель должен передавать все частоты от 100 до 5000. циклов, и номинал катодного резистора, рекомендованный производителем для класса В срабатывании 1500 Ом.Поскольку реактивное сопротивление конденсатора уменьшается с увеличением частоты увеличивается, конденсатор, который удовлетворительно обходит резистор на самой низкой частоте будет хорошо работать во всем диапазоне.

Практическое правило, используемое проектировщиками схем, заключается в том, что реактивное сопротивление конденсатора на самой низкой частоте, которую необходимо передать, не должно превышать одной десятой значения резистор он обходит. Используя это правило, мы подставляем известные значения в уравнение разработан для поиска C:

С = 1 / (6.28 х 100 х 150) = 11 мкФ

Электролитический конденсатор подходит для этой цели, потому что его сопротивление утечке Это не важно, и высокая емкость достигается при компактных размерах.

В некоторых приложениях, таких как высококачественные усилители звука, коэффициент сопротивления чтобы реактивное сопротивление на самой низкой передаваемой частоте было 20 к 1 или даже выше, но соотношение, используемое в нашем примере, подходит для большинства случаев. Что и говорить, рабочий напряжение конденсатора, выбранного для шунтирования, должно быть больше чем максимальное имеющееся напряжение.

Шунтирование в случае транзисторного усилителя звуковой частоты очень похоже. Типичный транзисторный усилитель pnp, использующий схему с общим эмиттером, показан. на рис. 2. Базовое смещение получается от сети делителя напряжения, состоящей из R1 и R2, а эмиттер смещен в прямом направлении (отрицательный в случае pnp-транзистора, и положительный для типа npn). Чтобы предотвратить дегенерацию сигнала, смещение эмиттера резистор (R3) шунтируется с помощью электролитического конденсатора большой емкости (C1).

В усилителях любого типа, описанных выше, определенная степень вырождения иногда преднамеренно используется. Поэтому, прежде чем делать какие-либо неправильные выводы, всегда убедитесь, что дегенерация действительно нежелательна, прежде чем пытаться исправить случай «бракованной» конструкции. Если шунтирование улучшено там, где требуется дегенерация, схема не будет работать должным образом.

Другие приложения. При использовании трубки пентодного типа дополнительные шунтирование необходимо в экранной сетке, которая должна работать при потенциале земли, так как что касается всех сигнальных напряжений, если необходимо избежать дегенерации.Типичный случай телевизор i.f. Усилитель показан на фиг.3.

В этой схеме потенциал экрана получается от источника питания пластины через резистор сброса экрана R2. Если байпасный конденсатор С1 не работает должным образом на любой частоте коэффициент усиления усилителя падает на этой частоте. Значение C1 снова определяется практическим правилом, что его емкостное реактивное сопротивление при самая низкая пройденная частота не должна превышать одну десятую номинала резистора это обходит.

Обычно это слюдяные или керамические конденсаторы номиналом от 50 мкФ. к 0,01 мкФ, используются для р.ф. обходные устройства этого типа. Если пентод используется как усилитель звуковой частоты, высококачественная бумага или электролитический конденсаторы используются. Таким же образом можно определить их собственное значение.

Иногда необходимо обойти радио, но не звуковые частоты. Типичный случай находится в цепи детектора AM-приемника, как показано на рис.4. Предполагая что р.ф. несущая частота составляет 455 кГц, если реактивное сопротивление C1 должно быть одной десятой значение R1 на этой частоте, его значение — по формуле, приведенной ранее — примерно 75 мкФ. Мы бы использовали стандартные 100 мкФ. слюдяной или керамический конденсатор. Если максимальная передаваемая звуковая частота составляет 5000 циклов, реактивное сопротивление конденсатор на этой частоте лучше 300000 Ом.

Другая схема, в которой важно шунтирование, проиллюстрирована на рис.5, где три каскада усилителя питаются от общей пластины напряжения. Поскольку большая часть власти источники питания имеют конечный импеданс, выход V3 будет возвращен на пластину цепь V1 через нагрузочные резисторы R2 и R1. Это эффективное напряжение сигнала равно затем подается в сетевую цепь V2, а затем в V3. Естественно, если прирост этих ступеней достаточно высока, возникает колебание.

Для предотвращения нестабильности этого типа используются развязывающие сети, типичные пример которого показан на рис.6. Реактивное сопротивление C1 и C2 при самом низком рабочем частота сделана очень маленькой по сравнению с сопротивлением R3 и R4. Потому что R3 / C1 и R4 / C2 образуют делители напряжения, почти все напряжение, развиваемое на общий импеданс снижается на R3 и R4. По сути, тогда нет напряжения обратной связи. включены в пластинчатую цепь V1 или V2.

Значения R3 и R4 должны быть как можно более низкими для выполнения работы. не сбрасывая непомерно большое количество d.c. пластина напряжения для V1 и V2. В случаи, когда очень небольшое падение этого напряжения — это все, что можно допустить, R3 и R4 можно заменить индуктивностью низкого постоянного тока. сопротивление. Значение индуктивности необходимое для заданного реактивного сопротивления на заданной частоте определяется по формуле:

L = X _L / 2π f

Основание шасси. И напоследок о подключении байпаса. конденсаторы. На частотах 30 мк. и ниже размеры шасси обычно это лишь часть длины волны, и ее можно считать фиксированным эталоном. Однако выше 30 м3 шасси представляет собой проводящий лист, точки на котором максимального тока и напряжения.

В схеме рис. 7 токи «земли» сетки и пластин проходят через шасси. к катоду сцены.Как правило, хорошей практикой является разделение этих оснований токи от шасси, возвращая все выводы к катоду или шине. Просто однако убедитесь, что провода как можно короче, чтобы предотвратить перекрестное соединение. и нежелательная обратная связь.

Опубликовано 4 июня 2019 г. (оригинал 17.09.2012)

свежей замороженной плазмы в сравнении с первичной обработкой кристаллоидов сердечно-легочного обходного контура в детской хирургии | Анестезиология

В этом двойном слепом одноцентровом исследовании с параллельными группами все младенцы и дети с массой тела от 7 до 15 кг были рандомизированы 1: 1 для примирования CPB с 15 мл · кг ^-1 PlasmaLyte (Baxter, S.A., Бельгия) или 15 мл · кг ^-1 FFP в дополнение к заранее определенному количеству упакованных эритроцитов. Этот весовой диапазон был выбран по разным причинам. Во-первых, объем первичного CPB и тип оксигенатора будут одинаковыми для всех включенных пациентов. Если бы мы включили младенцев с массой тела менее 7 кг, тип оксигенатора и, следовательно, объем CPB были бы другими по сравнению с тем, который требуется для детей с массой тела более 7 кг. Это означает, что количество FFP и упакованных эритроцитов для заполнения аппарата CPB было бы другим по сравнению с группой с более высоким диапазоном веса.Очевидно, это привело бы к искажению результатов. Поэтому мы не включали пациентов меньшего размера. В нашем учреждении 1 единица СЗП примерно соответствует объему 240 мл; общий объем введенной СЗП ребенку с массой тела 15 кг (максимальный вес) составляет 225 мл. Это означает, что для пациентов, принадлежащих к группе СЗП, будет использоваться максимум 1 единица СЗП. Если бы были включены дети с более высоким весом, риск использования второй единицы СЗП был бы высоким, что привело бы к увеличению числа контактов с донорами, которые могли повлиять на первичную конечную точку.Во-вторых, чтобы избежать чрезмерной гемодилюции в начале CPB и чтобы исследуемый раствор оставался невидимым для врачей, отвечающих за пациентов, упакованные эритроциты должны были использоваться для всех детей во время прайминга. Поскольку мы обычно не выполняем прайминга упакованных эритроцитов у детей с массой тела более 15 кг, дети с массой тела более 15 кг не включались.

Критериями исключения являлись пациенты с предоперационными нарушениями коагуляции, отказ родителей, пациенты с дооперационной хронической болезнью почек (скорость клубочковой фильтрации менее 60 мл · мин ^-1 на 1.73 м ² более 3 месяцев) или печеночной дисфункции (тесты на ферменты печени в два раза превышают нормальные значения вместе с низким уровнем альбумина) и экстренное хирургическое вмешательство. Обученный исследовательский персонал оценил право на участие и предложил исследование. После получения письменного согласия родителей медсестра-исследователь использовала компьютеризированную методику рандомизации для рандомизации пациентов в блоки по пять человек. Размещение было скрыто с помощью последовательно пронумерованных запечатанных конвертов. В день операции перфузиолог, работавший с CPB, вскрыл конверт и заправил контур CPB в отдельной комнате с ограниченным доступом.Таким образом, перфузиолог не был слеп к распределению исследуемых групп. Тем не менее, ответственность за интраоперационное переливание любых аллогенных продуктов крови несет анестезиолог. Перфузиолог, отвечающий за CPB, не принимал участия в принятии решений по интраоперационному переливанию крови. Чтобы гарантировать полное ослепление исследуемого раствора, банк крови больницы хранил информацию о введенных СЗП для прайминга в файле переливания крови пациента, который доступен только в отделении банка крови.Эта информация не была отображена в медицинской карте, как это обычно делается в нашем учреждении. Испытание проводилось в соответствии с первоначальным протоколом.

Анестезиологи (AM, M.M.), имеющие опыт лечения врожденных пороков сердца, отвечали за пациентов и принимали участие в принятии решений по интраоперационному переливанию крови. Все дети прошли анестезию в соответствии со стандартами медицинского учреждения.Интраоперационную региональную сатурацию мозга кислородом контролировали с помощью ближней инфракрасной спектроскопии (Somanetics Invos Oximeter, США). Транексамовую кислоту вводили в общей интраоперационной дозе 30 мг · кг ^-1 (15 мг · кг ^-1 при индукции анестезии и 15 мг · кг ^-1 при вводе насоса). Цефазолин вводили в дозе 30 мг · кг ^-1 .

Обычные гематологические тесты и тесты на коагуляцию были выполнены за день до операции.Тесты в месте оказания медицинской помощи ROTEM (TEM International, Германия) и Multiplate (Dynabyte, Германия) были выполнены через постоянный артериальный катетер в разные моменты времени: (1) после индукции анестезии, но до хирургического разреза (2) ) после отделения CPB и (3) по прибытии в педиатрическое отделение интенсивной терапии. Для ROTEM использовались активированные тесты EXTEM и FIBTEM. Измеренные параметры ROTEM включали время свертывания, время образования сгустка, максимальную твердость сгустка и максимальный лизис для теста EXTEM и максимальную твердость сгустка для теста FIBTEM.Нормальные значения для младенцев и детей использовались в качестве контрольного диапазона. ⁹ Для теста Multiplate использовали следующие агонисты: тест с аденозиндифосфатом, тест с арахидоновой кислотой и тест с пептидом, активирующим рецептор тромбина. В момент отлучения от CPB в дополнение к тестам ROTEM и Multiplate проводился подсчет тромбоцитов. Последний анализ и анализы в месте оказания медицинской помощи — единственные анализы крови, которые были выполнены для целей исследования. Все остальные биологические тесты были стандартом лечения в нашем учреждении и поэтому выполнялись на регулярной основе.Результаты тестов в местах оказания медицинской помощи были доступны анестезиологам и врачам отделений интенсивной терапии, оказывающим помощь пациентам. Использование тестов в месте оказания медицинской помощи является стандартом ухода в нашем учреждении как для взрослых, так и для детей.

Решение о переливании крови пациенту было клиническим решением и основывалось на тестах в месте оказания медицинской помощи. При принятии решения о гемостатических факторах при переливании крови использовался внутренний алгоритм, основанный на тестах в месте оказания медицинской помощи, и он показан на рисунке 1.Если в операционной были признаки клинического кровотечения или было послеоперационное кровотечение более 5 мл · кг ⁻¹ · час ⁻¹ и тесты в месте оказания медицинской помощи показали отклонения, пациенту выполнялось переливание крови. Если тесты в месте оказания медицинской помощи выявляли отклонения от нормы, но не было клинического кровотечения, пациенту не производили переливание крови. В случаях тяжелого клинического кровотечения, при котором тесты в месте оказания медицинской помощи были в пределах нормы, рассматривалось хирургическое вмешательство. Упакованные эритроциты или аутологичная кровь из клеточного спасения переливали для достижения гематокрита от 33 до 35% у пациентов с цианотической болезнью сердца и от 27 до 30% у детей с нецианотической болезнью сердца.Из-за проблем с ценой введение человеческого фибриногена в нашем учреждении разрешено только в том случае, если тест на максимальную плотность сгустка FIBTEM составляет менее 6 мм. Данная доза составляет от 50 до 120 мг · кг ^-1 в зависимости от тяжести кровотечения и результатов теста FIBTEM на максимальную плотность сгустка. Обратите внимание, что криопреципитат недоступен в нашем учреждении.

Рис. 1.

Алгоритм, управляемый по месту оказания медицинской помощи, для переливания гемостатических факторов в случае клинического кровотечения.

Рис. 1.

Алгоритм, управляемый тестом на месте оказания медицинской помощи, для переливания гемостатических факторов в случае клинического кровотечения.

Непульсирующая нормотермическая терапия (внутренняя температура 36 ° C) CPB проводилась при сердечном индексе 3 л · мин ^-1 · м ² с использованием роликового насоса (Stockert S.V., Германия). Умеренная гипотермия (внутренняя температура 32 ° C) выполнялась в единичных случаях и по запросу хирургического вмешательства.Все случаи были выполнены одними и теми же хирургами (J.R., A.P.). В контур CPB был включен один и тот же оксигенатор (Sorin KIDS D101 Physio, LivaNova, Италия) для всех пациентов. Праймирование осуществляли либо с 15 мл · кг ^-1 PlasmaLyte и упакованных эритроцитов (кристаллоидная группа), либо с 15 мл · кг ^-1 FFP и упакованных эритроцитов (группа FFP). Минимальный желаемый гематокрит во время CPB составлял 30% у пациентов с цианотической болезнью сердца и 25% для пациентов с нецианотической болезнью сердца.Количество упакованных эритроцитов, необходимое для первичной обработки, было рассчитано с использованием следующего уравнения и на основе оценочного объема крови:

Для праймирования контура CPB использовалась максимум одна единица упакованных эритроцитов. Прайминг также включал 600 единиц нефракционированного гепарина на 100 мл прайминга, 15% маннита с максимальной дозой 500 мг · кг ^-1 , 2-3 мг-экв бикарбоната натрия, 15 мг · кг ^-1 транексамовая кислота , и 15 мг · кг ^-1 цефазолина.Перед началом CPB было введено 400 единиц · кг ^-1 нефракционированного гепарина для достижения времени активированного свертывания более 450 с. Во время CPB разрешалось введение дополнительных количеств кристаллоидов или упакованных эритроцитов в зависимости от целевого гематокрита. Модифицированная ультрафильтрация не проводилась ни у одного пациента. Допускалась обычная ультрафильтрация. Кортикостероиды не применялись. Остаточная кровь в контуре CPB была обработана в конце процедуры.При необходимости можно вводить кровь из спасения клеток.

Это исследование превосходства с альтернативной гипотезой, что праймирование с FFP или кристаллоидами приведет к другому риску кровотечения и переливания аллогенных продуктов крови. Размер выборки был рассчитан на основе первичной конечной точки. Внутренний анализ послеоперационных данных у детей в этом диапазоне веса, получавших СЗП в режиме помпы, показал, что количество кровотечений составило 6.3 ± 3,3 (среднее ± стандартное отклонение) мл · кг ^-1 в первые 6 часов после операции. Мы подсчитали, что увеличение этого количества на 40% в группе кристаллоидов является клинически значимым. В каждой группе требовалось минимум 28 пациентов для двустороннего α = 0,05 и мощности 80%. С другой стороны, реальная доля детей, которым требуются какие-либо аллогенные продукты крови с первичным CPB на основе FFP, составляет 30%. Мы оценили клинически значимое увеличение на 40% в группе кристаллоидов (70%).Для этого анализа в каждой руке требовался минимум 21 пациент для двустороннего α = 0,05 и мощности 80%. Наконец, количество введенных аллогенных продуктов крови на одного ребенка составляет 3 ± 2 (среднее значение ± стандартное отклонение). Мы подсчитали, что увеличение этого числа до среднего числа 5 в кристаллоидной группе будет значительным. Для этого анализа требовалось минимум 16 пациентов в каждой руке для двустороннего α = 0,05 и мощности 80%. Поэтому мы решили включить по 30 пациентов в каждую группу для решения основной конечной точки с учетом любых возможных выбывших.

Первичный анализ проводился на основе намерения лечить и включал всех пациентов, кроме тех, которые отозвали свое согласие до начала анестезии. Мы также провели анализ протоколов для первичных и вторичных конечных точек. Пациенты с открытой грудной клеткой и те, кто нуждался в хирургическом вмешательстве, были исключены по протоколу, потому что это повлияло на объем послеоперационной кровопотери, являющейся одним из основных результатов.

Промежуточный анализ планировался у 30 пациентов. Если бы всем пациентам в группе кристаллоидов потребовалось переливание продуктов крови и если бы послеоперационное кровотечение было на 80% выше, чем в группе СЗП, исследование было бы остановлено. Результаты промежуточного анализа были переданы в комиссию по контролю за безопасностью данных местного этического комитета. Никаких корректировок в промежуточный анализ внесено не было, и исследование было завершено, как первоначально планировалось.

Тест Колгоморова – Смирнова использовался для проверки нормальности данных. Категориальные данные представлены в виде чисел и процентов. Непрерывные переменные представлены как средние значения ± стандартное отклонение или медианы (25-й процентиль, 75-й процентиль), в зависимости от того, были ли они распределены нормально или нет. Сравнение непрерывных переменных между двумя группами исследования проводилось с помощью независимого теста t или U-критерия Манна – Уитни, в зависимости от предположения о нормальности.Для сравнения категориальных переменных между двумя группами использовался критерий хи-квадрат Пирсона или точный критерий Фишера. Первичный результат оценивался с использованием U-критерия Манна – Уитни и критерия хи-квадрат Пирсона для непрерывных и категориальных переменных, соответственно, а вторичный результат оценивался с использованием U-критерия Манна – Уитни. Двустороннее значение P менее 0,05 считалось значимым. Для решения проблем множественности использовался метод Бонферрони, поскольку три основных результата оценивались отдельно.Для первичной конечной точки разница между двумя группами была значимой на уровне 0,05 для каждой из трех конечных точек, для которых значение конечной точки P было меньше 0,017. Значения доверительного интервала для медианных различий были рассчитаны с использованием оценок Ходжеса – Лемана. Статистический анализ проводился с использованием IBM SPSS Statistics версии 25 и SAS версии 9.4.

На рисунке 2 показана блок-схема исследования.Всего было проанализировано 30 пациентов в группе FFP и 29 пациентов в группе кристаллоидов. Как показано в таблице 1, исходные характеристики обеих исследуемых групп и их периоперационные данные были очень похожи. Было 14 (46,7%) пациентов с цианотической болезнью сердца в группе СЗП и 13 (44,8%) в группе кристаллоидов ( P = 0,887). Доля пациентов, перенесших повторную операцию, была статистически ниже в группе кристаллоидов (20,7% vs. 46,7%; P = 0,035).

Характеристики пациентов

Рис. 2.

Блок-схема исследования. СЗП, свежезамороженная плазма.

Рис. 2.

Блок-схема исследования. СЗП, свежезамороженная плазма.

Нарушений протокола исследования не было.Никаких данных не пропало или не потеряно Все врачи, ухаживающие за пациентами, придерживались алгоритма переливания. Таблица 2 иллюстрирует результаты относительно первичных и вторичных исходов. Статистически значимой разницы в отношении общего количества аллогенных продуктов крови, перелитых между двумя группами, не было, если не принимать во внимание первичный CPB (FFP, 0 [0, 1] против кристаллоидов, 0 [0, 2]; P = 0,254; разница [95% ДИ], 0 [от 0 до 0]). Когда вместо этого принималось во внимание простое число CPB, это число было значительно выше в группе FFP, как показано в таблице 3 (FFP, 2 [2, 3] vs. кристаллоид, 1 [1, 3]; P = 0,003). Восемь пациентов (26,7%) в группе СЗП и 11 (37,9%) в группе кристаллоидов переливали дополнительные аллогенные продукты крови ( P = 0,355; отношение шансов [95% ДИ] 1,7 [от 0,6 до 5,1]) в дополнение к CPB prime (таблица 2). Статистически значимой разницы в количестве послеоперационной кровопотери на кг веса между группами не было (FFP, 7,1 [5,1, 9,4] против кристаллоидов, 5,7 [3,8, 8,5]; P = 0.219; разница [95% ДИ], 1,2 [от -0,7 до 3,2]), как показано в таблице 2. За исключением первичного CPB, общий объем перелитых аллогенных продуктов крови на кг веса в интра- и послеоперационном периоде статистически не отличался. между двумя группами исследования, как представлено в таблице 2. Однако, как показано в таблице 3, при анализе общего объема СЗП с учетом фиксированного количества (15 мл · кг ^-1 ), добавленного в первичный контур CPB, пациенты в Группа СЗП получила значительно большее количество СЗП на кг веса (мл · кг ^-1 ; СЗП, 15.0 [15,0, 15,0] по сравнению с кристаллоидом , 0 [0, 6,3]; P <0,001).

Данные о первичных и вторичных результатах

Интраоперационно и до 6 часов после операции

В Таблице 3 представлена ​​полная информация о любых переливаниях, проведенных в интра- и послеоперационном периоде.Двое пациентов из группы кристаллоидов получали концентрат фибриногена. У одного пациента (6 месяцев, 9 кг, восстановление аортального клапана) концентрат фибриногена был введен сразу после отделения CPB. Тест ROTEM и, в частности, максимальная плотность сгустка FIBTEM у этого пациента показали значительные отклонения. Эти отклонения сопровождались значительным снижением результатов теста Multiplate, а также количества тромбоцитов и сопутствующим клиническим кровотечением. Анестезиолог, ответственный за пациента, решил ввести концентрат фибриногена, что привело к немедленной остановке клинического кровотечения и отсутствию необходимости в дальнейшем переливании каких-либо аллогенных продуктов крови.Другому пациенту из группы кристаллоидов (17 месяцев, 10,9 кг, операция двойного переключения) концентрат фибриногена вводили вместе с СЗП и концентратом тромбоцитов из-за важного клинического кровотечения и аномальных результатов тестов в месте оказания помощи. У обоих детей применялась умеренная гипотермия. Среднее время между окончанием CPB и закрытием грудной клетки составляло 52 минуты (45, 72) в группе FFP и 47 минут (37, 64) в группе кристаллоидов ( P = 0,093). В интра- и послеоперационном периоде коллоиды не применялись.Ультрафильтрация была проведена у одного пациента в группе кристаллоидов и ни у одного пациента в группе СЗП.

В таблице 4 показаны результаты биологических параметров и тестов в местах оказания медицинской помощи в течение периода исследования. Максимальная плотность сгустка теста EXTEM и максимальная плотность сгустка теста FIBTEM были значительно ниже в группе кристаллоидов после отлучения от CPB. По прибытии в педиатрическое отделение интенсивной терапии значимых различий ни в одном из тестов ROTEM между двумя группами исследования больше не было.Площадь под кривой теста аденозиндифосфата и теста с пептидом, активирующим рецептор тромбина Multiplate, была значительно ниже в группе кристаллоидов в момент отделения CPB. Однако это не было связано со статистически значимой разницей в количестве тромбоцитов в конце CPB, как показано в таблице 4.

и тесты в местах оказания медицинской помощи в течение периода исследования

В таблице 5 представлены послеоперационные данные пациентов.Существенной разницы в послеоперационных характеристиках обеих групп не было. Среднее время интубации составило 5 часов (4, 13) в группе СЗП и 5 часов (3, 19) в группе кристаллоидов ( P = 0,704). Доля пациентов с тромбоэмболическими событиями составила 3,3% в группе СЗП против 6,9% в группе кристаллоидов ( P = 0,612). Внутрибольничной летальности не было.

Послеоперационные данные пациентов

Предварительно запланированный анализ в подгруппах детей с цианотической болезнью сердца (N = 27) не выявил каких-либо существенных различий в отношении первичных и вторичных конечных точек. Число пациентов, которым переливали любой аллогенный продукт крови, составило 4 (4 из 14 = 28,6%) в группе СЗП и 6 (6 из 13 = 46,2%) в группе кристаллоидов ( P = 0,440). Не было статистически значимой разницы в отношении общего количества аллогенных продуктов крови, перелитых в дополнение к первичному CPB (FFP, 0 [0, 1]; кристаллоид, 0 [0, 2]; P = 0.583) и по величине послеоперационной кровопотери на кг веса (мл · кг ^-1 ; СЗП 7,7 [5,6, 10,0]; кристаллоид 8,2 [5,7, 8,8]; P = 0,793).

В анализе по протоколу было 28 пациентов в каждой группе исследования. Когда анализ проводился на основе протокола, не было обнаружено значительных различий между двумя группами исследования в отношении первичных и вторичных конечных точек (таблица 6).

Данные пациентов, проанализированных на основе протокола

Результаты этого исследования показывают, что у младенцев и маленьких детей праймирование схемы CPB кристаллоидами не отличается от прайминга на основе FFP с точки зрения послеоперационной кровопотери и переливания аллогенных продуктов крови. Действительно, доля пациентов, которым переливали какие-либо аллогенные продукты крови в дополнение к тому, что использовалось в первичном CPB, и общее количество дополнительных перелитых аллогенных продуктов крови в интраоперационном периоде и в первые 6 часов после операции не различались между двумя исследованиями. оружие.Более того, послеоперационная кровопотеря существенно не различалась между двумя группами. Эти результаты были согласованными, когда данные были проанализированы на основе намерения лечить, а также на основе протокола.

Хотя несколько рандомизированных исследований ранее ставили под сомнение полезность стратегии прайминга, основанной на СЗП, наше исследование отличается от других исследований. ^3–8 Это исследование является первым, в котором сравнивается праймирование на основе СЗП с праймированием на основе только кристаллоидов.Действительно, в предыдущих исследованиях FFP сравнивали либо с альбумином ^4,7,8 , либо с желатинами. ^5,6 В исследовании, проведенном McCall et al. , ³ PlasmaLyte сравнивали с FFP. Тем не менее, альбумин был добавлен к первичному CPB у всех пациентов для поддержания онкотического давления плазмы. Было высказано предположение, что добавление альбумина к прайму CPB улучшает функцию тромбоцитов за счет покрытия оксигенатора слоем белка, что приводит к задержке адсорбции циркулирующего фибриногена и снижению поверхностной активации тромбоцитов во время CPB. ^10,11 Однако клиническое значение этой теории противоречиво. ^12,13 В нашем исследовании дисфункция тромбоцитов была более очевидной в группе кристаллоидов по сравнению с группой FFP. Однако не было статистически значимой разницы в количестве тромбоцитов после разделения CPB между двумя группами. Более того, дисфункция тромбоцитов в группе кристаллоидов не привела к повышенной потребности в переливании концентратов тромбоцитов.

Более ранние исследования показали, что добавление альбумина к CPB Prime приводит к отрицательному балансу жидкости и снижению набора веса. ^13–15 Мы не измеряли прибавку в весе после операции. Однако продолжительность послеоперационной интубации статистически не различалась между двумя группами, что указывает на то, что возможное увеличение веса не оказало значительного влияния на послеоперационный результат. Мы также решили не использовать гидроксиэтилкрахмал для праймирования контура CPB из-за отсутствия доказательств и отсутствия высококачественных рандомизированных контролируемых испытаний, показывающих безопасность и эффективность использования гидроксиэтилкрахмала у детей. ¹⁶ Кроме того, исследование in vitro показало выраженный ингибирующий эффект на параметры свертывания, обнаруженный с помощью теста ROTEM при сравнении коллоидов с кристаллоидами. ¹⁷

Во-вторых, в нашем исследовании все лица, осуществляющие уход (за исключением перфузиолога), не знали исследуемого раствора, что является важным аспектом при принятии решения о переливании крови. McCall et al. ³ также провели двойное слепое исследование.Однако в их исследование было включено только 20 пациентов. В-третьих, мы основали наш алгоритм переливания на результатах тестов в месте оказания медицинской помощи, полученных в момент отделения от КПБ и в педиатрическом отделении интенсивной терапии. Хотя тесты в месте оказания помощи использовались в нескольких исследованиях, оценивающих стратегию прайминга, ^5–8 решение о переливании аллогенных продуктов крови основано на тестах в месте оказания медицинской помощи в операционной, а также в отделении интенсивной терапии было выполнено только в двух исследованиях. ^5,8 Это важный момент, который следует учитывать, поскольку использование интраоперационной тромбоэластометрии было связано со снижением частоты переливаний крови в детской кардиохирургии. ^18,19

Наконец, мы использовали фиксированное количество FFP (15 мл · кг ^-1 ), что привело к использованию максимум 1 единицы FFP в CPB Prime. В других исследованиях это количество СЗП было переменным, что, очевидно, могло повлиять на полученные результаты. ^3–7

На основании разницы между двумя группами в интраоперационном объеме введенной СЗП (мл · кг ^-1 ), который составил 0 (0, 0) в группе СЗП и 0 (0, 6,3) в группе кристаллоидов ( P = 0,084), можно предположить, что группы не различались по результатам, потому что в группе FFP пациенты получали FFP во время CPB, тогда как в группе кристаллоидов пациенты получали FFP после CPB.Однако общее количество перелитых FFP с учетом фиксированного объема (15 мл · кг ^-1 ), которое использовалось в CPB Prime, было значительно выше в группе FFP ( P <0,001). Это ясно показывает, что, избегая рутинного прайминга CPB, общее количество переливаемых FFP значительно снижается, не подвергая пациента риску послеоперационного кровотечения. Это, следовательно, снижает количество контактов с донорами, потому что общее количество аллогенных продуктов крови, включая праймирование, было ниже в группе кристаллоидов.

Хотя мы объективно не измеряли интраоперационную кровопотерю, мы выбрали в качестве результата общее количество интраоперационных и послеоперационных перелитых продуктов крови. Если бы интраоперационная кровопотеря значительно различалась между двумя группами, это привело бы к переливанию большего количества продуктов крови во время операции, чего не было в нашем исследовании.

Был проведен заранее запланированный анализ подгрупп пациентов с цианотической болезнью сердца.Мы не наблюдали какой-либо статистически значимой разницы в первичных и вторичных конечных точках при анализе пациентов с цианозом, но количество этих детей было довольно небольшим, и поэтому нельзя сделать однозначных выводов относительно группы пациентов с цианозом. Цианотическая болезнь сердца может повлиять на систему свертывания крови. ²⁰ Приведет ли это к увеличению потребности в переливании аллогенных продуктов крови, еще полностью не выяснено. В ретроспективном исследовании Фараони и Ван дер Линден ²¹ показали, что послеоперационная кровопотеря была увеличена у цианозных младенцев в возрасте от 1 до 6 месяцев по сравнению с нецианозной группой, но эта разница больше не наблюдалась после 6-месячного возраста. .В противном случае, в проспективном исследовании у детей с цианотической болезнью сердца, использование FFP для праймирования контура CPB не превосходило прайминга с желатином. ⁵ В будущих хорошо обоснованных исследованиях необходимо оценить влияние прайминга CPB на риск кровотечений у младенцев и детей с цианотической болезнью сердца.

Предотвращение переливания любых аллогенных продуктов крови имеет первостепенное значение, но это особенно верно для СЗП, потому что переливание СЗП во время врожденной кардиохирургии может иметь важные последствия.Действительно, исследования продемонстрировали повышенную частоту тромбоэмболических осложнений у детей, получающих СЗП. ^22,23 Это может быть проблемой у детей с физиологией единственного желудочка, которые, как сообщается, подвергаются более высокому риску тромбоэмболических осложнений. ^24,25 Мы не наблюдали статистической разницы в частоте тромбоэмболических событий между двумя исследуемыми группами. Тем не менее, это исследование не давало ответа на какие-либо вопросы безопасности.

Один пациент в группе кристаллоидов получал фибриноген в качестве терапии первой линии, которая сразу же оказывала эффект на остановку кровотечения и позволяла избежать переливания аллогенных продуктов крови.Исследования кардиохирургии у взрослых ^26,27 и внесердечной хирургии у детей ²⁸ показали эффективность фибриногена в качестве терапии первой линии в снижении потребности в переливании аллогенных продуктов крови. Однако во всех этих испытаниях был выбран гораздо более высокий порог максимальной плотности сгустка FIBTEM. Максимальная плотность сгустка FIBTEM у нашего пациента, получавшего фибриноген в качестве терапии первой линии, составляла 5 мм. Использование фибриногена при приобретенной гипофибриногенемии не по назначению и является дорогостоящим во многих европейских странах.В будущих исследованиях в области врожденной кардиохирургии необходимо проанализировать, является ли введение фибриногена в качестве терапии первой линии более эффективным для уменьшения периоперационного кровотечения и переливания аллогенных продуктов крови, а также при использовании более низких значений максимальной плотности сгустка FIBTEM в качестве порогового значения. для переливания фибриногена. ^29,30

Это исследование имеет некоторые ограничения. Несмотря на рутинное использование нормотермического КПБ в нашем учреждении, в некоторых случаях выполнялась умеренная гипотермия.Гипотермия может влиять на параметры периоперационного кровотечения и коагуляции. Однако не было статистической разницы между двумя группами в отношении доли пациентов, перенесших гипотермическую операцию. Во-вторых, доля пациентов, перенесших повторную операцию, была ниже в группе кристаллоидов. Хотя повторная операция обычно считается фактором риска послеоперационного кровотечения, наши хирурги используют защитную синтетическую мембрану перед каждым закрытием грудины. Это снижает риск разрыва желудочка и массивного кровотечения.Тем не менее, более высокая доля повторных операций в группе СЗП могла повлиять на отсутствие наблюдаемых различий в кровотечении и исходе переливания. Основываясь на дизайне исследования и расчетном анализе мощности, можно предположить, что это исследование, скорее всего, дало статистически незначимые результаты. Действительно, в этом исследовании было три основных результата, и каждый был интерпретирован на уровне статистической значимости 0,017. Далее, расчет мощности, который предполагал только 0.05 α, вызванный 40% -ной разницей между группами, что можно считать довольно большим. Тем не менее, при рассмотрении 95% -ного доверительного интервала разницы между группами, ни один из наших результатов не свидетельствует в пользу существенной разницы между двумя группами.

Наконец, некоторые могут выступать за то, чтобы на основании имеющихся доказательств не следует больше проводить КПБ с СЗП и что доказательства этого неясны только у детей младше 6 месяцев, отнесенных к серой зоне. ³¹ Это означает, что в наше исследование должны были быть включены младенцы меньшего возраста. Однако до сих пор ни одно двойное слепое рандомизированное и хорошо обоснованное исследование не продемонстрировало этого у детей старшего возраста. Наше исследование — первое, в котором это доказательство добавлено к литературе.

Таким образом, результаты этого одноцентрового двойного слепого исследования с параллельными группами показывают, что праймирования с помощью СЗП можно избежать у младенцев и детей с массой тела от 7 до 15 кг.В будущих хорошо спланированных исследованиях необходимо оценить, может ли эта стратегия быть применена к новорожденным и очень маленьким детям, перенесшим сложную кардиохирургическую операцию.

Авторы выражают благодарность Тьерри Деталлю, доктору медицины, Лорану Хаутки, доктору медицины, и Стефану Клеману де Клети, доктору медицины, педиатрическому отделению интенсивной терапии, Университетской больнице Сент-Люк, Католическому университету Лувена (Cliniques Universitaires Saint Luc, Католический университет Лувена), Брюссель Бельгии за помощь в проведении исследования; и Филипп Делрез, Р.N., педиатрическое отделение интенсивной терапии, университетская больница Сент-Люк, Католический университет Лувена (Cliniques Universitaires Saint Luc, Католический университет Лувена), Брюссель, Бельгия, за помощь в сборе данных.

Автоматический выключатель 5-15 кВ Переключатель байпаса / разъединителя

Для передачи энергии между двумя источниками с возможностью байпаса

Коммутаторы могут быть настроены на переключение с открытым или закрытым переходом. Для любой конфигурации, если первичный источник
потерян, система управления инициирует переход с разомкнутым переходом к аварийному источнику, отключая выключатель от первичного источника и замыкая выключатель на аварийный источник.
Для переключения с разомкнутым переходом, как только питание было восстановлено, возврат в нормальный режим выполняется путем обращения этого процесса — сначала отключение выключателя от аварийного источника, а затем включение
выключателя к первичному источнику.

Для обратного переключения с закрытым переходом на нормальный источник функции контроля мощности управления RPTCS гарантируют, что оба источника находятся в пределах допустимого окна синхронизма, прежде чем выполнять обратное переключение с закрытым переходом на нормальный источник, сначала замыкая выключатель нормального источника, а затем размыкая выключатель аварийного источника.

Регулируемая задержка смещения центра

При переключениях с открытым переходом между двумя источниками под напряжением, где задействованы большие индуктивные нагрузки, индуцированные переходные процессы напряжения могут привести к отсутствию синхронизма между источниками, вызывая удар при переключении. Временная задержка между размыканием выключателя первичного источника и включением выключателя вторичного источника позволяет этим переходным процессам напряжения затухать. Эта задержка смещения центра установлена ​​на заводе на 3 секунды, но ее можно отрегулировать с помощью элемента управления RPTCS.

Позиционирование со смещением от центра идеально подходит для схем управления распределением нагрузки.

Возможность ручного байпаса / изоляции

обеспечивает аварийный байпас, обслуживание и тестирование АВР Russelectric ^® Средневольтные выключатели серии RTS байпасные / изолирующие переключатели обеспечивают все функции автоматического переключателя, а также возможность обхода питания от источника под напряжением для нагрузки в случае, если безобрывный переключатель отключается. Кроме того, они предназначены для отключения и отключения питания автоматического выключателя для обслуживания, тестирования или ремонта.

Выбираемый байпас с отключением нагрузки или без отключения нагрузки

Оператор может легко выбирать между байпасом с отключением нагрузки или байпасом без нагрузки с помощью переключателя на передней панели шкафа управления.

Информационный бюллетень