醫療設備開關電源應用與維修技術

姜 琦

（常州市中醫醫院，江蘇常州213003）

醫療設備開關電源應用與維修技術

姜 琦

（常州市中醫醫院，江蘇常州213003）

隨著醫學電子技術的高度發展，醫療設備的種類也越來越多，任何醫療設備都離不開安全穩定的電源，且大部分為開關電源。醫療設備開關電源一般可以分為AC/DC 和DC/DC 兩大類，一次電源AC/DC 變換器輸入為50/60 Hz，220 V 交流電，必須經整流﹑功率校正﹑濾波，體積較大的濾波電解電容是不可少的，且交流輸入必須加上EMC 濾波及使用安全標準的器件。二次電源DC/DC 變換器用以進行功率轉換，它是開關電源的核心部分，此外還有啟動﹑過流與過壓保護﹑噪聲濾波等電路。輸出采樣電路檢測輸出電壓變化，并與基準電壓比較，誤差電壓經過放大及脈寬調制（PWM）電路，再經過驅動電路控制功率器件的占空比，從而達到調整輸出電壓大小的目的。

在日常醫療活動過程中往往會遇到醫療設備因開關電源故障而無法使用，由于醫療設備的特殊性，設備電源互換性差，又沒有技術圖紙，給維修工作帶來極大的不便，近兩年，筆者在為臨床部門服務過程中積累了一定經驗，現介紹如下。

1 醫療設備開關電源的常見故障

1.1 開關電源不啟振，一般查看電源的輸入電路，開關﹑熔斷絲﹑交流抗干擾電路，開關頻率是否正確﹑保護電路是否封鎖﹑電壓反饋電路﹑電流反饋電路有沒問題，開關管是否擊穿等。在輸入電路合閘瞬間。由于電容器上的起始電壓為0，會形成很大的瞬間沖擊電流。

1.2 變壓器發熱或發出“嗞嗞嗞”聲，一般是開關頻率不對。

1.3 輸出電壓不穩，有的設備指示燈一閃一閃的一般是副邊有微短路的；有電容漏電的等。

2 故障維修實例

2.1 功率器件及外圍電路故障

醫療設備開關電源和其他開關電源一樣，功率器件是必不可少的。其中用的較多的有功率二極管﹑可控硅（SCR）和功率場效應管等。在維修過程中，功率器件是重點檢查對象，此類器件的損壞，會導致開機保護或燒熔斷絲。在維修中發現該類器件損壞時，除更換同參數器件外，還必須檢查外圍高壓電容及限流或電流檢測電阻。

例1:費森尤斯4008B血透機高溫消洗時報警，開始懷疑傳感器故障，然后進一步搜理排查，最后發現是電源板上有一對雙向可控硅柵極故障，信號加載無法導通更換后故障排除。

2.2 PWM IC及外圍電路故障

電源控制芯片與開關管組合在醫療設備開關電源中應用很普遍，一個電源甚至還會多處用到。PWM 開關穩壓或穩流電源的基本工作原理就是在輸入電壓﹑內部參數及外接負載變化的情況下，控制電路通過被控制信號與基準信號的差值進行閉環反饋，調節主電路開關器件的導通脈沖寬度，使得開關電源與輸出電壓或電流等被控制信號穩定。

PWM 的開關頻率一般固定，控制取樣信號可以構成單環﹑雙環或多環反饋系統，實現穩壓﹑穩流及恒定功率的目的。同時，可以實現一些附帶的過流保護﹑抗偏磁及均流等功能。

在維修開關電源時，當整流濾波電路﹑開關管正常情況下，通常要檢測PWM IC 及外周電路是否正常，這樣會達到事半功倍的效果。PWM IC 基本上都存在IC 供電﹑基準電壓﹑驅動脈沖﹑電流檢測及取樣調整電路等。PWM IC供電一般是主電源經一電阻降壓所得，通常稱為啟動電阻，若該電阻開路或變大，提供給IC 供電低將導致電源不啟動。

當供電正常時，重點檢查基準電壓及驅動脈沖是否正常，然后監測電流傳感端電壓是否正常，接著要仔細檢測傳感支路。判斷PWM IC 自身故障的方法一般是通過測量引腳間阻抗或給供電端輸入標稱電壓，觀察基準電壓是否準確。

例2:金寶血透機+5 V，+24 V 電源板無輸出。該機器開關電源初級PWM IC 芯片為UC3845，保險和主要功率器件完好，計劃先檢查PWM IC 芯片供電﹑基準電壓和電流檢測端引腳電壓，發現+300 V 正常，7 腳無電壓輸入。原因是100K 啟動電阻開路。更換后，PWM IC 供電正常，6 腳輸出脈沖波形穩定，+5 V，+24 V 輸出電壓正確。

2.3 其他電源部件故障

在維修當中，往往會遇到一些并非電子器件完全損壞所致的故障。如電容容量變小﹑線路板部分隱蔽性接觸不良﹑電源灰塵過多或散熱不良導致電源不穩定及部分風扇控制電路故障致電源停振等。由于這類問題通過傳統檢測方法有些困難，因此，根據經驗和分析采取替換方式排除。在維修醫療設備電源時，首先要對灰塵進行處理，可用吸塵器和大功率冷風機清除，在處理過程中要減少人體靜電和防止線路板電容器對人體放電。對有大量風扇的電源一定要檢查風扇的轉速，特別是那些帶轉速控制或速度檢測的風扇，不確定時可采取替換法解決。

總之，醫療設備種類繁多，大功率﹑大電流的開關電源在醫療設備中應用相當廣泛。開關電源故障占醫療設備故障的60%以上。因此，掌握開關電源的維修是每個臨床醫學工程人員的基本要求，也是難點。開關電源電路有易有難，功率有大有小，輸出電壓多種多樣。只要抓住其核心的東西，即充分熟悉開關電源的基本結構以及PFC及PWM模塊的特性，它們工作的基本條件，按照上述步驟和方法，多動手進行開關電源的維修，就能迅速地排除開關電源故障，達到事半功倍的效果。

TH772

C

1002-2376（2015）12-0060-01

2015-09-16