美迪蘭無影燈控制電路原理與故障診斷研究

馬樂萍

摘要

SL（無影燈）即為現階段應用較為廣泛的外科手術用燈光，能夠最大限度避免手術過程由于影子與色彩偏差對手術的影響通過長時間的應用，發現美迪蘭無影燈故障大多數都集中于控制電路，對控制電路予以板級研究，能夠從根本深化SL故障診斷及維修.文章將以美迪蘭無影燈控制電路原理與故障診斷研究作為切入點，在此基礎上予以深入的探究，相關內容如下所述。

【關鍵詞】美迪蘭 SL 控制電路 原理 故障診斷 研究

1 美迪蘭無影燈結構

SL是通過按鍵電路、電源電路、燈頭以及控制電路所構成。其中電源電路將二百二十伏交流電通過變壓設備進行降壓，在此基礎上輸出二十四伏直流電，此電壓輸入至控制電路內;微控制器在按鍵電路內，主要對按鍵的邏輯性予以分析，同時分析SL狀態，同時為控制電路輸出邏輯指令;控制電路主要是控制主副燈之間的切換，同時進行功率的控制及獲取運行過程中的狀態信息。

2 美迪蘭無影燈控制電路板原理概述

SL（無影燈）即為現階段應用較為廣泛的外科手術用燈光，能夠最大限度避免手術過程由于影子與色彩偏差對手術的影響。SL控制板輸入輸出信號與電源的連接是通過CONU與CON2實現，CONU中輸入Con-mos即驅動MOSFET開關的既有信號Con-RY1，Con-ry2，Con-rY3，即控制relay開關的初始信號，輸出CheckState即獲取的設備運行狀態下的信號，VCC5.6V即輸入按鍵電路的電源。模擬與數字間設置電容耦合，進而遏制相互間的作用。CON2內的M24，S24即為主副燈相關的線路，C1即主副燈二者的共用線，VCC則是輸入電源二十四伏直流電。

SL設置了主副兩個燈泡，同時一個燈泡作為備用，規格為二十四伏，一百五十瓦。進行手術的過程中，若主燈發生故障，即可自動跳轉至副燈，RY3、RY1與RY2三個relay則能夠控制主副燈開啟。C1、C2即4700UF電解電容，其具有儲能濾波功能，在燈炮開啟的狀態下，第一時間傳輸電流，進而防止生成紋波，確保電源的穩定性。在開啟SL的狀態下，RY3關閉，可以對兩個大電容予以充電，RY1關閉的狀態下，主燈開啟，在主燈出現故障的狀態下，RY1即可斷開，RY2關閉，隨即副燈啟動。

R6、R7與R8即Relay的限流電阻，可以全面控制電流。C1即為兩個燈的共同的回路端，Relay1、Relay2與Relay3接Relay驅動模塊的輸出端，見圖1、2。

IRFP150N即N溝道金屬氧化物半導體FET，D極接于主、副燈回路，S極接地，G極接PWM信號控制導通時間，經微調信號占空比達到功率的調節，因此實現亮度控制。D3-LED具有保護功能，SL啟動狀態下，此處SW信號幅呈幾何形遞增，直接連接會造成單片機管腳被擊穿的后果，因此接穩壓LED可以使信號區間等于LED反向導通電壓5.6V。RN-3，RN-2電阻具有限制反向電流的功能。Check-State即為檢測信號，在燈啟動的狀態下，此處會檢測到相應占空比的SW信號，若無法檢測到SW信號，即可印證燈出現故障，進而要轉換至副燈，同時黃燈亮起予以警報，若檢測為高電平，由此印證燈絲斷開，若檢測為低電平，即為金屬氧化物半導體始終開啟，DS極被擊穿。

R4即功率電阻，和穩壓LED-D1-1N4734予以串聯，進而達到二十四伏直流電向5.6伏直流電轉換的目的，進而為按鍵板與HD74LS04提供電源，其電流輸出能力約九十毫安時，在R4上大概有1.7瓦的功耗。IRFP150N的VGS極限電壓約二十伏，若直接接二十伏會影響金屬氧化物半導體FET，因此經R5和穩壓LED-D2-1N4742串聯實現二十四至十二伏直流變換后作為開關電壓。R5上大概有0.3瓦的功耗。

3 美迪蘭無影燈故障案例成因及解決策略

對于各類故障問題都可以通過分析電路找到故障成因，把問題的側重點放在主要器件上，能夠第一時間找到并解決問題。在某SL的使用過程，啟動SL后主燈先亮啟，然后熄滅，隨即切換至副燈，在切換至副燈后發生燈亮起再熄滅的問題，而燈泡并沒有被燒壞。通過上述現象可分析出：三個Relay沒有損壞，即可認為SL工作狀態的部分電路發生故障。因此要側重于金屬氧化物半導體FET，穩壓管D1以及驅動金屬氧化物半導體FET的信號線路這三部分的檢測，通過萬用表檢測D1與金屬氧化物半導體FET，通過示波裝置檢測沒有發現有金屬氧化物半導體FET驅動信號，導致了金屬氧化物半導體FET始終處在導通狀態下，檢測信號狀態即低電平，進而導致了以上故障，通過檢測發現R歐姆色環電阻存在裂紋，通過直觀檢查無法發現造成斷路，更換色環電阻后SL即可正常運行。

4 總結

綜上所述，手術用無影燈是通過按鍵電路、電源電路、燈頭以及控制電路所構成。其中電源電路將二百二十伏交流電通過變壓設備進行降壓，在此基礎上輸出二十四伏直流電，此電壓輸入至控制電路內;微控制器在按鍵電路內，主要對按鍵的邏輯性予以分析，同時分析SL狀態，同時為控制電路輸出邏輯指令;控制電路主要是控制主副燈之間的切換，同時進行功率的控制及獲取運行過程中的狀態信息。經對控制電路原理、主副燈切換以及功率控制等分析，可以在設備電路維修中從根本理解電路原理，并第一時間精準的定位并解決故障。

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