費森尤斯4008S 血液透析機電源故障維修三例

趙蕾，李運運，張仕錦，陳飛宇，趙先云，楊娜，樊紅彬（通信作者）

徐州醫科大學附屬醫院醫療設備管理處 （江蘇徐州 221000）

血液透析是急慢性腎病患者腎臟替代治療的基本方式之一，也是部分晚期腎臟疾病患者唯一有效的治療手段[1-3]。血液透析機可通過人工模仿腎臟功能的方法，將血液引出患者體外，進行體外循環，輔助清除人體血液中過剩的含氮化合物、逾量藥物、過多的電解質、新陳代謝產物等。血液透析機是一種集電子、聲光、機械、水路自動化和化學為一體的復雜、高端醫療設備，包括了血液監控報警系統和透析液供給系統兩個部分[4-5]。該設備的電源故障發生較為頻繁，嚴重影響臨床正常治療工作的開展[6]。本文以費森尤斯4008S 血液透析機為例，分析其3例電源故障的維修過程。

1 故障一

1.1 故障現象

使用220 V 市電供電時透析機電源無法正常工作，使用蓄電池供電時電源可正常工作。

1.2 故障分析

市電經整流后送給功率因數校正電路（power factor correction，PFC），PFC 輸出穩定的400 V 直流電壓。該電壓分為兩路：一路送至后級變壓器，進行隔離DC/DC 變換，變換后輸出24 V 直流電壓，該24 V 直流電壓送至DC/DC 板經多路非隔離DC/DC 變換后，向外部供應5、12 V 等各路直流電壓；另一路送至三級變壓器，進行隔離DC/DC 變換，變換后輸出6路電壓，其中一路29 V 電壓為蓄電池充電，一路為風扇供電，其他4路為設備內部各集成電路供電。

1.3 故障維修

查看電源保險管完好，測量PFC 的輸出電壓為310 V（正常應為400 V），提示PFC 未能正常工作，因此，我們重點檢查以IC1（UCC3818D）芯片組成的PFC（見圖1）。首先，焊下IC1芯片，測量其ACC（15腳）與GND（1腳）發現已經短路，故判斷該電源管理芯片已損壞，為防止該芯片安裝上電后再次因為其他原因損壞，我們沒有盲目更換該芯片，而是繼續檢查周圍電路；繼續檢查發現Q8（W55NM60N）負責PFC 的開關管有明顯炸黑痕跡，故將其拆下待更換；繼續檢查發現三極管Q2（718）也被擊穿，同時電阻R312（22R1）也被燒毀，進一步檢查未發現其他部件損壞，遂更換以上元件，上電后電源恢復正常，設備正常工作。

圖1 功率因數校正電路

2 故障二

2.1 故障現象

使用220 V 市電和蓄電池供電，透析機電源無法正常工作。

2.2 故障分析

如圖2所示，220 V 市電整流后送給PFC 處理，輸出400 V直流電壓；該電壓送至一個隔離的DC/DC 變換器產生EB直流電壓（20 V），EB 電壓送至保險絲S17給芯片IC9、IC10提供輸入電壓；芯片IC9、IC10是兩路拓樸相同的非隔離降壓DC/DC 變換電路，輸出5 V 和12 V 的直流電壓，若5 V 直流電壓缺失，則主板無法正常工作，導致透析機開機故障。

圖2 外供5 V 電路

2.3 故障維修

檢查發現保險絲S17斷路，予以更換，然后開機，設備恢復正常。我們在維修工作中多次發現雖然保險絲S17斷路，但IC9、IC10等元件未損壞的情況，如果更換保險絲S17后再次發生斷路，可首先更換IC9、IC10。

3 故障三

3.1 故障現象

設備加熱溫度持續顯示42.8 ℃，自檢加熱不通過。

3.2 故障分析

該透析機電源由一塊大電路板和一塊小電路板組成，加熱控制部分主要在小電路板上，該部分電路圖見圖3。插座CN1的H1是220 V 市電的零線，火線經可控硅CR501及CR502分兩路送至加熱元件給透析機的有關液體加熱；U501是兩路可控硅的管理芯片，其工作受控于U502和PC501，插座ST2A 的1腳和2腳連接大電路板；光耦PC501的工作狀態由大電路板控制，大電路板與透析機主板相連接，設備的加熱工作狀態最終由主板控制。

圖3 加熱自檢電路

3.3 故障維修

透析機電源脫機被獨立維修時，因為與主板分離而不能啟動加熱，因此需要給小電路板施加一定的條件，才能完成小電路板的獨立維修工作。具體方法是：取下ST2A 插座，CN1插座的H1和H2及H1和H3間分別跨接一個220 V/100 W燈泡；為了使繼電器Y501的觸點接通零線，在ST2A 的5腳和6腳間接上一個24 V 電源（6腳接正，5腳接負）；在光耦PC501的3腳和4腳間并接一個開關；正常狀態下，當開關打開時外接的兩個燈泡亮起，關閉時兩個燈泡不亮，如果開關關閉時燈泡亮起，一般是可控硅短路損壞所致，其次懷疑U501損壞，最后懷疑U502、PC501損壞。經檢查發現，開關關閉時燈泡亮起，可控硅短路損壞，更換可控硅CR501、CR502后，開機測試，故障排除。

我們在實際維修中發現，該故障多由可控硅CR501、CR502損壞引起，U501也曾發生過損壞，暫未出現其他元件損壞的情況。

4 小結

電源因其特定功能，一直是各類設備故障的重災區[7-8]。低年資工程師面對多元件損壞導致的電源板故障往往手足無措，在維修實踐中，可以根據電源實物整理繪制出部分原理圖，如此可清晰看到電路的整體情況并有助于進行故障分析，對于工程師個人技術水平的提高也能起到極大的推動作用[9]。本文以費森尤斯4008S 血液透析機的電源故障為例，根據電源實物，繪制出易損模塊的電路原理圖，分析電路基本工作原理，定位易損元件大致范圍，達到高效修復透析機電源故障的效果。