医疗设备开关电源应用与维修技术

姜 琦

（常州市中医医院，江苏常州213003）

医疗设备开关电源应用与维修技术

姜 琦

（常州市中医医院，江苏常州213003）

随着医学电子技术的高度发展，医疗设备的种类也越来越多，任何医疗设备都离不开安全稳定的电源，且大部分为开关电源。医疗设备开关电源一般可以分为AC/DC 和DC/DC 两大类，一次电源AC/DC 变换器输入为50/60 Hz，220 V 交流电，必须经整流﹑功率校正﹑滤波，体积较大的滤波电解电容是不可少的，且交流输入必须加上EMC 滤波及使用安全标准的器件。二次电源DC/DC 变换器用以进行功率转换，它是开关电源的核心部分，此外还有启动﹑过流与过压保护﹑噪声滤波等电路。输出采样电路检测输出电压变化，并与基准电压比较，误差电压经过放大及脉宽调制（PWM）电路，再经过驱动电路控制功率器件的占空比，从而达到调整输出电压大小的目的。

在日常医疗活动过程中往往会遇到医疗设备因开关电源故障而无法使用，由于医疗设备的特殊性，设备电源互换性差，又没有技术图纸，给维修工作带来极大的不便，近两年，笔者在为临床部门服务过程中积累了一定经验，现介绍如下。

1 医疗设备开关电源的常见故障

1.1 开关电源不启振，一般查看电源的输入电路，开关﹑熔断丝﹑交流抗干扰电路，开关频率是否正确﹑保护电路是否封锁﹑电压反馈电路﹑电流反馈电路有没问题，开关管是否击穿等。在输入电路合闸瞬间。由于电容器上的起始电压为0，会形成很大的瞬间冲击电流。

1.2 变压器发热或发出“嗞嗞嗞”声，一般是开关频率不对。

1.3 输出电压不稳，有的设备指示灯一闪一闪的一般是副边有微短路的；有电容漏电的等。

2 故障维修实例

2.1 功率器件及外围电路故障

医疗设备开关电源和其他开关电源一样，功率器件是必不可少的。其中用的较多的有功率二极管﹑可控硅（SCR）和功率场效应管等。在维修过程中，功率器件是重点检查对象，此类器件的损坏，会导致开机保护或烧熔断丝。在维修中发现该类器件损坏时，除更换同参数器件外，还必须检查外围高压电容及限流或电流检测电阻。

例1:费森尤斯4008B血透机高温消洗时报警，开始怀疑传感器故障，然后进一步搜理排查，最后发现是电源板上有一对双向可控硅栅极故障，信号加载无法导通更换后故障排除。

2.2 PWM IC及外围电路故障

电源控制芯片与开关管组合在医疗设备开关电源中应用很普遍，一个电源甚至还会多处用到。PWM 开关稳压或稳流电源的基本工作原理就是在输入电压﹑内部参数及外接负载变化的情况下，控制电路通过被控制信号与基准信号的差值进行闭环反馈，调节主电路开关器件的导通脉冲宽度，使得开关电源与输出电压或电流等被控制信号稳定。

PWM 的开关频率一般固定，控制取样信号可以构成单环﹑双环或多环反馈系统，实现稳压﹑稳流及恒定功率的目的。同时，可以实现一些附带的过流保护﹑抗偏磁及均流等功能。

在维修开关电源时，当整流滤波电路﹑开关管正常情况下，通常要检测PWM IC 及外周电路是否正常，这样会达到事半功倍的效果。PWM IC 基本上都存在IC 供电﹑基准电压﹑驱动脉冲﹑电流检测及取样调整电路等。PWM IC供电一般是主电源经一电阻降压所得，通常称为启动电阻，若该电阻开路或变大，提供给IC 供电低将导致电源不启动。

当供电正常时，重点检查基准电压及驱动脉冲是否正常，然后监测电流传感端电压是否正常，接着要仔细检测传感支路。判断PWM IC 自身故障的方法一般是通过测量引脚间阻抗或给供电端输入标称电压，观察基准电压是否准确。

例2:金宝血透机+5 V，+24 V 电源板无输出。该机器开关电源初级PWM IC 芯片为UC3845，保险和主要功率器件完好，计划先检查PWM IC 芯片供电﹑基准电压和电流检测端引脚电压，发现+300 V 正常，7 脚无电压输入。原因是100K 启动电阻开路。更换后，PWM IC 供电正常，6 脚输出脉冲波形稳定，+5 V，+24 V 输出电压正确。

2.3 其他电源部件故障

在维修当中，往往会遇到一些并非电子器件完全损坏所致的故障。如电容容量变小﹑线路板部分隐蔽性接触不良﹑电源灰尘过多或散热不良导致电源不稳定及部分风扇控制电路故障致电源停振等。由于这类问题通过传统检测方法有些困难，因此，根据经验和分析采取替换方式排除。在维修医疗设备电源时，首先要对灰尘进行处理，可用吸尘器和大功率冷风机清除，在处理过程中要减少人体静电和防止线路板电容器对人体放电。对有大量风扇的电源一定要检查风扇的转速，特别是那些带转速控制或速度检测的风扇，不确定时可采取替换法解决。

总之，医疗设备种类繁多，大功率﹑大电流的开关电源在医疗设备中应用相当广泛。开关电源故障占医疗设备故障的60%以上。因此，掌握开关电源的维修是每个临床医学工程人员的基本要求，也是难点。开关电源电路有易有难，功率有大有小，输出电压多种多样。只要抓住其核心的东西，即充分熟悉开关电源的基本结构以及PFC及PWM模块的特性，它们工作的基本条件，按照上述步骤和方法，多动手进行开关电源的维修，就能迅速地排除开关电源故障，达到事半功倍的效果。

TH772

C

1002-2376（2015）12-0060-01

2015-09-16