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醫療器械——電源的維修

日期:2010年11月24日 17:31
  當今醫療儀器技術飛速發展.新醫療設備層出不窮 但不論新設備功能多么先進、復雜,有一樣東西是不可缺少的。那就是電源.它是整個儀器能量轉換的動力之源 盡管各種設備的原理不盡相同.但其電源的原理卻大同小異.并且電源的故障率相對較高 這是因為電源常常工作在惡劣的環境之下.尤其是開關電源,它承受著整機大電流、高電壓的沖擊。故在有元器件損壞的實質性故障中.電源的故障占有的比例較大.據統計占50%以上。因此.只要精通電源.特別是開關電源的維修,就可以很好地開展醫療器械維修工作。下面著重探討怎樣以不變應萬變— — 從電源人手.作為我們面對故障機的突破口,來排除各種復雜的故障開關電源主要由全橋整流電路、啟動電路、開關管激勵電路、穩壓控制電路、輸出整流濾波電路以及各種保護電路等組成。   1 全橋整流電路   全橋整流電路輸人是220 V交流.輸出是300 V直流高壓電.易損件是全橋整流二極管.只要有一個損壞.便需更換整個橋堆. 因為其他二極管肯定已經過流了。還有一個便是耐壓450 V的電解電容.此電容容量不夠時.會產生很多特殊的故障.如計算機系統反復死機.屏幕出現50Hz交流干擾等   2 啟動電路   自激式開關電源f開關管既起開關作用.又是開關電源間隙振蕩器的核心元件),由電阻限流方式組成:電阻的一端接300 V直流高壓.另一端接開關管的基極。由于啟動電阻阻值較大(100 千歐以上),功率較小.故為易損件。該電阻斷路后.開關電源不起振.無泄放回路300 V直流高壓電長時間不能泄放.故檢修時要注意對電容的放電。它激式開關電源(開關電源的開關管僅起開關作用.不參與振蕩脈沖的形成)主要有2種方式:(1)300 V電壓經電阻限流、降壓后對集成電路的Vee供電:(2)市電經電阻降壓,二極管整流后對Vcc供電 易損件是參與振蕩的集成塊以及降壓電阻   3 開關激勵電路   自激式開關電源由開關管、開關變壓器、正反饋回路組成,易損件是正反饋回路上的電容和電阻 它激式開關電源由振蕩器、邏輯處理器、放大器組成,此種電路一般由集成電路.甚至單片厚膜集成塊來實現 易損件是開關管 開關管一般由N溝道的大功率場效應管組成.應掌握其判斷好壞的方法   4 穩壓控制電路   按誤差取樣方式分為間接誤差取樣和直接誤差取樣電路2種 間接誤差取樣是指在開關變壓器上設置一取樣繞組.經整流濾波后得到一與輸出成正比的電壓.利用這一電壓去控制開關管的導通程度.從而起到穩壓效果 檢修這種開關電源時.要注意接假負載才能檢修,易損件是濾波電容、電位器。直接誤差取樣電路是指直接對開關電源的輸出端電壓進行取樣,故應加設開關電源初、次級隔離元件.一般是光電耦合器.易損件便是光電耦合器 該元件故障時.一般輸出電壓大幅度上升。   5 電壓輸出電路   是指開關變壓器次級經高頻二極管和電容濾波的電路.易損件是各種限流電阻以及濾波電容   6 保護電路   一般有以下幾種:(1)尖峰脈沖吸收電路,為防止開關管擊穿而設;(2)過壓保護電路.防止因開關管導通時間延長而引起的輸出電壓升高.一方面保護負載電路.另一方面也保護了開關管.它通過開關管的基極分流使得開關管截止.從而截斷開關電源的電壓輸出:(3)欠壓保護電路以及過流保護電路 保護電路的故障較少.但應對這部分電路有所了解,檢修有些故障時,需要斷開這部分電路,否則真實故障不容易曝露。   7 故障與排除   介紹4個故障實例 我們的檢修原則是.有些通用型的電源.為了提高檢修速度.可購買市場上優質價廉的電源代換.除電壓應一致外.還應注意負載的電流(如故障1、故障2);而有些大功率的電源,如B超電源,生化儀電源,某些帶反饋功能的電源. 以及特殊電壓的電源,市場上不易購到.需設法修復(如故障3、故障4)。   7.1 故障一   PHLIPS-INTEGRIS H-50o0C DSA大型X光機.自動隔光器不能隨著照射野的變化而移動.而是固定在某一位置.從而嚴重影響了診斷。請廠家維修,回答要換掉整個隔光器系統.報價為人民幣40萬元。無奈只能自己維修 接修后仔細分析自動隔光器系統,發現此系統由2塊電路板LQ11/LQ12。 單獨控制2個電機來實現。因2片隔光器均不能運動.故考慮它們的公共電路。   經進一步分析發現.該系統由1個+15 V的電源單獨供電.測其電壓發現+15 V電壓正常,一15 V電壓變為-9 V。因在市場上可買到此類電源.用2組+15 V電源串聯,方法是將電源1的接地端和電源2的+15V端相連后接機器的地.這樣原電源2的接地端變成了現在的一15 V.電源1的+15V接機器的+15 V端 應注意的是.需完全切斷原電源的輸人和輸出。這樣便用廉價的2塊電源組成了+15 V電源 從而修復了該系統   7.2 故障二   操作人員反映.生物梅利埃公司全自動細菌鑒定儀VITEK一32不能正常工作實際操作檢查發現.該機所有的機械動作(讀數頭的進、出,上、下,以及旋轉動作)均沒有。本著電源優先的原則.測量主板接線端上各組電壓.發現少了一組24 V的電壓 估計該電源的功耗大概在200 W左右.選擇一功率相近的電源換上.儀器工作正常   7.3 故障三   一臺日立EUB一525彩超.整機不能啟動.但所有的風扇均都運轉 日立工程師來檢查后.說是主板故障.需更換該主板.價值8萬元 我們接到報修后先詢問發生故障的前因后果.據操作人員反映.開機時有“啪”的一聲響。聽到這個反映,我們分析可能是電源的故障 開機檢測.果然發現有2塊電源板完全沒有電壓輸出,順著線路查找.發現它們的輸入分別由2塊DC/AC厚模塊變換器供給.其型號為XK413A0.經對比檢測又發現.其內部的大功率模塊呈斷路狀態。更換后.儀器工作正常 后經解剖發現.模塊內部已炸成顆粒狀   7.4 故障四   一臺PX—IOOCLK型移動式中頻X光機,充電顯示已充滿電.但不能進行曝光。拆開機器目測檢查發現.電源厚模塊HIE2fMA4820)已炸裂.保險絲 也呈炸裂狀斷路。由此。可以推斷出有一大電流通過HIE2。換上保險絲、HIE2,監測J5輸出端的24 V電壓.發現開機后瞬間升至40 V,然后一聲爆響.HIC2,F2又同時損壞了。24 V電壓升至4O V,證明開關電源已失去穩壓作用。該電路的穩壓是靠光耦D 對24 V電壓進行隔離采樣.進而控制HIC2內的開關管導通程度來進行穩壓的。直接測量光耦的初、次級,發現輸出已呈開路狀態,即已失去了對HIE2控制.導致輸出電壓大幅度上升. 進而引起HIE2的開關管擊穿。將D 用一四腳光耦代換后,儀器即恢復正常工作。

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