飞利浦UltraZ CT机高压故障二例

王宇鹏

1 故障现象一

扫描架开机未完成全部动作，错误记录显示高压系统发生故障，错误代码#1012，错误描述为∶Rail Voltage too low。

1.1 故障诊断与排除

初步判断故障来自高压发生器输入电源，检查时发现开机时主继电器未吸合，继而发现预充电继电器也未吸合，用万用表测量后发现主继电器常闭触点接触不良，清洁常闭触电后，恢复正常。

1.2 故障分析

近20年来，各厂家CT机的高压系统无一例外都采用了高频高压发生器，缩小了发生器的体积。

高频高压发生器首先把三相交流电整流为直流，再经由若干并联的逆变器产生1万多赫兹的高频交流电，再经倍压整流，提供稳定的高压到球管两端（如图1所示）。

在第一步，即三相交流整流为直流时，由于整流滤波电容容值很大，有数千微法，如果一开始就直接将直流电加在电容上，将产生极大的冲击电流，烧坏保险丝。故而在此设计有预充电电路（如图2所示），在主继电器K1吸合之前，预充电继电器K2闭合，先由经电阻限流的电路给电容充电，电容的电压抬高到一定水平时，即延时3 S左右时，再安全地闭合主继电器。在K1闭合后，其常闭触电松开，预充电电路不再起作用。如果电压检测电路发现预充电没有工作，电容两端电压小于400 V，主继电器将不予闭合。

图2

因此主继电器K1常闭触点接触不良，导致无法预充电，电压检测电路报RAIL VOLTAGE错误，不闭合主继电器。清洁常闭触电后，恢复正常。

2 故障现象

在常用扫描条件下，扫描过程出现中断，错误记录显示高压系统发生故障，错误代码#1012，错误描述为∶Frequency Max。

2.1 故障诊断与排除

图3

故障来自高压发生器，检查高压系统。首先进入诊断模式，用手动高压测试，发现在低功率条件下能成功，一旦功率超过(约在120 KV/65 MA)即失败，产生同一错误记录。然后检查高压逆变器(Inverter Chassis)，发现有一快速熔断器F2烧断。为进一步确定故障必须仔细检查F2后的INV3，去掉F1，比较INV2和INV3各关键位置的静态电阻（用Fluke87）。比较表明二者基本一致。更换F2后故障排除。设备恢复正常，F2未再烧断。

2.2 故障分析

本次故障即为单纯的F2烧断。根据事后设备的使用情况判断，此次F2烧断属偶然因素所致。对于F2烧断后的故障表现本文分析如下∶

UltraZ CT采用SPELLMANN的CRX-400R高压发生器，其功能框图（如图3所示）。CRX-400R采用逆变器-倍压器结构，图3是逆变器部分，其中A1—系统控制板，A3—逆变器模块INV2，A4—逆变器模块INV3，A5—输出变压器，逆变器机箱内可容纳3个逆变器模块，CRX-400R仅适用2个（INV2和INV3），INV1未安装。

INV2和INV3完全一样，通过JUMP跳线来确定位置，每个模块输出能力为200 MA，发生器设计功率达到60 KW（150KV/400 MA）。

本次F2烧断后INV3的没有了700 V直流输入。按理可以做200 MA以下的曝光，但由于CRX-400R的工作模式在高压启动阶段，为实现高压快速响应，系统控制板将同时选中二个逆变器工作，当高压上升到＞30 KV后再根据MA大小和各逆变器温度，确定选择二个或者其中温度低者，由于INV2和INV3并联工作，如图所示，INV2—A相和INV3—A相并联，B相亦并联，一旦INV3失去直流输入，其内部IGBT块内部泄流保护二极管会由于失去反偏置而对INV2形成负载，大大降低逆变器输出效率。

逆变器输出功率的降低导致高压上升无法跟踪高压设定值（HVref），误差增大将驱使系统控制板调高逆变频率，最终导致超过极限，即出现Frequency Max。

[1]赵俊，庄天戈.多层螺旋C T研究进展[J].国外医学（生物医学工程分册），2004，27(2)∶29-32.

[2]邱大胜.多层螺旋CT的原理、结构及临床应用[J].放射学实践，2002，17(4)∶12-14.