医疗设备开关电源的维修体会

林松涛

医疗设备开关电源的维修体会

林松涛①

开关型稳压电源（开关电源）具有效率高、体积小、适用面广、可靠性高等特点。符合现代电子设备向小型化发展的方向，因而被广泛采用。相对于电子设备中的其他模块．开关电源工作电压较高、电流较大．故障率高。

开关电源；医疗设备；工作原理

与一般运用的串联调整稳压电源相比，开关电源的显著特点是调整管工作在开关状态，功率损耗小，效率可达70%～95%,稳压器件小、重量轻，开关管功率损耗较小，散热器也随之减小。此外，开关电源经常工作在几十千赫兹，滤波电容可用较小数值的元件，允许的环境温度也可以大大提高，不过在开关电源中，调控元件的控制电路比较复杂，瞬态响应较差，波纹电压也不低，稳定度较差，故障率也相对较高。

医疗设备中运用的开关电源基本电路由输入电路、变换电路、输出电路和控制电路等组成。输入电路包括线路滤波器、浪涌电流抑制电路以及整流电路。线路滤波器的主要作用是衰减电网中从电源线进入的外来高频干扰噪声。浪涌电流抑制电路主要用于抑制浪涌电流。整流电路是把输入交流变为直流，可分为电容输入型和扼流圈输入型两大类，开关电源中经常采用电容输入型。功率变换电路是开关电源的核心部分，主要由开关电路和变压器组成。开关电路的驱动方式分为自激式和他激式两大类。功率变换电路分为非绝缘型、绝缘型和谐振型等。开关变压器因为是高频工作，其铁芯通常采用铁氧体和其它特殊合金磁蕊。开关晶体管要采用开关速度快、导通和工作时间短，典型的功率开关管有功率晶体管、功率场效应管和绝缘型双极型晶体管三种。控制方式有脉宽调制、脉频调制、脉宽和频率混合调制，其中最常用为脉宽调制，控制电路的主要作用，是向驱动电路提供矩形脉冲序列，控制脉冲宽度和频率，从而达到改变输出电压的目的。输出电路是把高频变压器的次级方波电压，整流成单向脉动直流，并将其平滑成设计要求的低波纹直流电压。维修电源时，必须先搞清其工作原理后、才能动手操作，千万不可瞎猜、乱来。

开关电源中集成控制器的应用，直接决定开关电源的整机使用元器件的多少，电源工作的复杂程度，也直接影响开关电源的可靠性及性能。

医疗电子设备中，开关电源电路中采用较多的保护电路，具有良好的保护性，当其输出电路过压、欠压、空载或其负载电流太小或过流时，均会自动保护到截流状态，使各路输出端均无法得到正常的输出电压值。开关电源发生故障时，特别是并联型开关电源，应首先在其主要输出端和地之间，接一定数值的电阻作为电源的假负载，然后方可根据故障现象，结合电源电路的工作原理具体分析，判断出故障元件。

维修时要注意检测电路中的公共“地”，即检测仪器与被检修设备，在共同的“地”。最好采用隔离变压器。使被检修医疗设备与电源隔离，开关电源出故障的设备，往往存在绝缘击穿的现象，造成高压串点串线，对此，维修时要当心。一般应遵守“测前先断电”，“断电再联线”的原则。首先排除短路故障，再处理断线故障，尤其要防止人为造成新的短路故障，更换机件时，特别是更换电路图或印制板上的有注明的重要机件时，必须采用相同型号的机件，决不可随意使用代用件，当电路发生短路时，对所有因发热过甚而引起变色、变质的机件，都应全部换掉。换件时请断开电源，当更换电源元件时，必须对滤波电容进行放电，以免造成电击，不可盲目乱焊、乱卸，更不可随意拧动可调部件、电位器等，否则，会将设备的工作点搞乱，造成更大的故障。维修完开关电源后，应再一次全面检测。特别是医疗电子设备的漏电流及保护接地情况，直到正常为止。

开关电源常见的故障有:

（1）输入电路中的直流高压产生回路的二极管损坏，或进一步造成功率管损坏。

（2）输入电路中的高压滤波电容漏电量较大，而引起开关电源负载能力下降，严重时导致开关电源的启动限流电阻烧坏。

（3）输人电路中高压滤波电容失效或高频变压器的次级绕组的整流二极管过热，造成直流所叠加的高颇交流波纹电压明显增大，造成整机工作不正常。

（4）功率开关管损坏，振荡器停止振荡，无直流输出。

（5）电压调整部分或光电祸合器损坏，使开关电源失去自动稳压功能，电压输出不稳定，而使整机不能正常工作。

（6）输出端空载或负载电流太小或某一路输出故障，造成电源开启后立即进人保护状态，使各路直流无输出。

（7）调制控制器输出的两路相位相差1800的脉宽驱动脉冲明显不对称，造成功率开关管损坏，或控制器本身损坏。

[1]王玲,盖玉堂,王新刚. C型臂OEC9800电源的故障分析与排除[J]. 医疗设备信息, 2007(5).

[2]王向民,刘刚,李冬伟. OEC 9800C型臂典型故障维修1例[J]. 医疗卫生装备, 2009(8).

[3]白小寿,赵新民. GE OEC9800 C型臂工作原理及故障分析[J]. 医疗装备, 2007(2).

[4]郭永健,方启军,吕辉. Marquette 3000型床边监护仪电源故障实修一例[J].医疗装备, 2008(2).

[5]陈革,钱明理,吴国华. 医院大型医疗设备管理探讨[J]. 中国医疗器械杂志, 2009(2).

[6]马玉文,曲伟敬. PM6000插件式监护仪应急检修一例[J]. 医疗卫生装备, 2003(2).

Experience in maintenance of switch-type power device in medical equipment

Lin Songtao

The switch-type power device is being widely used in hospitals for its high efficiency, small size, wide utilization range and high feasibility to meet the needs of developing small electronic devices. In this paper, the author shared his experience in its maintenance.

Switch-type power device; Medical equipment; Working principle

1672-8270(2010)02-0066-02

TH 779

B

林松涛,男，(1965- ),黑龙江省大庆市肇州县人民医院，主管技师。

2009-12-10

①黑龙江省肇州县人民医院 黑龙江 肇州 157000

China Medical Equipment,2010,7(2):66-67.

[First-author's address]Zhaozhou Municipal People’s Hospital, Zhaozhou 157000, China.

开关电源具有效率高、体积小，重量轻等显著特点，因此，近来获得了迅速发展。电路设计师也多考虑节约电能问题，否则设计方案再好，也不好通过，而开关电源的采用正是节约能源的重要措施。目前，世界各国正在加紧研制新型开关电源，包括新的理论，新的电路和新的功率器件，这些开关电源的运用，在医疗设备的设计中也越来越得到重视，而电源是医疗电子设备的核心部件之一，其质量好坏直接影响整个医疗电子设备的可靠性，据有关统计数据表明，医疗设备的故障60%来自于电源。