RADIUS R9移动式C臂X线机灯丝电路故障分析与排除

郑世隆

RADIUS R9移动式C臂X线机灯丝电路故障分析与排除

郑世隆

0 引言

RADIUS R9移动式C臂X线机由意大利IMD公司制造，分为骨科型和介入型2种，该机采用高频逆变高压发生器及国际领先的一体化组合式机头设计，能够在低剂量条件下提供高质量图像。骨科型广泛应用于各级医院的骨科、创伤外科和疼痛科等。我院2006年引进RADIUS R9移动式C臂X线机（骨科型），使用频率较高，期间发生了一次较为特殊的故障，现将故障分析与排除方法介绍给大家，供参考。

1 故障现象

工作中突然影像消失，关机后重新启动，自检未能通过，液晶屏上显示“FILAMENT FAULT”，机器无法进入正常工作状态。

2 故障分析与排除

机器正常工作时，整个自检过程如下：按下启动键，操作面板上的2个液晶屏全显，2 s之后所有指示灯全亮，同时伴有连续不断的“嘀”蜂鸣声，约3 s后，声光停止，紧接着左侧显示屏先后显示“RADIUS R 9″”，“WAITING…”，直到液晶屏上显示“READY K02 100%”，自检结束，机器进入准备工作状态，整个过程约13 s。现机器未能完成自检，液晶屏上显示“FILAMENT FAULT”，查看随机维修手册，机器故障提示信息及排除方法共有28项，表中未提及该项，按提示信息英文译为“灯丝故障”。

根据电路原理图分析，应重点对S51电路板进行检修[1]。拆开机器前侧盖板，检查发现S51电路板上C15（470 μF/100 V）已爆裂，电容顶部已明显鼓起。通常电解电容发生爆裂，大多为实际工作电压远超过其耐压值，个别是因为电容长期工作在高压状态下，性能老化而损坏。R9和R10是电容的隔离平衡电阻，在电路中对C15和C16起平均分配电压的作用[2]，若R9开路，将使C15的端电压升高，从而击穿C15。测量R9（22 kΩ）正常，换上一个新C15，检查130 V交流电源保险管正常，开机，故障依旧，约3 min左右，突然听到有较大的“嗤”声，看见C15顶部喷出雾状电解液，迅速切断电源，C15已严重发热，再次爆裂。检查C15焊接极性正确，判断可能是C15和C16中点电压失衡，导致C15承受超出100 V的电压而损坏。

S51板为灯丝电源电路，其原理图如图1所示。从图中可知，灯丝方波脉冲由IC5（LM555）定时器构成的多谐振荡器产生，接通电源后，电源+15 VA通过R38和R39对电容C28充电，当UC28＜1/3 VA时，LM555置位，振荡器输出端电压VO=1，放电管截止。当UC28充电到≥2/3 VA后，LM555复位，振荡器输出VO翻转成0，此时放电管导通，使放电端7脚接地，电容C28通过R39对地放电，使UC28端电压下降。当UC28下降到≤1/3 VA后，振荡器输出VO又翻转成1，此时放电管又截止，使放电端7脚不接地，电源+15 VA通过R38和R39再次对电容C28充电，又使UC28从1/3 VA上升到2/3 VA，触发器又发生翻转，如此周而复始，从而在输出端VO得到连续变化的振荡脉冲波形。脉冲宽度输出低电压持续时间tL≈0.7R39C28，约为0.033 ms，由电容C28放电时间决定；输出高电压持续时间tH=0.7（R38+R39）C28，约为1.12 ms，由电容C28充电时间决定，整个脉冲周期t=1.15 ms。IC6为双D触发器，设计为时钟上升沿触发[3]，输出相位相差180°的2路方波脉冲信号。IC7组成互锁开关电路，对脉冲信号进行整形，输出2路交替极性的方波。IC8为缓冲器电路，将IC7送来的脉冲信号进行放大，用以驱动OC1和OC2光电耦合器。Q3、Q4组成他激式双管推挽半桥功率变换器输出电路[4]，经大小焦切换继电器（K2）触点，接至灯丝变压器初级，半桥功率变换器的供电取自C15和C16的正负端，中间点直接接至灯丝变压器2个绕组的公共端，当Q3或Q4的激励电路发生故障时，将会导致中间点电压失衡，极有可能击穿电容。

检测Q3、Q4功率管正常，电路中的电阻也都正常。为防止再次烧毁电容，将130 V插头（CP1）和灯丝变压器插头（CP2）拔下，上电检测Q3和Q4的激励电路，该电路由OC1和OC2光电耦合及其供电电路组成，测量发射端+15 VA电压正常；测量接收端+ 15 VB和+15 VC，发现+15 VB电压为+24 V，+15 VC电压为19.6 V，显然高出许多；再测量激励信号端TP4和TP5的直流电位均约为7.76 V，用示波器分别测量TP4和TP5的波形，可见到频率约为437 Hz，峰值为15.6 V的方波信号；再用双踪示波器同时检测TP4和TP5，可看到2个方波的频率和峰值相同，相位相差180°，说明推挽激励信号正常。进一步检查，发现OC1光电耦合器内发光二极管已被击穿，呈短路状态。因一时找不到同型号的光电耦合器，为保证光电耦合器性能参数的一致性，将OC2也拆下，用2片SFH601-3光电耦合器代用，再次上电测量，+15 VB为+17.44 V，+15 VC为+17.47 V，说明推挽激励电路工作正常，负载平衡性能良好。将电路全部恢复，上电后开机，机器自检顺利，工作正常。

图1 灯丝电源电路

3 小结

用光电耦合器来隔离和耦合推挽放大器的信号，电路较为少见。本例故障中，由于OC1光电耦合器的损坏，导致Q3始终截止，而Q4正常工作，从而使得C15和C16中间接点电压严重失衡，C15端电压远超过其耐压值而损坏。机器正常工作后，测量R7端电压为188.3 V，即C15正极与C16负极间的电压，按平均分压计算，2个电容分别承受约94 V的电压，已接近电容的正常耐压值。若推挽电路参数不均衡，或C15与C16容量相差较大，都极易导致C15或C16端电压超出100 V而损坏。为此，笔者将C15和C16的耐压均选用200 V的电容，这样单个电容的耐压已超过188 V，试再将原故障的OC1光电耦合器装回电路，开机，只是自检不能通过，依旧报错，2个电容均安然无恙，从而提高了电路工作的可靠性。值得注意的是，检修过程中，千万不要在高压的状态下，带电测量激励部分的电压或者波形，否则极易将干扰信号引入电路，导致球管灯丝的损坏，致球管报废，造成严重的损失。

[1]周琰，李晶.Radius S9移动式C臂故障分析与维修1例[J].医疗卫生装备，2011，32（3）：137.

[2]何建成，孔维铭.锐柯DR3500 X线机故障维修3例[J].医疗卫生装备，2013，34（5）：139-140.

[3]刘平.PB840呼极机吸气模块故障维修1例[J].医疗卫生装备，2013，34（10）：140.

[4]吴波.Radius C形臂X光机故障检修2例[J].医疗设备信息，2005，20（5）：76.

（收稿：2013-11-10 修回：2014-04-10）

R318.6；TH774

B

1003-8868（2015）01-0156-02

10.7687/J.ISSN1003-8868.2015.01.156

366000福建永安，永安市立医院设备科（郑世隆）