麻醉机的电源工作原理与故障维修

2020-02-18崔升强曲文峰

医疗装备 2020年14期

崔升强，曲文峰

1 安丘市人民医院 (山东安丘 262100)；2 潍坊市精神卫生中心 (山东潍坊 261000)

麻醉机在运行过程中须保持稳定的电压和电流，在工作过程中不能出现漏电、过载等问题。随着医学技术的发展，很多医疗器械的电源逐渐向集成化、低耗能的方向发展，导致很多器械的电源故障只能通过更换电路板进行维修，维修时间较长[1]。本研究主要介绍麻醉机电源的工作原理及常见故障维修。

1 麻醉机电源的工作原理

麻醉机在工作时需将市电转化为300 V直流电压，当市电经过保险管时，共模态扼流圈进行双向滤波，在经过桥式整流器和电容滤波后形成300 V直流电。麻醉机在启动过程中，直流电抵达高频直流变压器初级主线圈绕组，电流经过两端再从一端到达二极管，最后重回两端形成磁场。此时，变压器将高压脉冲转化为低压脉冲，可防止触电。电流在经过滤波后转化为固定频率电流，当启动电压达到16 V时开始供电，随后输出脉冲高电平，经分压后到达场效应功率开关。根据楞次定律，高频直流变压器的绕组线圈的自感电动势和互感电动势叠加后产生感应电动势，绕组线圈四端的感应电动势经过二极管整流，再经过滤波后提供正常的工作电压。固定频率电流模式控制外接的二极管和电容决定了控制器的振荡频率，能够起到改善增益和频率特征的作用。

在电源直流电压输出过程中，+24 V的输出需电压器次级绕组对二极管整流电压进行恢复，再经稳压芯片进行恒压处理，实现24 V直流电压输出；+5 V的输出需变压器初级线圈绕组的感应电动势经过二极管整流和电容滤波后得到对应电压，该电压为沟道增强型MOS管、放大管、集电极提供电压。在反馈调节电路中，低压输出反馈电路负载过大(V01增大)时，经过光耦的发光二极管电流和经过固定频率电流模式控制器的电流也会增大，并为控制器1提供反馈电压，控制器1的电压越高驱动输出的脉冲占高比越小，此时V01减小，这样的增减会促使V01形成动态平衡，从而稳定提供输出电压。

2 麻醉机电源故障分析及维修方法

2.1 保险管被烧断

(1)故障分析：保险管被烧断主要是由于麻醉机在高电流和高电压的环境中长时间工作，造成内部组件损坏，从而导致保险管被烧断；此外，供电网的瞬时波峰也会导致电压升高，从而导致保险管被烧断。(2)维修方法：首先，需切断市电，并用绝缘工具将大电容进行短路，放电后检测是否存在短路现象，用通路蜂鸣器对提供负载的导线和交流电线进行检测，判断是否短路，查看电源板上的所有部件，检测是否有部件存在烧焦、电容溶液溢出、是否存在异味等问题，用万用表阻挡测量电容两端阻值，阻值<210 kΩ则说明电容后端短路；其次，检测桥式整流器中的二极管是否存在导通问题，检查电阻是否存在开路或短路问题，如果以上两个问题都不存在，就需要取下器件进行检测，检查大容量电容的充电和放电是否正常，检查K2607是否被烧坏，保险管被烧断说明高压主电路中的桥式整流器和固定频率电流模式控制器有短路问题，所以需加强对各电子元件损坏问题的重视[2]。

2.2 输出电压过高

(1)故障分析：直流电压输出电路和反馈调节电路形成一个封闭、环形的可进行自我调节控制输出和输入的电路，所以任何一个控制电路出现问题都有可能造成输出电压过高。(2)维修方法：首先，考虑到麻醉机的电源具有自我反馈和调节输出控制电路的特征，当某一部位出现输出电压过高的问题时，就会引发其他反馈电路做出反应，因此在维修时，需切断芯片的连接点，防止低压对高压产生影响；然后，对接电顺势输出的主电压进行检测，但注意避免长时间通电，以免造成电路损坏，如果电压值高于6 V或13 V，则需继续检测低压反馈调节电路的电阻和可调电阻之间是否存在短路、烧焦、阻值发生改变等问题，另外还需检测输入、输出是否降低，如果输出电压有较小漂移情况，则需调节滑动变阻器校正，如果输出电压高达50 V及以上，则说明TLP521被烧坏，且有短路现象，考虑是由TL431短路引发的，这些元件的故障都有可能造成电压被拉低，导致输出高电平超宽脉冲电压，在维修时注意避免长时间通电，防止将输出电路烧坏；最后，将TL431的参考端和阴极连接后再串连一个电阻到万用电池的正极，用万用电池负极接电阻阳极，通过万用表电压检测值判断精密基准电压源是否存在故障。

2.3 输出电压过低

(1)故障分析：造成输出电压过低的主要原因是反馈调节电路发生故障。(2)维修方法：除了在故障维修时关注反馈调节电路外，如果供电网提供的电流电压过低，说明电源输出的电能也会降低，造成了提供给负载的恒流电压降低，进而导致输出电压过低；连接到负载的线内铜丝如果脱离焊盘，则会导致电压损失，进而造成输出电压过低；场效应功率开关管的输出特性降低及高压大电容充放电能力降低，也会造成等效内阻分担电压增加，从而造成输出电压的降低；如果在刚接上K2607时就出现故障，说明共模态扼流圈的初级绕组线圈造成电源启动无法激励电路，导致电能损失，从而造成输出电压过低；在输出电压过低的故障维修中，要检测市电电压是否为220 V，用蜂鸣器档检测连接导线，检测连接导线中是否存在断路、虚焊等问题，还要用电容档检测电容器的充放电能力，检测变压器初级主线圈绕组各端和电路板上的管脚连接是否存在虚焊问题[3]。