PB840呼吸机电源模块故障维修二例

黄丰伟

温州市人民医院设备科 (浙江温州 325000)

呼吸机是临床常用的急救类和生命支持类设备，呼吸机的故障分析与维修工作具有重要的现实意义。PB840呼吸机是美国泰科的高端呼吸机，功能强大，通过查看故障代码，可以快速定位故障原因并予以处理。本研究分析二例由PB840呼吸机电源模块故障导致机器无法正常使用的维修案例，供同行参考。

1 故障一

1.1 故障现象

开机报错，故障代码KP0116，PC：0x0014，扩展自检(extended self test，EST)结果显示无异常，交回临床使用，一段时间后反馈又出现相同故障。

1.2 故障分析

故障代码指向12 V电压检测故障，查看EST结果中的模拟电压数据项目，12 V电压检测数值为11.85 V，通过EST后可以正常开机；经过多次试验，发现使用市电时开机正常，使用蓄电池时开机偶尔出现此故障，且故障时伴有呼气模块异响，更换蓄电池与呼气模块故障未消失。

用最小系统法，只接电源模块、母板、自动插件技术(auto-insert，AI)板与CPU主控板，使用蓄电池供电开机，发现输出电压均正常，但接入呼气模块后再开机，在>电源模块上测量到12 V输出电压下降，初步怀疑电源12 V输出带载故障[1]；去掉呼气模块，在12 V输出上接12 V 20 W灯泡代替负载再开机，电压下降至7 V，确定为电源模块故障，PB840电源模块内部结构相对较紧凑，反馈电压测量较为困难，因此从开关电源电路基本模型入手分析排查[2]；检查12 V直流电压转换电路，12 V输出由TL3842芯片控制，测量故障时TL3842芯片8脚基准电压为1.2 V，7脚供电电压为13.8 V，无法达到芯片正常工作电压，但考虑到使用市电供电时12 V输出正常，故排除TL3842芯片问题，怀疑为芯片一直处于重启状态导致。

12 V直流电压转换电路的工作原理为启动部分通过电阻给TL3842芯片7脚并联的电容充电，电容电压达到芯片启动电压后，芯片启动输出脉冲，电容电压开始下降，在电容电压下降至芯片停止工作电压前，带负载的12 V输出通过辅助供电提供足够高的电压维持芯片继续工作；测量与TL3842芯片7脚并联的电解电容60 V 47 μF，实际容量只有22 μF，更换后故障消失。分析故障原因为电容容量下降，电容上的电压下降速度过快，辅助供电无法维持芯片工作而导致芯片一直处于重启状态，市电通过电源模块到12 V直流电压转换电路的电压比蓄电池供电产生的电压高，所以表现为使用市电开机正常，切换为蓄电池开机时出现故障。

2 故障二

2.1 故障现象

接市电开启电源后电源指示灯频繁闪烁，无法正常开机。

2.2 故障分析

替换电源模块后可以正常开机使用，判定电源模块故障。PB840的电源为1个两级有源功率因数校正(power factor correction，PFC)开关电源，第一级是PFC转换器，第二级是直流电压转换器[3]，其基本思路是在220 V整流桥堆后去掉滤波电容，由1个“斩波”电路(PFC电路)将脉动的直流变为高频交流再经过整流滤波后，其直流电压向常规的脉冲宽度调制(pulse width modulation，PWM)开关电源供电。测量PFC后滤波电容的电压为385 V，根据经验认为PFC电路工作正常，于是排查第二级PWM开关电源部分，发现3845控制芯片没有起振，3845控制芯片7脚供电电压在7.5 V左右跳动，但7脚供电又由PFC电路的副边绕组提供，为了理解这一部分电路，绘制了PB840电源PFC部分工作电路图，如图1所示。

电容C13上为副边绕组经2倍压整流电路后的电压，同时为电源指示灯、PFC电路和PWM开关电源提供工作电压；在排除了2倍压电路元器件性能问题后，断开PWM开关电源的供电，C13上的电压依旧在7.5 V左右，故重新考虑PFC电路是否正常工作；该PFC电路由UC3854控制，更换UC3854芯片后C13上电压未上升，测量芯片15脚供电电压正常，16脚有输出驱动波形但频率很低，怀疑PCF电路处于频繁保护的状态；检查芯片11脚电压反馈引脚周边的元器件，发现R7阻值499 kΩ，实际阻值却有740 kΩ，明显偏大，更换R7电阻后加电测试，测量C13上电压为14 V，PWM开关电源后级有31 V输出，将电源模块装回呼吸机，开机运行长时间未发现异常。分析故障原因为R7阻值变大，芯片无法通过11脚反馈去正常控制PFC输出，PFC输出电压通过R9、R10、可控硅强行将芯片10脚使能端的电压拉低关闭芯片，形成间歇性输出进而使得副边绕组上感应电压不足，后续电路无法正常工作。

3 结语

PB840呼吸机因其稳定性高、人机交互方便，在我院使用率较高，长期使用不可避免会出现一些故障。在市电稳定的情况下，电源模块出现故障较为少见，一旦出现故障，厂家一般会将模块整体更换，但报价也会很高，但只要熟悉开关电源的工作原理，对开关电源控制芯片有充分的理解，就可以处理大部分电源故障，对于一些不理解的电路，也可以对相关的元器件走线进行描绘，通过分析电路图将理论运用到实际，从而降低维修成本，解决故障。

图1PB840电源PFC部分工作电路图