费森尤斯4008S 血液透析机电源故障维修三例

赵蕾，李运运，张仕锦，陈飞宇，赵先云，杨娜，樊红彬（通信作者）

徐州医科大学附属医院医疗设备管理处 （江苏徐州 221000）

血液透析是急慢性肾病患者肾脏替代治疗的基本方式之一，也是部分晚期肾脏疾病患者唯一有效的治疗手段[1-3]。血液透析机可通过人工模仿肾脏功能的方法，将血液引出患者体外，进行体外循环，辅助清除人体血液中过剩的含氮化合物、逾量药物、过多的电解质、新陈代谢产物等。血液透析机是一种集电子、声光、机械、水路自动化和化学为一体的复杂、高端医疗设备，包括了血液监控报警系统和透析液供给系统两个部分[4-5]。该设备的电源故障发生较为频繁，严重影响临床正常治疗工作的开展[6]。本文以费森尤斯4008S 血液透析机为例，分析其3例电源故障的维修过程。

1 故障一

1.1 故障现象

使用220 V 市电供电时透析机电源无法正常工作，使用蓄电池供电时电源可正常工作。

1.2 故障分析

市电经整流后送给功率因数校正电路（power factor correction，PFC），PFC 输出稳定的400 V 直流电压。该电压分为两路：一路送至后级变压器，进行隔离DC/DC 变换，变换后输出24 V 直流电压，该24 V 直流电压送至DC/DC 板经多路非隔离DC/DC 变换后，向外部供应5、12 V 等各路直流电压；另一路送至三级变压器，进行隔离DC/DC 变换，变换后输出6路电压，其中一路29 V 电压为蓄电池充电，一路为风扇供电，其他4路为设备内部各集成电路供电。

1.3 故障维修

查看电源保险管完好，测量PFC 的输出电压为310 V（正常应为400 V），提示PFC 未能正常工作，因此，我们重点检查以IC1（UCC3818D）芯片组成的PFC（见图1）。首先，焊下IC1芯片，测量其ACC（15脚）与GND（1脚）发现已经短路，故判断该电源管理芯片已损坏，为防止该芯片安装上电后再次因为其他原因损坏，我们没有盲目更换该芯片，而是继续检查周围电路；继续检查发现Q8（W55NM60N）负责PFC 的开关管有明显炸黑痕迹，故将其拆下待更换；继续检查发现三极管Q2（718）也被击穿，同时电阻R312（22R1）也被烧毁，进一步检查未发现其他部件损坏，遂更换以上元件，上电后电源恢复正常，设备正常工作。

图1 功率因数校正电路

2 故障二

2.1 故障现象

使用220 V 市电和蓄电池供电，透析机电源无法正常工作。

2.2 故障分析

如图2所示，220 V 市电整流后送给PFC 处理，输出400 V直流电压；该电压送至一个隔离的DC/DC 变换器产生EB直流电压（20 V），EB 电压送至保险丝S17给芯片IC9、IC10提供输入电压；芯片IC9、IC10是两路拓朴相同的非隔离降压DC/DC 变换电路，输出5 V 和12 V 的直流电压，若5 V 直流电压缺失，则主板无法正常工作，导致透析机开机故障。

图2 外供5 V 电路

2.3 故障维修

检查发现保险丝S17断路，予以更换，然后开机，设备恢复正常。我们在维修工作中多次发现虽然保险丝S17断路，但IC9、IC10等元件未损坏的情况，如果更换保险丝S17后再次发生断路，可首先更换IC9、IC10。

3 故障三

3.1 故障现象

设备加热温度持续显示42.8 ℃，自检加热不通过。

3.2 故障分析

该透析机电源由一块大电路板和一块小电路板组成，加热控制部分主要在小电路板上，该部分电路图见图3。插座CN1的H1是220 V 市电的零线，火线经可控硅CR501及CR502分两路送至加热元件给透析机的有关液体加热；U501是两路可控硅的管理芯片，其工作受控于U502和PC501，插座ST2A 的1脚和2脚连接大电路板；光耦PC501的工作状态由大电路板控制，大电路板与透析机主板相连接，设备的加热工作状态最终由主板控制。

图3 加热自检电路

3.3 故障维修

透析机电源脱机被独立维修时，因为与主板分离而不能启动加热，因此需要给小电路板施加一定的条件，才能完成小电路板的独立维修工作。具体方法是：取下ST2A 插座，CN1插座的H1和H2及H1和H3间分别跨接一个220 V/100 W灯泡；为了使继电器Y501的触点接通零线，在ST2A 的5脚和6脚间接上一个24 V 电源（6脚接正，5脚接负）；在光耦PC501的3脚和4脚间并接一个开关；正常状态下，当开关打开时外接的两个灯泡亮起，关闭时两个灯泡不亮，如果开关关闭时灯泡亮起，一般是可控硅短路损坏所致，其次怀疑U501损坏，最后怀疑U502、PC501损坏。经检查发现，开关关闭时灯泡亮起，可控硅短路损坏，更换可控硅CR501、CR502后，开机测试，故障排除。

我们在实际维修中发现，该故障多由可控硅CR501、CR502损坏引起，U501也曾发生过损坏，暂未出现其他元件损坏的情况。

4 小结

电源因其特定功能，一直是各类设备故障的重灾区[7-8]。低年资工程师面对多元件损坏导致的电源板故障往往手足无措，在维修实践中，可以根据电源实物整理绘制出部分原理图，如此可清晰看到电路的整体情况并有助于进行故障分析，对于工程师个人技术水平的提高也能起到极大的推动作用[9]。本文以费森尤斯4008S 血液透析机的电源故障为例，根据电源实物，绘制出易损模块的电路原理图，分析电路基本工作原理，定位易损元件大致范围，达到高效修复透析机电源故障的效果。