爱尔博VIO2 系列设备常见故障与维修

吴 乐

（达州市中心医院，四川达州 635000）

0 引言

在电外科手术中，对手术部位进行组织分离、灭活以及大血管闭合、止血时通常采用高频电刀电外科设备，爱尔博VIO2系列的高频电刀由于质量可靠被广泛应用，但是由于高频电刀在使用时常处于高功率、大电流等情况，再加上高频率的使用，个别部件会出现老化、失效等情况，导致设备出现故障，出现错误代码提示等情况[1]。经统计，在医疗设备故障中，因预防维护不到位的占比约为21%、因设备设计和制造缺陷的占比约为20%、因使用者操作不当的占比约为29%、其他因素占比约为30%，对于出现的故障，其中约50%可以通过加强预防性维护进行避免。高频电刀常见的故障有：接通电源后，按下电源开关时，主机不启动，设备不开机；开机后系统检测到电路错误报“C-54”“C-57”故障代码以及开机时/激发电刀手柄，系统自检报错，错误代码“B-10”，对其常见的故障进行原因分析，及时完成对故障的排除，进而保证设备能够及时恢复正常的运行状态。

1 爱尔博VIO2 系列高频电刀

1.1 工作原理

高频电刀将输入的低压、低频电流（220 V/50 Hz），利用高频能量发生器提高其电压和频率，将其变为高压、高频（大于1000 V/0.3～5 MHz）的交流电，此时高频交流电作用于人体组织时，不会对人体产生电击效应，仅会产生热效应，完成对组织的切割、凝血功能。不会对人体产生电击效应[2]。

1.2 电路原理

高频电刀设备的电路原理如图1 所示，不同型号的设备会存在一定的差异，但基本功能相似。在完成设备的输出部件、控制回路的准确连接后，用户根据使用需要，完成工作模式的选择工作，并设定设备的输出功率，此时设定的数据输送至控制电路中；在完成与中性电极的接入后，隔离电路会向控制电路中输送中性电极有效信号，允许控制电路进行工作；此时用户通过外部开关（手控/脚踏开关），经过隔离器向控制电路中输送启动信号；控制电路将相应的控制信号，输送至调制脉冲电路、显示电路、高压电源电路、蜂鸣电路（报警电路）和驱动电路中，使这5 种电路进行工作。调制脉冲信号经逻辑电路被输送至隔离放大器中，对主频进行振荡调制，然后利用推动极，对主频进行推动，最后通过高频功放电路、输出变压器，耦合至输出回路之中；与此同时，高压电源施加到高频功放电路的高频功率极上，提供输出所需的能量；限流检测电路负责对回路电流进行检测，并将检测数据输送至控制电路中，完成对高频电流的控制，限制其增大，并在发生负载短路现象时，切断输出功率[3]。

图1 高频电刀电路原理

1.3 故障分析及典型设备选择

VIO2 系列智能电刀常用的主机有两个系列，分别是D 系列和S 系列，D 系列常见的主机型号为VIO200D、VIO300D，S系列常见的主机型号为VIO200S、VIO300S。两个系列智能电刀均具备丰富的电凝功能、安全监控功能、大血管闭合功能，拓展性和兼容性较高，可搭配同系列的水刀、氩气刀使用，均采用中文界面进行显示，其功能模式可升级，并可搭配所需的软件、硬件进而满足不同的科室、临床需要。D 系列和S 系列主机除显示模块的硬件、软件存在差异外，其高低压电路、高频输出电路以及控制电路完全一致，对于出现的故障，故障成因基本一致，因此选用爱尔博VIO2 系列旗舰机型（VIO300D 主机）进行故障的分析与维修。VIO300D 型高频电刀的参数型号见表1。

表1 VIO300D 型高频电刀的参数

2 常见故障与维修

2.1 故障1

（1）故障描述：接通电源后，按下电源开关时，主机不启动，设备不开机。

（2）故障分析：接通电源后，表明设备已通电，此时系统不开机，主要是因为没有系统工作所需的低压电源输入，低压电源的输入由低压电源板进行控制，低压电源无输入可能是低压电源板未工作导致。

（3）故障维修：旋开机器盖壳固定螺丝，拆除盖壳，并取出低压板进行检测，低压板如图2 所示。利用多用表检测：①保险丝是否完好；②MOS 场效应管是否正常；③RV 压敏电阻是否正常。保险丝可能会因为短路、漏电等情况被击穿、损坏；MOS 场效应管是电压控制器件，由输入电压控制输入电流的半导体元件，其工作时输入电阻极高、输入端不取电流，会因静电导致被击穿、损坏[4]；RV 压敏电阻主要用于吸收过电压，实现电路的稳压增幅，会因过电压较大导致被击穿、损害；经检测确认是由上述元件损坏，导致低压板无法工作，对损坏的元件进行更换即可；若维修人员无法确定取下的低压板是否已经损坏，则可以更换成同型号的、新的低压板进行上机测试，然后根据测试结果进行判定。

图2 低压板

2.2 故障2

（1）故障描述：开机后，系统自检报错，错误代码“C-54”“C-57”。

（2）故障分析：查询维修手册可知，当出现错误代码为“C-54”“C-57”情况时，表明系统自检时，检测到电源单元存在电压过小/电流过大等情况，因此，此时需要对高压板、高频板以及CPU 板进行检测，所以主要对高压电源板进行分析（图3）。

高压板的主要功能：将AC 230 V 进行桥接整流为DC 320 V；将桥路115 V 电压进行升压处理，升至230 V，并整流成DC 320 V；为抑制开机时产生的浪涌电流，在输入电路中设置2 个功率型NTC 热敏电阻器；在充电完成后，通过REL10 完成调节；将直流电流进行整形并输入到具有2 组输出绕组、通过REL13进行切换的变压器中；串并联输出参数为450 V/1.75 A（串联）、250 V/3.5 A（并联）。

高压板的功能说明：在使用时，高压电源单元为高频电机提供直流电压，根据手术所需的电压最高可达到450 V。利用桥式整流器对输入电压进行处理，将230 V 交流线路的电压转变为320 V 直流电压，因此可检查其接地MPS 和保险丝座。若将电源连接电压设为115 V 时，桥式整流器所在的电路会由桥式电路转变为加压倍增电路，产生的电压约320 V。对于输入电路中的2 个功率型NTC 热敏电阻器，在存在高充电电流时，此时处于打开状态对电流的流动进行限制，而对于高压电源单元的电容器，当电容器进行充电时，限制状态解除。因此，在NTC 热敏电阻激活时，会在继电器Re110 的闭合触点处完成跳变，并通过斩波调节器将直流电压斩波输送至变压器[5]。此时，配有两个同样输出线圈的变压器则进行整流处理，再次产生直流电压。由于输出绕组可以并联也可以串联，这两个供电单元在250 V 范围内出现3.5 A 最大输出电流，可能存在最大450 V/1.75 A 情况。对高压电源单元进行2 个模拟输入进行控制，在J21 引脚11 处、引脚9 处指定点电压，前者控制电压/电源输出电压为4.5 V/450 V，后者5 V 对应的最大电流为3.5 A。对电压、电流测量，测试值模拟信号的实际电压会出现在引脚8 处、实际电流会出现在引脚6 处，且存在相同放大系数，此时另外2 个控制输入可用，即放电输出电容的电路控制在引脚15 处为5 V，打开状态、高压电源单元开关的使能信号在引脚7 处为7 V。

（3）故障维修：通过对主机高压电源电路板分析，可知其通过电压控制场效应管、利用开关控制电路和变压电路实现了整流和变压的功能，当出现错误代码“C-54”“C-57”时，无需对电压电流进行调试和校准，确定高压板存在不良状态直接更换即可，设备恢复正常。

2.3 故障3

（1）故障描述：开机时/激发电刀手柄，系统自检报错，错误代码“B-10”。

（2）故障分析：根据维修手册显示，当电刀手柄激发后出现自动停止的现象应检查电路。根据维修手册，错误代码出现“B-10”时，表示激发行为被终止，分析可能引起自动停止激发的情况，比如可能由于故障导致自动停止、可能由于持续激发时间过长超过5 s 导致，还可能是启动时误踩脚踏开关导致；需检查报错列表中的错误信息、分析导致报错的操作。当对电路的电源、电压等因素进行检查不存在问题，而激发电刀手柄则出现故障报错，此时需要手柄与设备连接的电路，包括但不限于启动信号电路、自动识别电路。以上所述电路是由IIF 手控板控制，IIF 手控板如图4 所示。IIF 手控板的作用是辨识启动信号、辨识插座、辨识器械（MF/APC）以及控制继电器[6]。IIF 手控板通过电隔离串行接口，向系统发送仪器关键的“激活识别”信息，激活识别功能的实现是通过检测激活按钮是否被按下，激活识别的目的是分析系统中二极管编码、串/并联电阻编码等不同的编码系统；辨识插座类型的功能通过识别插座连接器上的编码跳线实现；辨识器械则是识别带有电阻编码的仪器，将相关数据利用“CPU+sensor II”将其转变为CAN，并发送至控制面板上；继电器控制则是将激活时产生的高频电压切换、接通道连接仪器的继电器上。继电器会将实际电路状态通过信号的形式向系统发送，完成缺陷继电器的监测、异常电路状态的监测，存在2 个IIF 版本，分别为IIF ME、IIF BE、IIF MF。其中，IIF ME 版本应用于单极仪器，配置单个继电器，可将激活电极切换到仪器；IIF BE 版本应用于双极仪器，每个设备配置单个继电器，可激活电极和病人板。

图4 IIF 手控板

（3）故障维修：根据对故障的分析以及维修经验，在高功率状态下，设备长时间的使用，设备出现故障与IIF 手控板电路老化短路有关，就会导致开机时/激发电刀手柄，系统自检报错，错误代码出现“B-10”的状况，因此更换不良的IIF 手控板即可。

3 结束语

由于爱尔博VIO2 系列高频电刀S 和D 系列在电路的设置上相同，因此爱尔博VIO2 型VIO300D 高频电刀作为典型设备进行分析，根据日常使用和维修经验，对于接通电源后，按下电源开关时，主机不启动，设备不开机的故障应进行低压板的检测和更换；对于开机后，系统自检报错，错误代码“C-54”“C-57”的故障应进行高压板的检测和更换；对于开机时/激发电刀手柄，系统自检报错，错误代码“B-10”的故障应更换IIF手控制板。对于其他故障，应根据出现的错误代码，在维修手册中进行查询其可能出现的原因以及涉及的部位，并进行检测、更换的操作，从而排除设备故障，进而及时恢复设备正常运行的状态。