醫療設備開(kāi)關(guān)電源的設計關(guān)鍵

　　中心議題：

　　* 輸入電路故障

　　* 光電耦合器故障

　　* PWM IC及外圍電路故障

　　* 其他電源部件故障

　　隨著(zhù)醫學(xué)電子技術(shù)的高度發(fā)展，醫療設備的種類(lèi)也越來(lái)越多，醫療設備與現代醫療診斷、治療關(guān)系日益密切，任何醫療設備都離不開(kāi)安全穩定的電源，且大部分為開(kāi)關(guān)電源。在日常診斷與治療過(guò)程中往往會(huì )遇到設備因電源故障而無(wú)法使用，此時(shí)就需要醫療服務(wù)機構的臨床醫學(xué)工程師結合自身經(jīng)驗和專(zhuān)業(yè)知識為臨床部門(mén)提供迅速、高效的服務(wù)。由于醫療設備的特殊性，設備電源互換性差，有的甚至缺少技術(shù)圖紙，這給維修工作帶來(lái)極大的不便。

　　醫療設備開(kāi)關(guān)電源一般可以分為AC/DC 和DC/DC 兩大類(lèi)，一次電源AC/DC 變換器輸入為50/60Hz、220V 交流電，必須經(jīng)整流、濾波，體積較大的濾波電解電容是不可少的，且交流輸入必須加上EMC 濾波及使用安全標準的器件。二次電源DC/DC 變換器用以進(jìn)行功率轉換，它是開(kāi)關(guān)電源的核心部分，此外還有啟動(dòng)、過(guò)流與過(guò)壓保護、噪聲濾波等電路。輸出采樣電路檢測輸出電壓變化，并與基準電壓比較，誤差電壓經(jīng)過(guò)放大及脈寬調制（PWM）電路，再經(jīng)過(guò)驅動(dòng)電路控制功率器件的占空比，從而達到調整輸出電壓大小的目的?；窘Y構見(jiàn)圖1。

▲ 圖1 醫療設備開(kāi)關(guān)基本結構

　　開(kāi)關(guān)電源損壞從損壞元件上大致可分為：① 感性、容性和阻性器件損壞；② 功率半導體器件損壞；③ PWM IC損壞；④ 光電耦合器損壞；⑤ 其他，如晶振、風(fēng)扇等電源器件損壞。

　　按電源工作流程上可分為：① 交流輸入故障；② DC/DC 變換器故障；③ 驅動(dòng)電路故障；④ PWM 電路故障；⑤取樣電路故障。開(kāi)關(guān)電源故障種類(lèi)繁多，在此不能一一詳列，下面結合實(shí)際維修實(shí)例對以上2 種分類(lèi)中典型維修技術(shù)進(jìn)行探討。

　　1 輸入電路故障

　　醫療設備開(kāi)關(guān)電源的輸入電路一般包括開(kāi)關(guān)、熔斷絲、交流抗干擾電路和軟啟動(dòng)電路等。開(kāi)關(guān)、熔斷絲和交流抗干擾電路故障很容易發(fā)現，其中開(kāi)關(guān)損壞可以直接更換，但熔斷絲損壞最好檢查一下負載是否嚴重短路，并換上同樣安培數的熔斷絲通電時(shí)監測總輸入電流。交流抗干擾電路故障一般因電容器使用時(shí)間長(cháng)而失效較常見(jiàn)。軟啟動(dòng)電路是開(kāi)關(guān)電源保護電路之一，開(kāi)關(guān)電源的輸入電路大都采用整流加電容器濾波電路設計，在輸入電路合閘瞬間。由于電容器上的起始電壓為0，會(huì )形成很大的瞬間沖擊電流。

　　為此，醫療設備開(kāi)關(guān)電源一般都在輸入電路中設置防沖擊電流的軟啟動(dòng)電路?！　〕Ｒ?jiàn)的軟啟動(dòng)電路有熱敏電阻防沖擊電流電路、SCR-R 電路、繼電器與電阻構成的電路、采用定時(shí)觸發(fā)器與限流電阻的電路，以及過(guò)零觸發(fā)的光耦可控硅與雙向可控硅構成的電路等。下面以熱敏電阻防沖擊電流、電路為例簡(jiǎn)單說(shuō)明其工作原理：熱敏電阻分為正溫度系數熱敏電阻（PTC）和負溫度系數熱敏電阻（NTC）。PTC 常態(tài)阻值較低。當有過(guò)大的異常電流流過(guò)時(shí)，因PTC 自身發(fā)熱使其電阻值迅速增加，變大電阻，起限流的作用；NTC 熱敏電阻在電源接入瞬間，阻值較大，達到限制沖擊電流的作用。

　　當