醫(yī)療設備開關電源的設計關鍵

　　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

　　隨著醫(yī)學電子技術的高度發(fā)展，醫(yī)療設備的種類也越來越多，醫(yī)療設備與現(xiàn)代醫(yī)療診斷、治療關系日益密切，任何醫(yī)療設備都離不開安全穩(wěn)定的電源，且大部分為開關電源。在日常診斷與治療過程中往往會遇到設備因電源故障而無法使用，此時就需要醫(yī)療服務機構的臨床醫(yī)學工程師結合自身經驗和專業(yè)知識為臨床部門提供迅速、高效的服務。由于醫(yī)療設備的特殊性，設備電源互換性差，有的甚至缺少技術圖紙，這給維修工作帶來極大的不便。

　　醫(yī)療設備開關電源一般可以分為AC/DC 和DC/DC 兩大類，一次電源AC/DC 變換器輸入為50/60Hz、220V 交流電，必須經整流、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 變換器用以進行功率轉換，它是開關電源的核心部分，此外還有啟動、過流與過壓保護、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，誤差電壓經過放大及脈寬調制（PWM）電路，再經過驅動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構見圖1。

▲ 圖1 醫(yī)療設備開關基本結構

　　開關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 驅動電路故障；④ PWM 電路故障；⑤取樣電路故障。開關電源故障種類繁多，在此不能一一詳列，下面結合實際維修實例對以上2 種分類中典型維修技術進行探討。

　　1 輸入電路故障

　　醫(yī)療設備開關電源的輸入電路一般包括開關、熔斷絲、交流抗干擾電路和軟啟動電路等。開關、熔斷絲和交流抗干擾電路故障很容易發(fā)現(xiàn)，其中開關損壞可以直接更換，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(shù)的熔斷絲通電時監(jiān)測總輸入電流。交流抗干擾電路故障一般因電容器使用時間長而失效較常見。軟啟動電路是開關電源保護電路之一，開關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，會形成很大的瞬間沖擊電流。

　　為此，醫(yī)療設備開關電源一般都在輸入電路中設置防沖擊電流的軟啟動電路?！　〕Ｒ姷能泦与娐酚袩崦綦娮璺罌_擊電流電路、SCR-R 電路、繼電器與電阻構成的電路、采用定時觸發(fā)器與限流電阻的電路，以及過零觸發(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、電路為例簡單說明其工作原理：熱敏電阻分為正溫度系數(shù)熱敏電阻（PTC）和負溫度系數(shù)熱敏電阻（NTC）。PTC 常態(tài)阻值較低。當有過大的異常電流流過時，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。

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