XG-500型X光机限时器电路分析及故障处理

陆宝云

临沧市人民医院 设备科，云南 临沧 677000

XG-500型X光机限时器电路分析及故障处理

陆宝云

临沧市人民医院 设备科，云南 临沧 677000

本文介绍了XG500型X射线机限时器的电路原理及使用过程中出现的故障现象，分析了故障产生的原因和处理过程。

X射线机；电路分析；限时器；管电流；管电压；医疗设备维修

XG-500型X光机是国产500 mA双床三球管大型X光机，具有透视、胃肠摄影、普通摄影等检查功能，在基层医院中使用较为广泛，由于其限时器电路设计较为复杂，导致检修判断困难，通过对该部分电路进行分析，以利于今后对该部分电路故障进行检修判断。

1 电路分析

1.1 限时器电路组成

XG-500型X光机曝光限时电路由稳压电源电路，同步触发脉冲形成电路，主可控硅触发电路，限时器电路和限时保护电路共五部分组成。该电路的作用是为了实现准确而安全地控制曝光时间，并实现“零相位”接通高压初级主电路，以避免产生“过电压”造成设备危害[1-3]。

1.2 稳压电源电路

稳压电源电路是一个典型地串联式直流稳压电路，由电源变压器IKB次级提供22 V交流电压，经桥式整流2000 μF电容滤波和由3DD15D、3DK4B等元件构成的串联式稳压后，输出+15 V稳定直流电压供给主可控硅触发电路、中间继电器电路、限时器电路和限时保护电路。通过调节2.2K电位器可以改变输出电压的大小。

1.3 同步脉冲触发电路

同步脉冲触发电路包括RC相移电路和由3DK4B构成的开关电路。由电源变压器1 KB次级输出24 V交流电压E 1送到由2 μF电容、桥式整流器和[51∥(10 K+rbe)]电阻构成的RC移相电路如果忽略桥式整流器的正向电阻，则图中等效电阻R为：R=51 K∥(10K+rbe) rbe为3DK4B发射结正向电阻，显然存在rbe＜＜10 K，所以，R≈51 K∥10K=8.36 K，电压VR超前E1于φ角。可以算出： VR超前El于10°。VR经桥式整流后变为脉冲直流电压V1，显然V1亦超前电源电压10°，此电压经稳压管2CW10限幅作用，削去波峰，保留波谷后变为电压VBE，晶体管3DK4B在超前El于10°附近被截止，其余位置被饱和导通，其集电极电压Vc就是一串周期为10 ms、发生在交流电过零前10°的尖形脉冲。同步触发脉冲形成电路的作用就是为了获得一串与电源同步且超前10°的触发脉冲（周期为10 ms），然后送去触发可控硅3CT2KF。之所以要超前10°，是因为后面的电路——振荡器和积分电路——还有时间延迟作用，最后的综合效果，将要达到主可控硅上的第一个触发脉冲出现在交流电零电附近（后面将会指出，实际上是在交流电过零点后约0.81°位置出现主可控硅的第一个触发脉冲），这样就实现了零相位接通主电路，保证了曝光时间的准确性和避免产生过电压的危害。所以，形成超前10°的触发脉冲对保证主电路在零近导通是完全必要的。

1.4 主可控硅触发电路

当中间继电器J3工作后，+15 V电源加到可控硅3CT2KT的阳极，一旦出现同步触发脉冲，该可控硅导通，将+15 V电源通过可控硅送到主可控硅触发电路和限时器电路。主可控硅触发电路，包括振荡器和功率放大器两部分。

晶体管BT3 5D构成单结晶体管振荡电路。超前交流电源10°的时刻送来的+15 V电压，通过10 K电位器和10K电阻对0.015 μF电容器充电，使单结晶管BT35D的发射极电压VE上升，经过300 μs时，VE=Vp（Vp为BT35D点火电压，约为7 V），BT35D导通，0.015 μF电容经RB（单结管VE的第一基极电阻，导通时约为20 Ω和750 Ω 电阻放电，形成正脉冲信号电压，同时VE下降，当VE=Vv（Vv为BT35D的谷点电压，约为2 V）时，BT35D被截止，电容器再次充电，这样连续不断输出正脉冲信号，其周期为240 μs（约为4.32），调节10 K电位器可以改变震荡周期。振荡器输出的正脉冲信号经3DK4B电压放大和3AD6C功率放大后，由脉冲变压器5 KB输出，再经过0.47 μF和2.1 Ω构成的积分电路后，分别送到主可控硅G12、G 1 4的控制极进行触发。这期间形成的延迟时间也为300 μs（相当于5.40）所以，出现在主可控硅上的第一个触发脉冲将处在交流电过零后约0.8°附近（5.4°+5.4° -10°=0.8°）。当曝光结束时，J1继电器工作。这时+15 V电压将通过5.1 K电阻对0.047 μF电容充电，使3CT1KF导通，将嵌位于0 V，BT35D停振，5 kB变压器无触发脉冲输出，主可控硅在交流电过零处自动切断高压，曝光结束。

1.5 限时器电路

限时器是用来控制曝光时间。它是由RC积分电路、复合管开关电路和可控硅3CT1KF等构成，RC积分电路是由电阻群R11～R33与47 μF电容器组成，限时时间可在20 ms～6 s范围选择，共23档。由3CG3F（PNP型）和3DK4B（NPN型）组成一个复合管，它的特点是输入阻抗高，以提高RC积分电路的准确性，同时也增加了对可控硅的触发能力。在曝光前，47 μF的电容通过J4常闭触点和电阻被完全放电，其端电压Vc=0 V。当按下手开关PA，继电器J4工作，经0.8 s延时，旋转阳极起动完毕，J3继电器工作，然后在交流电过零前10°的时刻，+15 V电源送到限时器，47 μF电容通过电组群开始充电，Vc电位从0开始上升，当上升到Vc=VB+0.7×3，校正为VB=10 V，所以当47 μF电容端电压上升到12.1 V时，复合管导通，其发射极输出的正信号经二极管和2.7 K电阻触发可控硅3CT1KF，使继电器J1工作，振荡器停振，主可控硅过零点截止，曝光结束。可见，从47 μF电容器开始充电至复合管开始导通之间的时间即为曝光时间，选择不同的充电电阻就得到不同的曝光时间。

1.6 过时保护电路

为了防止限时器电路故障而引起曝光过程不能结束，采用一个与限时器电路结构基本相同的限时保护电路，强迫曝光结束。限时保护电路，见图1。它共分五档：0.1 s、 0.3 s、1 s、3.5 s、7 s。 当J3继电器工作后，限时保护电路与限时器电路几乎同时工作。至预定时间，若限时器故障使曝光不能结束，则稍长于预定时间后，限时保护电路中的继电器J5工作(其原理与限时器完全相同)并自锁，从而切断继电器得电回路，使主触发电路和限时器电路无电源，强迫曝光结束。由于J5继电器自锁得电，所以再按下手闸PA，机器也不会工作。必须排除限时器故障后，机器才能恢复正常。

图1 过时保护电路

2 故障实例

2.1 故障一

2.1.1 故障现象

三只X线管均表现为每天第一次开机曝光正常，随后曝光出现曝光量不足，关机2 h再拍片又可以正常曝光一次。

2.1.2 故障分析与排除

根据故障现象首先可排除X线管故障，故障在公共部分。图像曝光量主要由管电流（mA）×曝光时间（s）决定，以此为出发点进行检修，将管电压调至60 kV，管电流调至100 mA，曝光时间调到0.8 s（毫安表为机械指针式，曝光时间超过0.8 s以上才可正常指示）进行曝光，发现管电流指示不到100 mA，检查灯丝电路稳压电源正常，根据厂家说明书测量灯丝变压器初级加热电压正常，断开高压在电缆末端测量灯丝加热电压正常。再次回顾故障表现“第一次开机曝光正常，随后曝光出现曝光量不足”，是否可以确定管电流正常，是曝光时间缩短导致毫安表测量值下降，其他参数不变，使用1.6 s再次曝光发现曝光时间明细缩短[4]。当曝光开始时J4的常闭触电打开，47 μF电容器通过电阻群R11～R33充电，当曝光结束后，J4闭合通过12 Ω电阻对47 μF电容放电，以保证下次计时的准确，一旦J4不闭合或12 Ω电阻损坏将导致47 μF电容所充电荷不能泄放。检查后发现12 Ω电阻开路，更换后正常，故障排除。

2.2 故障二

2.2.1 故障现象

开机可以曝光一次，胶片偏黑，曝光量过高，再次按下手闸PA，机器不能曝光，关机再开机又可曝光一次。

2.2.2 故障分析与排除

根据故障表现分析，产生该故障的原因可能为限时器电路故障不能切断高压，超过曝光时间后过时保护电路起作用切断高压。断开高压初级线圈，接入一个灯泡做假负载[5]。开机进行曝光，正常情况下整个曝光过程J5不工作，一旦工作就代表主限时器电路故障不能切断高压，过时保护电路起作用切断高压，从而导致曝光量过高，观察发现J5工作，检修限时器电路发现3CG3F损坏，更换后设备正常，故障排除。

2.3 故障三

2.3.1 故障现象

曝光时经常烧高压初级保险，曝光时高压发生器内部有“嗡嗡”声，胶片影像淡。

2.3.2 故障分析与排除

故障表现类似高压部分故障，初步判断可能的原因为：① X线管含气；② 高压发生器内部击穿、短路。开机，分别使用三个管位曝光，故障表现不变，基本可以排除X线管及高压电缆故障。在曝光时候同时发现mA表指示偏低大概是设定值的70%，分析出现此类故障的原因可能有：① 高压变压器次级对地击穿且是有一端接地的线圈才会产生类似故障；② 高压初级有一路未正常导通，半波供电导致高压变压器铁芯磁化[6]。

本着先易后难的原则检修，断开高压初级，接入100 W灯泡做假负载，曝光用示波器测量发现是半波供电，检修主可控硅触发电中变压器5 kB输出后的RC积分电路、主可控硅G12、G14。经检查为断线，主可控硅G12未正常触发导通，重新连接后，故障排除。

3 总结

XG-500型X光机限时器电路故障表现多样，会表现为曝光量不足，曝光量过高，甚至会表现为高压击穿类似的烧保险，容易和其他电路故障混淆导致误判，只有熟悉操作，了解设备工作流程，熟悉各部分工作原理，遇到故障才能少走弯路。

[1]黎式堂.医用X射线机原理与维修[M].南宁:广西科学技术出版社.

[2]王溶泉.医用大型X线机系统[M].北京:人民军医出版社,1995.

[3]梁振生.X线机构造及维修[M].济南:山东科学技术出版社,1991: 174.

[4]于广浩,李莲娣,徐建忠.北京万东X线机故障维修三例[J].中国医疗设备,2013,28(6):126-127.

[5]王付生.XG500 X线机主要电路分析及故障解决[J].中国医疗设备,2014,29(3):138-139.

[6]朱金龙.X线机等三种医疗设备故障维修实例[J].医学信息,2015,z3:381-382.

Circuit Analysis and Troubleshooting of XG500 Time Limiter for X-ray Generators

LU Bao-yun
Department of Equipment,People’s Hospital of Lincang,Lincang Yunnan 677000,China

TH774

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2016.04.052

1674-1633(2016)04-0167-03

2015-06-03

2015-12-25

作者邮箱：906657821@qq.com