李超森,孙伟
温州市人民医院设备科 (浙江温州 325000)
随着医学发展,医学电子技术也在不断发展,医疗设备的种类也越来越多,医疗设备与现代医疗诊断、治疗关系日益密切[1]。医疗设备已经成为现代医学中重要的组成部分。而麻醉机在外科手术有着广泛应用,是手术治疗中不可或缺的主要设备之一[2]。麻醉机直接用于重病患者的救治,这就要求在市电波动或者负载发生变化时,设备电源能提供稳定的电压、电流并且能不受外界干扰,同时具有各种漏电、过载、欠压的反馈保护[3]。因此麻醉机和其他医疗设备一样,都离不开安全稳定的电源,且大部分为开关电源[4]。随着医疗设备电源继续朝着更低能耗、体积更小、集成度更高的方向发展,越来越多的高集成度电源故障只能依靠更换电路板来进行维修。但是,作为医院的医疗设备维修人员,运用电源的基本原理,一些电源故障还是能够进行修复的。现将我院一台欧美达Aespire7100麻醉机的一例电源故障维修做详细分析。
使用多年的欧美达Aespire7100麻醉机,出现无法开机故障。
到场检查仪器,交流指示灯不亮。将系统开关拨到开机位置,仪器没有“嘀嘀”自检声,且显示屏黑屏,转动面板上的氧气流量旋钮能调节氧气流量大小,气路能通,基本上判断是电路故障。
因交流电指示灯不亮,首先检查220 V交流电供电是否正常。该机电源线从仪器后面进入,经电源开关再从侧面引出到显示屏。用万用表测量墙壁电源,输出电压正常。接上电源线后,用万用表测量电源插头,输出电压正常。再测量电源开关和插座上的两颗保险丝也是好的。此时,判断应该是显示屏内电源板或控制板的问题[5]。
将显示屏后面连接的电源线和3根数据线拆除,拧下显示屏后盖上4颗螺钉,将显示屏前拉,拆开后盖。小心地将连接控制板上的3个插头(即后备电池插头、DC电源插头、风扇插头)和地线拔出,把屏幕和控制板拆下。仪器接上交流电开机,测量中间的DC电源插头发现没电,根据手册应该是有两组电压6 V和9 V(6 V的电压范围应该是5.97~6.03 V;9 V的电压范围应该是8.55~9.45 V),判断电源板故障。
取下电源板,该电源为采用TL3844为控制芯片的它激式开关电源,发现电路板和上面的元件没有明显的烧焦或炸裂的痕迹。根据电路板,可以大致画出部分电路图,见图1。
图1 电源板部分电路
首先测量电源板上的保险丝完好,400 V电容和开关管没有短路击穿。通电测试,400 V电容上电压为320 V正常,开关管上也有320 V电压,但变压器次级6 V和9 V没有输出。拆下开关管(即场效应管)测量3个脚阻值正常。判断问题应该出在TL3844为核心的振荡和控制电路上。
要排除故障可以先大致了解芯片的启动过程:交流电220 V经过整流桥整流和400 V电容滤波得到320 V直流电压,经R4降压,再到TL3844的7脚供电。外围有一个35 V 27 μF的滤波电容,当7脚的滤波电容上的电压达到TL3844的供电电压,芯片开始工作,6脚有脉冲输出,开关电源开始工作,开关变压器反馈绕组产生电压,经整流后到7脚给TL3844供电。
测量TL3844的7脚发现供电电压不稳,在12~14 V波动,8脚基准5 V电压也没有,6脚脉冲输出也没有。怀疑TL3844芯片没有工作或损坏。之后更换TL3844芯片后故障依旧,证明芯片是好的,应该是芯片没有工作。
检查板子上给芯片供电的启动电阻R4(电阻值91 kΩ),拆下测量阻值正常,把滤波电容35 V 27 μF电容拆下用万用表测量电容大小也正常。
但根据经验可能还是35 V 27 μF电容损坏,于是用晶体管测试仪测试,结果见图2。测得35 V 27 μF电容的ESR等效串联电阻很大,有150 kΩ,Vloss损耗衰减也很大,确定35 V 27 μF电容损坏。
图2 35 V 27 μF电容测试
把35 V 27 μF电容替换成手头有的35 V 33 μF电容(晶体管测试仪测试结果见图3)。通电测量TL3844供电7脚电压稳定在16 V,8脚基准电压也有5 V,测量次级输出6 V和9 V正常。电源板通电测试电压正常,散热片等部件也没发烫过热。装机通电,仪器交流指示灯亮,开机屏幕显示正常,机控打气也正常,长时间运行测试正常。
图3 35 V 33 μF电容测试
对于医疗设备开关电源的维修,需要维修人员了解开关电源的基本工作原理,掌握熟练的维修技术和方法,从外到内,从整体到局部,逐一排查,必要时可以根据电源板上的电路走向画出大致的电路原理图进行分析。平时还要注意维修经验的积累,知道常见的故障,有利于缩短维修时间[6]。医疗设备开关电源的维护保养是一项需要长期坚持并且意义重大的工作,它可以提高维修人员自身的技术水平,保证医疗设备的有效使用,为医院减少维修费用。