鉅大LARGE | 點擊量:1229次 | 2019年12月27日
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
*PWMIC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(jié)合自身經(jīng)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(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變換器用以進行功率轉(zhuǎn)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(jīng)過放大及脈寬調(diào)制(PWM)電路,再經(jīng)過驅(qū)動電路控制功率器件的占空比,從而達到調(diào)整輸出電壓大小的目的?;窘Y(jié)構見圖1。
▲圖1醫(yī)療設備開關基本結(jié)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;③PWMIC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;②DC/DC變換器故障;③驅(qū)動電路故障;④PWM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(jié)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。
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