金寶電源的維修課件

一種醫(yī)療電源的維修方法醫(yī)療儀器中的電源，首先要滿足在電網(wǎng)或負(fù)載變化時(shí)的恒壓或恒流的作用。另外，能提供儀器中各種元器件的供電要求，并且有盡可能小的電磁干擾和噪聲，同時(shí)具備各種過載與欠壓的保護(hù)措施。線性電源雖能滿足上述需求，但鑒于其體積笨重、效率低下20世紀(jì)50年代開始逐步被開關(guān)電源所替代?，F(xiàn)在的有源醫(yī)療設(shè)備中，無論是恒壓還是恒流，幾乎都采用了開關(guān)電源。以下用金寶血透機(jī)AK200電源為例，介紹我們分析故障現(xiàn)象和最終排除故障的解決方法。2.電路分析與維修方法2.1電路分析金寶血透機(jī)AK200型的電源由瑞士制造，機(jī)型為：K18004.002Gambro。機(jī)器內(nèi)部含有1.功率因數(shù)控制器2.一組24V主電源、一組24V副電源和一組12V電源3.各種過載保護(hù)電路及啟動(dòng)電路。這是一個(gè)以UC3844為主芯片PWM控制的開關(guān)電源，屬他激式正激勵(lì)，由于采用了正激勵(lì)方法，為了減少開關(guān)管關(guān)斷時(shí)的高反相脈沖損壞開關(guān)管，電路采用了雙VMOS管（V10，V21）串聯(lián)的接法。V34，V35是一對(duì)互補(bǔ)的晶體管做功率VMOS管的驅(qū)動(dòng)，V24是V21的驅(qū)動(dòng)晶體三極管，以實(shí)現(xiàn)V21與V10的同步開和關(guān)。T1是高頻變壓器，初級(jí)線圈隨VMOS導(dǎo)通電流增加時(shí)，次級(jí)感應(yīng)的電壓使V15a導(dǎo)通，V21與V10關(guān)斷時(shí)L4的反電動(dòng)勢(shì)讓V15b導(dǎo)通，這是一種經(jīng)典的正激勵(lì)電路。整流濾波后供+24伏主電源輸出，N2（TL431）用于主電源的采樣基準(zhǔn)（2.5V），采樣電阻是R64、R65和R41。設(shè)計(jì)的輸出電壓為：若某種原因輸出電壓升高時(shí)，R41對(duì)信號(hào)地電壓超過2.5伏，經(jīng)N2的基準(zhǔn)2.5伏比較后N2的陰極和陽極之間電流增加，H3光耦發(fā)光管導(dǎo)通，N4芯片⒁腳VFRE的5伏電壓通過光耦的光敏管加到N4的⑶腳Vfb端，此端電壓上升，芯片輸出占空比縮小，輸出電壓隨之下降，反之亦然。LR電感既當(dāng)濾波用，又利用電感的內(nèi)阻0.01歐姆充當(dāng)過流保護(hù)的采樣電阻，LR采樣端連接N3A（LM393比較器）的反相端⑵腳，N3A正相端⑶腳對(duì)信號(hào)地的電壓為：主電源過壓輸出保護(hù)值為:如果主電源電壓輸出超過29.07V時(shí)會(huì)使N3b的反相端⑹腳電壓超過5.1V，N3b比較器反轉(zhuǎn)，N3b⑺腳輸出電壓接近信號(hào)地水平，光耦H2導(dǎo)通，N4的⑴腳COMP端通過R30和光耦H2光敏管接地，使N4的⑴腳電位下降，N4芯片輸出占空比縮小，最終使開關(guān)變壓器次級(jí)電壓下降，起到了過壓保護(hù)的作用。N10A是功率散熱器過熱保護(hù)比較器。RT的常溫值是100K，這是一個(gè)負(fù)溫度系數(shù)的電阻，固定在鋁散熱器上。RT接在比較器N10A的反相端⑵腳，將N6（7815）輸出的電壓和R42對(duì)地進(jìn)行分壓正常情況下另一個(gè)UC3844芯片的開關(guān)電源副邊電壓經(jīng)N6（7815）輸出15V電壓，減去V-1一個(gè)PN結(jié)0.7V電壓，這14.3V的電壓經(jīng)RT和R2分壓后加在N10A的反相端⑵腳上，N10A比較器的輸出端⑴腳通過V37-1，V37-2，與上拉電阻R66和N4的⒁腳的5V相連。正常工作時(shí)RT的值大于47K，N10A同相端對(duì)地電壓高于反相端對(duì)地電壓，N10A⑴腳內(nèi)部輸出集電極呈高阻狀態(tài)，即N10A⑴腳對(duì)地為高電位，BG10不導(dǎo)通，若散熱器的溫度升高到使RT的值小于R2（47K），此時(shí)N10A反相端⑵腳對(duì)地的電壓:將大于7.15V，比較器反轉(zhuǎn)，N10A⑴腳輸出為低電位，BG10的基極電流經(jīng)R7，V37-1，經(jīng)N10A輸出⑴腳到地形成回路，BG10導(dǎo)通，N4的過流保護(hù)端⑸腳經(jīng)BG10的c-e與N4⒁腳的+5V相連，N4輸出關(guān)斷，起到過熱保護(hù)作用。N9A的同相端對(duì)信號(hào)地的電壓為1.09V，N9A的反相端經(jīng)R44接信號(hào)地，在節(jié)點(diǎn)上又和R62，HALT按鈕串聯(lián)至REMO端如果血透機(jī)主機(jī)不給REMO端控制電壓，那么N9A的反相端對(duì)信號(hào)地為0V，N9A⑴腳內(nèi)部的輸出集電極為開路狀態(tài)，即N9A⑴腳對(duì)信號(hào)地呈高電位，副電源通過N13（7812）輸出的+12V電壓經(jīng)R45使光耦H5的發(fā)光管與信號(hào)地之間產(chǎn)生電流，光耦H5光敏管導(dǎo)通V37-1與V37-2節(jié)點(diǎn)處通過H5的光敏管接地，BG10導(dǎo)通，N4輸出關(guān)斷，主電源+24V沒有輸出。如果主機(jī)在REMO端和信號(hào)地之間加上+5V電壓，N9A反相端對(duì)信號(hào)地的電壓就大于1.09V，N9A的輸出端⑴腳為信號(hào)地水平，光耦H5（CNW82）關(guān)斷，BG10截至，N4正常啟動(dòng)并工作。維修：更換各損壞的元器件。BUZ330的VDS為500V，ID為9.5A，rDS為0.6Ω（ON）,市場上能買到的功率場效應(yīng)管是IRFP450，經(jīng)查，該功率MOS管的VDS為500V，ID為14A，rDS為0.4Ω（ON），能完全替代BUZ330。再更換貼片封裝的R24，用1N4746替代V-3和V-4，用貼片封裝的晶體三極管8050和8550替代V35和V34，更換14腳貼片封裝的UC3844芯片N4。至此，損壞部分元件基本更新。換上3A的保險(xiǎn)絲通電試驗(yàn)，+388V對(duì)地電壓正常，說明功率因數(shù)控制器工作正常，X接口處的副電源+24V正常，對(duì)信號(hào)地+12V電源正常，說明副電源工作正常。主電源24V輸出為零，說明啟動(dòng)比較器工作正常。在REMO端和信號(hào)地之間接上5伏電源，主電源對(duì)信號(hào)地+24V電源輸出正常。機(jī)器修理完畢。實(shí)例2：故障現(xiàn)象：機(jī)器能正常開機(jī)，但經(jīng)機(jī)器面板的觸摸屏卻無法關(guān)機(jī)，只能通過插拔后面的220伏交流電源線才能關(guān)機(jī)。經(jīng)查：開機(jī)時(shí)，+388V對(duì)地電壓正常，X接口處的副電源+24V正常，對(duì)信號(hào)地+12伏輸出正常，但+24伏主電源輸出處亦有+24伏輸出。分析與維修：功率因數(shù)控制器正常，兩組UC3844芯片控制的開關(guān)電源也基本正常，故障應(yīng)該在啟動(dòng)電路上，將H5光敏管C-E極短路，主電源+24伏對(duì)信號(hào)地輸出為零，說明BG10完好實(shí)例3：故障現(xiàn)象：機(jī)器無法啟動(dòng)。經(jīng)查：開機(jī)時(shí)，+388V對(duì)地電壓正常，X接口處的副電源+24V正常，對(duì)信號(hào)地+12伏輸出正常，在電源PCB板子的輸出接插件座子⒅腳REMO端和⒄腳信號(hào)地之間加入+5V電源卻能輸出主電源+24V。而在裝上電源的機(jī)箱盒以后，再從引出線的接插件⒅腳和⒄腳之間通以+5V電源后卻沒有主電源+24V輸出。分析與維修：以上故障只能發(fā)生在22芯的接插件和引線上。檢查接插件端口接觸良好，各引線沒有被腐蝕和斷開的現(xiàn)象，但PCB板的REMO端口和引線接插件之間串聯(lián)了一個(gè)HALT這個(gè)緊急關(guān)斷開關(guān)，平時(shí)應(yīng)該是常閉的，經(jīng)查已經(jīng)因氧化開路了。對(duì)這個(gè)HALT開關(guān)進(jìn)行清洗處理后，故障排除，機(jī)器修復(fù)。實(shí)例4：機(jī)器工作2-3小時(shí)后主電源會(huì)莫名關(guān)斷。經(jīng)查：副電源+24伏正常，對(duì)信號(hào)地+12伏正常，主電源能被+5伏信號(hào)啟動(dòng)。分析與維修：懷疑熱穩(wěn)定性不好，或者高頻變壓器內(nèi)部有匝間短路。在REMO端和信號(hào)地之間加入+5V的電源啟動(dòng)+24V的主電源。試驗(yàn)4個(gè)小時(shí)，機(jī)器一切正常，各散熱器溫升不高，兩高頻變壓器溫升不高?？紤]機(jī)器負(fù)載過重？同時(shí)也需考慮風(fēng)扇的散熱效果，因?yàn)闄C(jī)箱拆開時(shí)風(fēng)扇的接插件隨之卸掉，無法直接試驗(yàn)風(fēng)扇的好壞。用外接24伏電壓離線檢查風(fēng)扇，風(fēng)扇正常。用導(dǎo)線焊接在風(fēng)扇接插件的底座并和風(fēng)扇相連，風(fēng)扇不轉(zhuǎn)。通電在線檢查風(fēng)扇接口處無+24伏電壓。離線檢查V83晶體管完好，通電在線檢查V83基極對(duì)信號(hào)地電壓0.7V，集電極0V，那必定是風(fēng)扇插座和+24V連線開路。又是一處PCB板敷銅線被透析液腐蝕開路的例子！原因可能是由于風(fēng)扇停轉(zhuǎn)，帶負(fù)載情況下各功率MOS管溫度上升，導(dǎo)致散熱器溫度升高使RT值小于47K，N10A比較器反轉(zhuǎn)輸出關(guān)斷，為過熱保護(hù)所致。重新焊接開路的敷銅線，故障排除。從以上4個(gè)實(shí)例的故障排除來看，只要有電路圖，機(jī)器的故障分析比較清晰，有章可循，機(jī)器的維修變得快而省事，而且能實(shí)現(xiàn)高的維修成功率。但遺憾的是，一般供應(yīng)商不提供電源的電路圖，這給維修工程師帶來了不少糾結(jié)的問題。如果沒有機(jī)器的圖紙，要修好上述4例電源或許是比較困難的。本文我們僅以金寶血透機(jī)AK200電源為例子作了分析。另外，我們還對(duì)貝克曼公司