医疗设备开关电源的设计关键

　　NTC 热敏电阻防冲击电流电路由于热敏电阻的热惯性，重新恢复原始阻值需要时间，当电源断电后又快速接通时起不到限流作用。

　　输液泵及部分小功率医疗设备电源中很多便采用PTC热敏电阻限流或NTC 热敏电阻防冲击电流电路设计。其中，PTC 热敏电阻在遭遇雷电或强电流的时候容易损坏，始终呈低阻态而通电便烧熔断丝。而NTC 热敏电阻往往出现开路故障，导致一次电源DC 无AC 接入。

　　2 光电耦合器故障

　　光耦合器（Optical Coupler）亦称光电耦合器，简称光耦。是以光为媒介来传输电信号的器件，通常把红外线发光二极管与光敏半导体封装在同一管壳内，当输入端加电信号时，发光二极管发出光线，光敏半导体接受光线就产生电信号，从输出端流出，从而实现“电- 光- 电”转换。它广泛应用于信号隔离、开关电路、脉冲放大、固态继电器（SSR）等电路中。另外，利用线性光耦合器可构成光耦反馈电路，通过调节控制端电流改变占空比，达到精密稳压的目的。

　　光耦能实现电气隔离，还有抗干扰能力强、使用寿命长、传输效率高等优点[3]。但遇到光耦合器性能下降导致电路故障在医疗设备开关电源中还是比较多的。

　　例1 ：Philips BV25 X 线机的电源不少临床医学工程人员都接触过。其中，因光电耦合器性能不良导致无法开机几乎成为该电源的通病。BV25 主电源采用了无触点软启动电路设计。当220V 接入时，一路变压器提供一组28V 和多组7V 电源，28V 经整流稳压后得到+15V 电压向电源控制板提供电源，7V 供给各组光耦合器。电源板上H1 若为绿灯，则大致可判断28V 和7V 输出正常。可控硅V1-V3及光耦（4N25）B1-B6 性能不良均会导致开机失败，判断V3 是否损坏需拆下测量，否则容易误判。

　　例2 ： OHMEDA 2000 婴儿温箱， 温度到设定值后继续上升，报“E013”。查维修手册提示为“Header notswitching off”。排除thermal switch 故障后，最大可能是SSR内光耦合器的性能不良所致，更换该器件后温箱工作正常。

医疗设备开关电源和其他开关电源一样，功率器件是必不可少的。其中用的较多的有功率二极管、可控硅（SCR）和功率场效应管等。在维修过程中，功率器件是重点检查对象，此类器件的损坏，会导致开机保护或烧熔断丝。在维修中发现该类器件损坏时，除更换同参数器件外，还必须检查外围高压电容及限流或电流检测电阻。　　例1 ：Alcon Universal II 型超声乳化仪开机面板无显示，“Standby”灯闪烁，开关电源有“吱吱”声，可大致判断电源有保护动作。该电源用到了 UC3842、UC3843 和UC3854等PWM IC，各IC 电流检测端均提示过流，且各供电端电压跳变。排除PWM IC 及外围电路损坏后，重点检查功率器件，其中一路电源的开关管（IRF460）击穿，更换该场效应管后又检查了其外围电路，发现与其连接的C26 高压电容（1KV）已击穿，更换C26 后通电，主+24V 输出正常，将机器所有连线恢复，各组电压正常且整机工作稳定。

　　例2 ：SHIMADZU OPESCOPE 50N 型X 线机监视器无显示，指示灯闪烁，该X 线机总供电为220V，而监视器供电为110V，送修前操作人员单独对监视器加220V 后指示灯不亮。该监视器电源采用STR 54041 开关电源厚膜模块设计，其DS 极已击穿，且D1722 被击穿，更换后接假负载各路电源输出正常，恢复电路连线后指示灯亮，机内有“嗒嗒”声，但仍无显示，后检查发现行管Q9 和保险电阻R71损坏，更换后整机工作正常。

　　4 PWM IC及外围电路故障

　　电源控制芯片与开关管组合在医疗设备开关电源中应用很普遍，一个电源甚至还会多处用到。PWM 开关稳压或稳流电源的基本工作原理就是在输入电压、内部参数及外接负载变化的情况下，控制电路通过被控制信号与基准信号的差值进行闭环反馈，调节主电路开关器件的导通脉冲宽度，使得开关电源与输出电压或电流等被控制信号稳定。

　　PWM 的开关频率一般固定，控制取样信号可以构成单环、双环或多环反馈系统，实现稳压、稳流及恒定功率的目的。

　　同时，可以实现一些附带的过流保护、抗偏磁及均流等功能。