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试析医疗设备开关电源工作原理和维修办法O

2019/07/20 来源:平凉信息港

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试析医疗设备开关电源工作原理和维修办法 - OFweek医疗1 医疗设备开关电源的基本工作原理 大多数的医疗设备都离不开安全、稳定的电源

试析医疗设备开关电源工作原理和维修办法 - OFweek医疗

1 医疗设备开关电源的基本工作原理 大多数的医疗设备都离不开安全、稳定的电源,且很大一部分为开关电源。由于医疗设备本身的特殊性,使得设备开关电源的互换性较差,这给维修工作增添了一定的难度。所以,了解并掌握医疗设备开关电源的基本工作原理尤为重要。开关电源一般都是由主回路和控制回路两部分构成,其中主回路是将交流电中的电能传递给负载的回路,而控制回路则是按照输入/输出条件对主回路工作状态进行控制的回路。目前,大部分医疗设备开关电源中的控制回路都是集成化电路,也被称之为集成控制器。由于医疗设备开关电源中应用了集成控制器,从而使得开关电源控制组件的数量大幅度减少,开关电源的结构和工作程序也随之简化,进一步提高了电源本身的安全性和可靠性。医疗设备开关电源中包括以下元器件:开关变压器、输出整流等等。开关电源的具体工作原理如下:交流电源输入并经过整流滤波之后转换为直流电源,通过PWM信号控制开关管,将转换后的直流电源直接加至开关变压器的初级上,随后开关变压器的次级会感应出高频电压,再经过整流滤波后供给负载,输出部分利用一定的电路反馈给控制电路,对PWM的占空比进行控制,以此来达到稳定输出的目的。图1为医疗设备开关电源的工作原理。 从图1中可以清楚的看到,由开关变压器和开关元件所构成的功率变换电路是整个开关电源的核心组成部分,其中开关变压器需要承受高频工作状态,所以一般会采用比较特殊的合金磁芯进行制作,而开关元件则分为两大类,一类是自动激发式开关元件,另一类是被动式开关元件。开关电源的控制方式有以下三种:脉宽调制、脉频调制以及混合调制,图1中给出的是为常见的脉宽调制。利用相应的调制组件可以对脉冲的宽度和频率进行控制,从而为整个电路提供矩形脉冲序列。医疗设备的种类相对比较多,并且医疗设备开关电源的电路样式也均不相同,但是这些开关电源的工作原理却是相通的,并且主要结构也非常相似,大体上可将开关电源的回路分为三个部分,即整流电路、线路滤波器、浪涌电流抑制电路。在这三个部分当中,整流电路的作用为明显,它能够将输入电路中的交流电转换为供设备使用的直流电,滤波器主要起衰减高频干扰的作用,浪涌电流抑制电路的主要作用是抑制线路中的浪涌电流。 图 1 医疗设备开关电源的工作原理示意图 2 医疗设备开关电源的常见故障问题分析 2.1 故障分类 根据开关电源的元件损坏可将其故障分为以下几种类型:电感性、电容性以及电阻性器件损坏引起的故障;功率半导体元器件损坏引起的故障;光电耦合器损坏引起的故障;晶振、风扇等电源硬件设备损坏引起的故障。 按照开关电源的工作流程又可将其故障分为以下几种类型:PWM电路故障;DC转换器故障;交流输入故障;驱动电路故障。上述故障仅仅是医疗设备开关电源为常见的几种故障类型。 2.2 故障成因 医疗设备开关电源的故障成因可归纳为以下几个方面:由于输入电路产生出直流高压,从而导致二极管损坏,严重时还会造成功率管损坏;当输入电路当中的高压滤波电容漏电量超限时,会造成开关电源本身的负载能力降低,严重时会导致电源启动限流的电阻被烧损;如果高压滤波电容失效或是高频变压器的次级绕组的整流二极管过热,则会引起波纹电压增大,由此容易造成整机异常;由于功率开关管损坏,造成振荡器停止工作,致使无直流电流输出;因光电耦合器或是电压调整部分损坏,导致开关电源自稳功能丧失,从而使得电压输出不稳定,这样一来可会造成整机工作异常;由于输出端的负载或是空载电流过小,或是某一路输出发生故障,致使电源启动后立即进入到保护状态,造成各路直流无输出。

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