安全稳定的开关电源是保证设备正常运行的前提条件。本文总结HVS-2型口腔专用负压机、二氧化碳培养箱 Thermo8000DH、迈瑞T5监护仪三个典型设备电源故障实例，深入解析电源开关的组成及工作原理，根据分析结果制定相应的解决方案。通过对开关电源故障的分析与检修，故障得以处理，为医疗设备开关电源的维修提供了实例参考。同时，只有维修人员充分掌握了医疗设备开关电源的原理与检修方法，才可能为医疗设备的安全稳定运行提供保障。开关电源；口腔专用负压机；二氧化碳培养箱；监护仪；故障分析刘勇，副主任技师，主要研究方向为医疗设备质量管理和质量控制。随着医疗设备的不断更新发展，越来越多的智能化、人性化的医疗设备应用于临床医疗，为患者提供更加准确便捷的治疗。临床应用的绝大多数医疗设备在正常工作状态下都离不开安全稳定的开关电源提供电能。然而在医疗设备使用中开关电源故障率很高，根据相关数据统计，开关电源故障占医疗设备故障的 60% 以上，因此为了保障临床医疗设备能够正常运行，本文对开关电源的工作原理及开关电源典型故障维修实例进行分析研究。医疗设备开关电源向着小型化、轻量化、高效率、模块化、低噪声及智能控制的方向发展，开关电源电路主要由输入电路、变换电路、输出电路、控制电路、采样反馈电路和保护电路等组成。其中输入电路由电磁干扰滤波器、防浪涌电流电路及整流电路组成 ；变换电路是开关电源的核心电路，主要包括开关电路和变压器 ；输出电路，主要由输出整流滤波电路和直流输出电路组成。医疗设备开关电源的原理框图如图 1 所示。
开关电源的输入端接通 220 V 交流电经过电磁干扰滤波器削弱电网中高频信号的干扰，防浪涌电流电路对浪涌电流加以抑制，整流电路将转变成 300 V 左右的直流电，高压直流电再经过电阻分压，为控制电路提供启动电流，通过控制电路控制开关器件，将转换后的直流电直接加至 变压器的初级绕组，变压器的次级绕组感应到高频电压后经过输出整流滤波电路提供给负载所需的直流电，直流输出部分通过采样反馈给控制电路，对占空比进行调节控制，以达到对开关器件的调控来稳定输出电压 ，与此同时，对于电路中产生的过压、过流、低压现象由保护电路进行保护，以保障开关电源安全稳定的工作。 为了解决医疗设备开关电源种类繁多、元器件规格型号复杂、维修不便的难题，总结如下开关电源的检修方法。 （1）“看、闻、摸”电子元器件。看是否有断线、烧糊 痕迹，虚焊、漏焊、电容鼓起变形现象等 ；闻开关电源是否有烧焦味道；摸元件表面温度是否过高、焊接是否牢固。若发现故障元器件应更换相同规格元器件，确保其他相关元器件正常的前提下通电试机，如主逆变功率管烧坏需要 先排除前级故障后再通电试机。 （2）检测输入交流电压。测量输入交流电压是否正常，如输入电压异常则检修插座电压或电源线是否存在故障，排除故障通电试机。 （3）检测滤波电容电压。测量滤波电容的电压是否正常，若不正常则检查保险管是否烧断或者整流桥是否正常，若保险管损坏，应先查明导致保险管损坏的原因及相关元器件，再更换保险管及相关故障元器件后通电试机。 （4）检查启动电路。检查启动电路是否正常，控制芯片是否有启动电压，若无启动电压，则检查启动电阻或控制芯片是否存在故障，排除故障后通电试机。医疗设备开关电源维修时一般应遵循“测前先断电”的原则，更换电子元器件时应先断电，再对滤波电容放电，以免造成电击。开关电源维修方法流程图如图 2 所示。HVS-2 型口腔专用负压机接通电源开机运行一段时间后，指示灯突然全部熄灭，负压机停止运行，HVS-2 型口腔专用负压机开关电源板如图 3 所示。
测量开关电源输入电压显示 220 V，再测量 +5 V 和 +12 V 输出电压均为 0，断定开关电源故障。HVS-2 型口 腔专用负压机开关电源电路（图 4），控制电路采用 TOP221P 控制芯片，将 PWM 控制器和 MOSFET 集成在同一芯片， 具备完善的保护功能 ；反馈电路由 PC817 和 TL431 组成。仔细观察开关电源板各元器件外观无异常、无烧焦异味且无明显温升现象的前提下，测量 C1、C2 两并联滤波电容电压显示为300V，断定开关电源输入电路正常，再测量 TOP221P 控制端 C 的电压为 0，初步断定 TOP221P 或者 PC817 和 TL431 组成的反馈电路故障，断电后对 TOP221P 和反馈电路各元件进行检测，发现电阻 R7 阻止 无穷大，光电耦合器 PC817 损坏，导致反馈电路断路致使 TOP221P 控制端 C 的电压为 0，TOP221P 无法启动 。更换光电耦合器 PC817 和相同阻值的电阻R7，通电检测开关电源输出各直流电压+5V 和+12V均正常。2.2 二氧化碳培养箱Thermo8000DH开关电源故障 二氧化碳培养箱 Thermo8000DH 开机无显示，无法正常工作。
2.2.2 故障分析 因二氧化碳培养箱 Thermo8000DH 开机无显示，初步断定控制板或者开关电源故障，测量开关电源输入交流电压显示 220 V，无 +10 V 和+15V直流输出电压，断定其开关电源故障。Thermo8000DH开关电源板如图5所示。经过“看、闻、摸”三步均未发现开关电源板各元器件异常现象。根据 Thermo8000DH 开关电源电路图（图 6），测量滤波电容 C4（400 V/100μF）的直流电压显示为301V， 说明开关电源输入电路正常。再对控制电路进行检测，测量开关电源控制芯片 UC3844 的电源输入端 7 引脚，直流电压显示为 0，说明 UC3844 无启动电压。进一步检测启动电路，发现启动电阻 R1 开路，无法提供 UC3844 控制芯片 16 V 启动电压，导致开关电源无法输出+10 V 和 +15 V 直流电压。
更换 Thermo8000DH 开关电源相同阻值的启动电阻，通电后检测开关电源板输出电压正常，Thermo8000DH 一切显示正常可供临床使用。
2.3 迈瑞T5开关电源故障迈瑞 T5 监护仪接通 220 V 交流电后电源指示灯不亮， 开机黑屏，无法正常工作。 根据 T5 监护仪的故障现象通电后电源指示灯不亮，在确认外部电压正常的情况下，开机黑屏可初步断定为开关电源故障。 T5 监护仪电源板分两级输出，前级输出为 AC-DC，输出的电压为 +16 V ；后级输出为 DC-DC 输出的电压为+3.3、+5和+12V。在交流电输入中断后，电池作为后级输出的备用电源，为后级输出提供不间断的前级输入。拆下如 图7所示的T5电源板，并绘制开关电源前级AC-DC电路图， 如图 8 所示。 首先观察开关电源板各元器件发现 C35（400 V/180 μF）滤波电容鼓起，通电测量滤波电容两端电压为零，测量两个T3.15A/250 V 保险管均开路，断电之后焊下 C35 滤波 电容检测发现电容损坏，更换相同型号的保险管和滤波电容通电测量前级输出端仍无 16 V 输出，再测量 KBU6K 桥式整流器中间两引脚的输入交流电压为 220 V，可断定 EMI 滤波器正常，再测量 C35 滤波电容两端直流电压远低于 300 V，可以断定KBU6K 桥式整流器故障，检测发现KBU6K 桥式整流桥正、反相导通。更换迈瑞 T5 监护仪开关电源相同型号保险管、滤波电容（400 V/180 μF）及 KBU6K 桥式整流器，通电检测开关电源输出各直流电压均正常，T5 监护仪正常工作。 本文通过对医疗设备开关电源的典型故障实例进行分析与维修，更加详细地阐述了关于医疗设备开关电源的检修方法，为以后开关电源维修提供了一定的理论基础及实践经验。但是开关电源故障处理是一项集多种学科为一体、专业性极强的维修工程，因此要求维修工程师不仅要有过 硬的专业理论知识，还必须要有丰富的实践经验，避免盲目的开展维修工作。为了保障医疗设备开关电源的安全稳定运行，提前发现设备隐患，还必须做好医疗设备开关电源的质控管理，为临床医疗提供有力保障。夏信堂，刘勇，李奥林，单长征，卞兆峰，李云雷，田野，蔡杨
山东大学齐鲁儿童医院 设备科，山东 济南
