1.1.開關電源

　　

大多數開關電源主要由電磁幹擾濾波器
、防浪湧控製電路、整流濾波電路、開關變壓器

、開關元件
、脈寬調製組件等元器件組成。

 

圖1：反激式開關電源電路拓撲

 

開關電源的典型結構有串聯開關電源結構、並聯開關電源結構、正激開關電源結構
、反激開關電源結構、半橋開關電源結構、全橋開關電源結構等。由於反激開關電源為最基本結構之一且廣泛應用於醫療設備領域,故下麵重點介紹。

　　

1.2. 反激開關電源

　　

反激開關電源的工作原理可概括為：功率管開啟時，變壓器隻存儲能量，不對次級提供能量；關斷後，變壓器將能量向次級釋放，電路拓撲如圖1所示。它具有電路簡單(節省一個大電感)、不怕負載短路等優點
，但由於鐵芯處於單向磁化狀態，為防止磁飽和，需要大鐵芯，也就意味著大體積
，故廣泛應用於100—150W的中小功率開關電源。

　　

1.3 邁瑞PM9000監護儀的電源部分

　　

某監護儀的電源部分整體功能框圖見圖2,電源各模塊的功能和關係如下。

 

圖2：電源部分整體功能框圖

 

①AC/DC模塊將交流220 V轉換成直流16.8 V,上電即輸出,直接供給電池模塊和開關模塊,該模塊采用UC3843芯片構成開關電源。

　　

②DC/DC(5 V)和DC/DC( 12 V)模塊在監護儀工作時供電,需開關模塊觸發後才輸出,輸人為16.8 V或電池電壓,輸出則供給主板、液晶
、風扇、泵等,其中DC/DC(5V)模塊采用MC34167單片電源轉換器,而DC/DC(12 V)模塊采用UC3843芯片構成開關電源。

　　

③開關模塊的電源由16.8 V或電池電壓經LP2950芯片直接轉成5V供給,當按下電源按鍵時,脈衝經整形後送給RS觸發器保持高電平,從而將16.8 V或電池電壓接人後級DC/DC (5 V)和DC/DC(12 V)模塊,即進入正常工作模式。

　　

④電池模塊通過UC3906也、片方便有效地頭現充放電管理。

　　

⑤電壓監控模塊為具有I2C總線的AD及DA轉換器PCF8591,可及時將各部分電壓的數值傳輸到主板。

　　

由於大部分電源故障發生在16.8 V前級輸出,故下文選取AC/DC模塊進行分析,圖3為結合實物電路板逆向繪出的電路原理圖。結合本文上麵內容介紹,可以得出結論:本模塊采用了以UC3843芯片為核心的隔離型反激開關電源結構。

 

圖3：AC/DC模塊電路原理

 

220V交流電壓經過電磁幹擾濾波器、防浪湧控製電路、整流濾波電路後得到約308 V直流電壓。此直流高壓被高頻變壓器斬波和降壓,變成幾十千赫茲的矩形波電壓,再經過整流濾波就得到直流輸出電壓。這是固定頻率、改變脈衝寬度的調壓原理。

　　

剛啟動開關電源時,UC3843暫由R1、R2等提供工作電壓,一旦開關功率管轉入正常工作狀態,則由自饋線圈經R3供電。輸出電壓先經TL431構成 的反饋電路,再通過光耦隔離輸入1腳作為誤差電壓Vr,同時與電流在取樣電阻Rn上建立的電壓作比較,進而控製輸出脈衝占空比,實現穩壓。

 

　　

在開關電源中,由於電源輸入部分工作在高電壓、大電流的狀態下,故障率最高。其次是大功率開關管和其保護電路較易損壞,再就是脈寬調製器及周邊相關電路容易出現故障。圖3中易壞元器件已用圈標出,皆為實際工作中的實例。為了更好地理解它們,具體故障按檢測流程分塊說明如下。

　　

①保險絲F1和F2
、溫控電阻TR

、橋堆BR,以一級維修即可,但有關電源部分的故障應進行深人上各元器件損壞,現象為前級無直流308V高壓輸出
；其檢測方法比較簡單,用萬用表找出損壞元器件更換即可。

　　

②分壓電阻R1
、R2等,如直流308V高壓正常,Vcc上無啟動電壓,則重點檢查這一供電電路。

　　

③開關功率管2SK2485損壞,可用一極管擋檢測,查看是否擊穿;限流電阻 Rl1、R10 和保護電阻R70如檢測到開關功率管2SK2485已損壞,大多數情況下,其保護電路也會存在問題,因而得逐一排查
，重點為上述電阻。

　　

④UC3843心片損壞,可通過一極管擋測量75腳來判斷,二極管D4擊穿。更換UC3843時,要小心,容易虛燥。熱風槍拆燥台選擇如下參數:溫度5—6 擋風速 1—2擋。

 

　　

檢修電源首先要檢查在斷電狀態下有無明顯的短路、元器件損壞故障。打開電源的外殼,檢查保險絲是否熔斷,再觀察電源的內部情況,如果發現電源部分的元件破裂,則應重點檢査此元件,一般來講這是出現故障的主要原因,嗅一下電源內部是否有糊味,檢查是否有燒焦的兀器件,問一下電源損壞的經過,這一點對於維修任何設備都是必需的。在初步檢査以後,還要對電源進行更深人的檢測,具體步驟可參考圖4。

 

　

圖4：電源檢測流程

 

　　

醫療設備的維修可分為一級或者板級維修、二er級ji或huo者zhe片pian級ji維wei修xiu兩liang個ge階jie段duan
，一yi般ban情qing況kuang下xia，熟shu練lian掌zhang握wo一yi級ji維wei修xiu即ji可ke。但dan有you關guan電dian源yuan部bu分fen的de故gu障zhang應ying進jin行xing深shen人ren的de片pian級ji維wei修xiu通tong過guo有you效xiao科ke學xue的de經jing驗yan總zong結jie分fen析xi

，將jiang大da大da降jiang低di維wei修xiu成cheng本ben，提ti高gao維wei修xiu效xiao率lv。