MEC509B多参数监护仪开关电源原理与相关故障检修.doc

M EC - 509B 多参数监护仪开关电源原理与相关故障检修汤和明(南充市中心医院 设备科 , 四川 南充 637000) 摘 要 本文介绍了 M E C - 509B 多参数监护仪开关电源的工作原理 ,举出 3 例与之相关故障的检修 。 关键词 多参数监护仪 ;开关电源 : 脉宽调制 中图分类号 T H772 + . 2文献标识码 A文章编号 1007 - 7510 (2004) 10 - 0069 - 02The pr in c i pl e of s witc h in g po wer s u p pl y ofM EC - 509 B M ul t i -TA N G He - mi n gpa ra me ter mon it or a n d it s ma in tena n ce( N a nc ho n g Ce n t r al Ho sp i t al , N a nc ho n g Si c h ua n 637000 ,C hi n a )Abstra c t : T hi s a r t i cl e i n t ro d uc e s t h e wo r k p ri ncip l e of s w i t c hi n g p o w e r s up p l y ofm alf u nc t io n s .M E C - 509B a n d 3 c a se s r el a t e d i t sKe y wor ds : m ul t i - p a r a m e t e r p a t i e n t mo ni t o r ; w i t c hi n g p o w e r s up p l y ;p ul se w i d t h mo d ul a t io n ( P W M )开曼迈瑞 M E C - 509B 多参数监护仪是目前医院配备较多的轻便式监护仪 , 采用了新颖高效的开关电源 , 由于厂方不 配图纸和技术维修资料 , 给基层修理带来了极大的不便 , 本人 在修理过程中经过对电源板的观察分析 , 根据 ( R E V I S IO N1 . 1) 实物绘出了原理图供同行参考 , (部分元件因板上无标号 图中加 * 号表示) 。基本工作原理由图可见 , 该电源是美国 Po w e r 公司生产的第二代三端 离线式脉宽调制单片开关电源集成电路 T O P 列为核心所组 成 , T O P227 采用 T O - 220 封装 , 三个管脚分别为控制端 C 、 源极 S 和漏极 D 。内含控制电压 、带隙基准电压源 、振荡器 、脉 宽调制器等十部分组成 。C 端主要作用是控制电流 Ic 来调节 脉冲波形的占空比 ,自空载到满载其占空比范围为 0 . 770 % , 振荡频率设定值 100 k Hz 。该端与内部并联调整器/ 误差放大 器相连 , 既能提供正常工作所需的内部偏流 , 同时作为电源支 路和自动重启/ 补偿电容的连接点 , 在 C - S 极间的旁路电容 C20 、电阻 R6 为门驱动供给电流 , 同时决定自动重启动的定时 和控制环路的补偿 。源极 S 与内部的 M O S F E F 的源极连通 , 兼作初级电路的公共端 。交流电压经过由 C31 、L 1 、L 2 等构成的电源噪声滤波器 ( P N F) 再经过整流滤波后获得直流高压 ,由高频变压器初级接 U 3 的漏极 D ,经 D - C 内部的高压电流源提供控制端电流 Ic , 当 V c 达到 5 . 7 V 时高压电流源被关闭 , 脉宽调整器和 M O S2F E T 开始工作 , Ic 改由反馈电路提供 。当 Ic 超过规定值时 ,就通过内部的并联调整器进行分流 。自动重启动电路中的比较器具 有 滞 后 特 性 , 它 通 过 控 制 高 压 电 流 源 的 通 断 使 V c 在4 . 7 V 5 . 7 V 的工作范围之内 , 一直工作到 V c 进入受控状态 为止 。当 C20 的值为 47F 时 ,自动重启动频率为 1 . 2 Hz 。由 D 1 及阻容元件构成的简易整流滤波电路为光耦合中接收管的集电极提供偏置 。L M 431 与光耦合 ( U 2) 构成外部误差 放大器 , 再与 U 3 内部的误差放大器配合对控制电流进行精细 调整以提高稳压性能 。由 D 4 整流输出的电压经取样电阻 R16 和 R7 分压后接 L M 431 的基准端 , 与内部的基准电压进行比 较 , 通过改变 K 端的电压来控制光耦合中 L ED 的电流 , 进而 控制因外部电压及负载变化所产生的电压波动 , R9 是 L ED 的 限流电阻 。为进一步提高整机核心电压的稳定性 , 由 D 3 整流输出的16 . 5 V 电压再经 M C34167 T 作二次稳压 , 经外接分压电阻 R19 、R20 将输出电压设定为 13 . 5 V 。M C34167 T 是升压/ 降 压/ 反向开关集成块输出开关电流超过 5A , 片内有带计时器的 固定频率震荡器 , 不用外接电阻分压器就能提供 5 . 05 V 输出 , 带温度补偿的基准电压精度为 2 % ,占空比 0 %到 95 % ,内部有 热关断功能 , 有高增益的误差放大器和大电流输出开关 , 工作 电压从 7 . 5 V 到 40 V ,待机模式电流为 36A 。开关变压器初级由 C7 、Dz1 、R * 、D 2 组成尖峰吸收电路 ,对高频变压器的漏感产生的反峰电压进行钳位 , 一定程度上可 保护 T O P227 的 D - S 极间不被击穿 。三组输出的整流二极管 均并有 R C 吸收网络 ,以消除高频自激振荡 ,减小射频干扰 。由 R2 、C18 等组成的滤波电路 ,能滤除由变压器初 、次级耦合电容 收稿日期 2004 - 04 - 11图 1 M E C - 509B 多参数监护仪电源原理图形成的共模干扰 。该监护仪体积较小内部结构比较紧凑 , 使用常规显像管 , 散热性能较差 , 在高温及电压波动较大的情况下电源板最容易 出故障 。典型表现为烧保险 ,进一步检查可见 T O P227 爆裂 ,另 外 就 是 整 流 硅 桥 烧 坏 , T O P227 可 用 T C33373 V A T 或 T O P225 、T O P226 代换 , 涂好硅脂注意散热实践证明完全可 行 。硅桥可用 3A / 400 V 以上的优质品代换 ,Dz1 瞬变电压拟制 二极管其反向击穿电压为 200 V , 阻塞二极管 D 2 为反向耐压500 V 的超快恢复二极管 ,其它均为常规元件 。检修实例故障 1开机无任何反应 。该机已被其他维修人员更换过硅 桥 ,但通电即连同保险一起烧毁 。检查发现 T O P227 爆裂 ,整流硅桥烧坏 , C24 、C26 烧毁 , 该电源 300 V 滤波电容 C14 、C16 已 由串联改为并联并擦去参数 , 如损坏可用 120u F/ 400 V 的电解 电容代换 。更换相关元件后在 220 V 回路串一 100 W 灯泡 ,13 . 5 V 端接上假负载 ,检查无其它故障后上机工作正常 。故障 2开机指示灯亮 , 能打气加压 , 但显示屏不亮 , 听不到报 警 。检修过程 开盖测各组电源正常 , 观察显像管灯丝亮 , 初步判 断 故 障 在 行 输 出 部 分 。拆 开 底 部 检 修 窗 口 , 测 行 管 Q 33(B U 406) 集电极电压为零 , 测 13 . 5 V 输入端 C N 001 电压正常 , 其电压经保险 L 1 L 2 到由 D 10 和 C10 组成的升压电路 , 再经行输出变压器第 8 脚至第 4 脚到行管集电极 , 测 C10 正端电压 13 V ,但变压器 8 脚电压为零 ,连接为一金属跳线 ,拨 动跳线发现与 8 脚焊点间已断开 ,原因是该跳线是用 C10 正端 的余线作跳线 , 距焊点尚有 2 毫米的距离 , 靠焊锡延长相连 , 本 身就不可靠 ,重新用跳线焊接后 ,行管集电极电压升至 21 V , 故 障排除 。报警器无声是操作人员在故障前人为关掉 。故 障 3故 障 现 象 同 2 。开 盖 可 闻 到 轻 微 的 焦 糊 味 , f 测+ 13 . 5 V 及 - 12 V 电压为零 , 仔细观察本机为 1 . 3 修版 , 省略了为 A U X 接口提供的 - 12 V 电压及相关元件 。既然风扇电压 正常 , 故障肯定在扼流圈 L 1 以后的电路 , 测 D 7 正端电压13 . 5 V 正常 , 拆下电源板观察经 L 5 到输出插座的跳线已更换 为外形象塑封二极管模样的 3A / 125 V 保险 ,测量已开路 。考虑 到机内有焦糊味道 , 判断扫描板可能有问题 , 用万用表测电阻 显示无短路 , 用外接稳压电源模拟开机发现扫描板行输出变压 器旁有打火现象 , 进一步拆板观察为显像管提供聚集及加速极650 V 高压的整流二极管正端与印刷板正面的敷铜地线间已经 击穿炭化 , 经抬高二极管挖去