RADIUS R9移動式C臂X線機燈絲電路故障分析與排除

鄭世隆

RADIUS R9移動式C臂X線機燈絲電路故障分析與排除

鄭世隆

0 引言

RADIUS R9移動式C臂X線機由意大利IMD公司制造，分為骨科型和介入型2種，該機采用高頻逆變高壓發(fā)生器及國際領先的一體化組合式機頭設計，能夠在低劑量條件下提供高質量圖像。骨科型廣泛應用于各級醫(yī)院的骨科、創(chuàng)傷外科和疼痛科等。我院2006年引進RADIUS R9移動式C臂X線機（骨科型），使用頻率較高，期間發(fā)生了一次較為特殊的故障，現(xiàn)將故障分析與排除方法介紹給大家，供參考。

1 故障現(xiàn)象

工作中突然影像消失，關機后重新啟動，自檢未能通過，液晶屏上顯示“FILAMENT FAULT”，機器無法進入正常工作狀態(tài)。

2 故障分析與排除

機器正常工作時，整個自檢過程如下：按下啟動鍵，操作面板上的2個液晶屏全顯，2 s之后所有指示燈全亮，同時伴有連續(xù)不斷的“嘀”蜂鳴聲，約3 s后，聲光停止，緊接著左側顯示屏先后顯示“RADIUS R 9″”，“WAITING…”，直到液晶屏上顯示“READY K02 100%”，自檢結束，機器進入準備工作狀態(tài)，整個過程約13 s?，F(xiàn)機器未能完成自檢，液晶屏上顯示“FILAMENT FAULT”，查看隨機維修手冊，機器故障提示信息及排除方法共有28項，表中未提及該項，按提示信息英文譯為“燈絲故障”。

根據(jù)電路原理圖分析，應重點對S51電路板進行檢修[1]。拆開機器前側蓋板，檢查發(fā)現(xiàn)S51電路板上C15（470 μF/100 V）已爆裂，電容頂部已明顯鼓起。通常電解電容發(fā)生爆裂，大多為實際工作電壓遠超過其耐壓值，個別是因為電容長期工作在高壓狀態(tài)下，性能老化而損壞。R9和R10是電容的隔離平衡電阻，在電路中對C15和C16起平均分配電壓的作用[2]，若R9開路，將使C15的端電壓升高，從而擊穿C15。測量R9（22 kΩ）正常，換上一個新C15，檢查130 V交流電源保險管正常，開機，故障依舊，約3 min左右，突然聽到有較大的“嗤”聲，看見C15頂部噴出霧狀電解液，迅速切斷電源，C15已嚴重發(fā)熱，再次爆裂。檢查C15焊接極性正確，判斷可能是C15和C16中點電壓失衡，導致C15承受超出100 V的電壓而損壞。

S51板為燈絲電源電路，其原理圖如圖1所示。從圖中可知，燈絲方波脈沖由IC5（LM555）定時器構成的多諧振蕩器產(chǎn)生，接通電源后，電源+15 VA通過R38和R39對電容C28充電，當UC28＜1/3 VA時，LM555置位，振蕩器輸出端電壓VO=1，放電管截止。當UC28充電到≥2/3 VA后，LM555復位，振蕩器輸出VO翻轉成0，此時放電管導通，使放電端7腳接地，電容C28通過R39對地放電，使UC28端電壓下降。當UC28下降到≤1/3 VA后，振蕩器輸出VO又翻轉成1，此時放電管又截止，使放電端7腳不接地，電源+15 VA通過R38和R39再次對電容C28充電，又使UC28從1/3 VA上升到2/3 VA，觸發(fā)器又發(fā)生翻轉，如此周而復始，從而在輸出端VO得到連續(xù)變化的振蕩脈沖波形。脈沖寬度輸出低電壓持續(xù)時間tL≈0.7R39C28，約為0.033 ms，由電容C28放電時間決定；輸出高電壓持續(xù)時間tH=0.7（R38+R39）C28，約為1.12 ms，由電容C28充電時間決定，整個脈沖周期t=1.15 ms。IC6為雙D觸發(fā)器，設計為時鐘上升沿觸發(fā)[3]，輸出相位相差180°的2路方波脈沖信號。IC7組成互鎖開關電路，對脈沖信號進行整形，輸出2路交替極性的方波。IC8為緩沖器電路，將IC7送來的脈沖信號進行放大，用以驅動OC1和OC2光電耦合器。Q3、Q4組成他激式雙管推挽半橋功率變換器輸出電路[4]，經(jīng)大小焦切換繼電器（K2）觸點，接至燈絲變壓器初級，半橋功率變換器的供電取自C15和C16的正負端，中間點直接接至燈絲變壓器2個繞組的公共端，當Q3或Q4的激勵電路發(fā)生故障時，將會導致中間點電壓失衡，極有可能擊穿電容。

檢測Q3、Q4功率管正常，電路中的電阻也都正常。為防止再次燒毀電容，將130 V插頭（CP1）和燈絲變壓器插頭（CP2）拔下，上電檢測Q3和Q4的激勵電路，該電路由OC1和OC2光電耦合及其供電電路組成，測量發(fā)射端+15 VA電壓正常；測量接收端+ 15 VB和+15 VC，發(fā)現(xiàn)+15 VB電壓為+24 V，+15 VC電壓為19.6 V，顯然高出許多；再測量激勵信號端TP4和TP5的直流電位均約為7.76 V，用示波器分別測量TP4和TP5的波形，可見到頻率約為437 Hz，峰值為15.6 V的方波信號；再用雙蹤示波器同時檢測TP4和TP5，可看到2個方波的頻率和峰值相同，相位相差180°，說明推挽激勵信號正常。進一步檢查，發(fā)現(xiàn)OC1光電耦合器內發(fā)光二極管已被擊穿，呈短路狀態(tài)。因一時找不到同型號的光電耦合器，為保證光電耦合器性能參數(shù)的一致性，將OC2也拆下，用2片SFH601-3光電耦合器代用，再次上電測量，+15 VB為+17.44 V，+15 VC為+17.47 V，說明推挽激勵電路工作正常，負載平衡性能良好。將電路全部恢復，上電后開機，機器自檢順利，工作正常。

圖1 燈絲電源電路

3 小結

用光電耦合器來隔離和耦合推挽放大器的信號，電路較為少見。本例故障中，由于OC1光電耦合器的損壞，導致Q3始終截止，而Q4正常工作，從而使得C15和C16中間接點電壓嚴重失衡，C15端電壓遠超過其耐壓值而損壞。機器正常工作后，測量R7端電壓為188.3 V，即C15正極與C16負極間的電壓，按平均分壓計算，2個電容分別承受約94 V的電壓，已接近電容的正常耐壓值。若推挽電路參數(shù)不均衡，或C15與C16容量相差較大，都極易導致C15或C16端電壓超出100 V而損壞。為此，筆者將C15和C16的耐壓均選用200 V的電容，這樣單個電容的耐壓已超過188 V，試再將原故障的OC1光電耦合器裝回電路，開機，只是自檢不能通過，依舊報錯，2個電容均安然無恙，從而提高了電路工作的可靠性。值得注意的是，檢修過程中，千萬不要在高壓的狀態(tài)下，帶電測量激勵部分的電壓或者波形，否則極易將干擾信號引入電路，導致球管燈絲的損壞，致球管報廢，造成嚴重的損失。

[1]周琰，李晶.Radius S9移動式C臂故障分析與維修1例[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2011，32（3）：137.

[2]何建成，孔維銘.銳柯DR3500 X線機故障維修3例[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2013，34（5）：139-140.

[3]劉平.PB840呼極機吸氣模塊故障維修1例[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2013，34（10）：140.

[4]吳波.Radius C形臂X光機故障檢修2例[J].醫(yī)療設備信息，2005，20（5）：76.

（收稿：2013-11-10 修回：2014-04-10）

R318.6；TH774

B

1003-8868（2015）01-0156-02

10.7687/J.ISSN1003-8868.2015.01.156

366000福建永安，永安市立醫(yī)院設備科（鄭世隆）