醫(yī)用顯示器特點及故障案例分析

郭雅清 藍建汀

1 復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院廈門醫(yī)院 （福建 廈門 361000）

2 福建省廈門市兒童醫(yī)院 （福建 廈門 361000）

內(nèi)容提要： 顯示器的發(fā)展先后經(jīng)歷了CRT、LCD、LED、OLED等發(fā)展歷程，目前以LCD、LED液晶顯示器為主流，因此，此類型顯示器故障增多。醫(yī)用顯示器大都是醫(yī)療設(shè)備廠家特殊定制，電源和信號復(fù)合成一條線；復(fù)合線無針腳定義，設(shè)備科工程師維修困難，而廠家則要求更換整個顯示器。其中，LED液晶顯示器主要由：主板、電源板、高壓板、冷陰極熒光燈管、液晶屏等部件組成；采購醫(yī)用顯示器主要參數(shù)包括：亮度、對比度、灰階、顯示器響應(yīng)時間及灰階響應(yīng)時間、支持輸入信號制式及多通道支持、可視角度范圍等。

顯示器的發(fā)展先后經(jīng)歷了CRT、LCD、LED、OLED等發(fā)展歷程。CRT顯示器在醫(yī)療設(shè)備中應(yīng)用已經(jīng)接近尾聲，LCD、LED液晶顯示器裝機率暴增，導(dǎo)致此類型顯示器故障增多。醫(yī)用顯示器大都是醫(yī)療設(shè)備廠家特殊定制，電源和信號復(fù)合成一條線；復(fù)合線無針腳定義，設(shè)備科工程師維修困難，而廠家則要求更換整個顯示器[1]。LED液晶顯示器主要由主板、電源板、高壓板、冷陰極熒光燈管、液晶屏等部件組成。采購醫(yī)用顯示器主要參數(shù)包括：亮度、對比度、灰階、顯示器響應(yīng)時間及灰階響應(yīng)時間、支持輸入信號制式及多通道支持、可視角度范圍等。

1.醫(yī)用顯示器維修思路

醫(yī)用顯示器維修思路，見圖1[2]。

圖1. 醫(yī)用顯示器維修思路

2.故障分類

2.1 冷陰極熒光燈管故障

用外接通用型高壓板驅(qū)動來判斷[3]。

2.2 圖像信號源故障

用維修計算機思路處理工作站主板、顯卡、顯卡驅(qū)動軟件、內(nèi)存條、BIOS設(shè)置等。

2.3 信號傳輸故障

信號線、通信比特率、信號通道選擇等故障檢測簡單、部分故障通過設(shè)置參數(shù)就可以處理。

2.4 顯示器主板故障

主板是用以接收、處理從外部送進來的視頻信號，并通過屏線送出信號去控制液晶屏工作。主板上含有MCU單元，它是液晶顯示器的檢測控制中心和大腦；維修難度相對大，但故障率較低。

2.5 電源故障

用于將12～240V的交直流電源調(diào)制為12V、5V、3V等的直流電源供給各電路版工作。通過維修電源或者配置電源適配器可以解決相關(guān)故障。

2.6 高壓板故障

12V直流電源逆變?yōu)?800V左右交流電，點亮冷陰極熒光燈管。逆變高壓的特性決定了高壓板故障率最高，高壓板輸入通常有4條以上輸入信號：+12V、零線、亮度控制（工作電壓1～4.9V可調(diào)）、亮屏控制（on、off正常工作電壓在3.3～5V）；三組電壓缺一不可。醫(yī)療診斷中都有亮度調(diào)節(jié)功能的需求，很難找到兼容性高壓板，只好通過維修來解決問題。

3.醫(yī)用顯示器維修案例

3.1 故障案例一

故障現(xiàn)象：GE Logiq E9彩超診斷顯示器黑屏[4]。

故障分析：該顯示器接口特殊，電源+12V與信號線復(fù)合成一個接頭。信號源接上普通顯示器能顯示，可推斷原配顯示器故障。測量高壓板，如圖1所示三組輸入電壓正常，外接高壓板能驅(qū)動LCD燈管工作，進而確定高壓板故障。此顯示器用于臨床診斷，需要亮屏控制及亮度調(diào)節(jié)功能。見圖1。

故障處理：高壓板電路采用雙+12V輸入逆變驅(qū)動4條冷陰極熒光燈管，電路基本對稱。用對比法測量發(fā)現(xiàn)電路板保險阻值增大到20多歐姆，其中一高頻變壓器發(fā)聲音異常，更換元器件后設(shè)備恢復(fù)正常。

3.2 故障案例二

圖1. 高壓板電路

圖2. 顯示器電路圖

圖3. 二極管D2

故障現(xiàn)象：德爾格呼吸機機械通氣正常，顯示器黑屏。呼吸機主機和顯示模塊通過一條復(fù)合線聯(lián)接，此線包含供電源線與信號線；接上顯示模塊后DC 24V電壓消失。

故障分析：初步判斷負載端有過載情況，導(dǎo)致DC 24V保護[6]。DC 24V通過DC-DC高低電壓轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)+12V、+5V、+3.3V等電壓。分析幾種可能原因：①24V輸入端線路板內(nèi)部短路，用萬用表測量線路板的24V引腳阻值是否正常范圍，通常為幾兆歐姆。②線路板上電后主回路工作異常后短路。③第二級+12V、+5V、+3.3V負載短路。

故障排除：拆開顯示器，未發(fā)現(xiàn)元件表面明顯不良，該電路選用BUCK線路，實現(xiàn)DC-DC高低壓轉(zhuǎn)換[7]。電路如圖2所示。

DC 24V經(jīng)過R1電阻限流后給控制芯片U1供電，芯片發(fā)出PWM驅(qū)動信號，驅(qū)動M1開關(guān)管導(dǎo)通，經(jīng)過電感L1&C2電容濾波，然后給到負載端Vout，電流路徑為圖2黃色箭頭方向。當(dāng)芯片驅(qū)動關(guān)斷后，由于電感L1電流不能突變，極性反轉(zhuǎn)，會通過二極管D2繼續(xù)給負載供電，電流路徑為圖2紅色箭頭方向。推斷：主回路過載最可能是D2，C2擊穿短路；U1發(fā)出驅(qū)動，M1開通后，DC 24V電壓直接通過二極管

D2，或者C2電容到地，引起電源被保護[8]。針對性測量D2、C2，發(fā)現(xiàn)圖3紅色位置D2被擊穿短路。D2后級元件未發(fā)現(xiàn)異常，更換D2后呼吸機顯示屏正常。見圖3。

4.小結(jié)

本文對醫(yī)用顯示器故障進行分類，結(jié)合具體維修案例對高壓板、電源、軟件等幾個故障進行分析。醫(yī)用顯示器通常作為醫(yī)療設(shè)備輸出裝置，占有率極高，快速判斷故障并修復(fù)好醫(yī)用顯示器是醫(yī)工人員必備之技能。