便攜式B型超聲診斷儀故障分析實例

 B型超聲診斷儀電源電路的原理及故障現(xiàn)象：
    一：電源電路的類型和原理：便攜式B型超聲診斷儀的電源電路通常有三種類型：一是變壓器隔離降壓整流濾波型,，這種電源電路一般采用交流220v(50Hz)作為隔離變壓器初級電壓輸入端,，經(jīng)變壓器降壓后從次級輸出幾組不同的交流電壓,，分別通過整流濾波電路得到直流電壓,，最后通過電壓調(diào)整三極管(有的用場效應(yīng)管)或用三端穩(wěn)壓集成塊78系列和79系列得到所需要的電壓值v該類型電源電路結(jié)構(gòu)簡單，電壓容易生成,，但輸入電壓使用范圍較窄,，在輸入電壓值波動較大時，容易損壞,；二是開關(guān)電路型，它采用交流220v(50Hz)直接整流濾波得到308V左右的直流電,，再通過PWM脈沖寬度調(diào)制電路和開關(guān)管,、開關(guān)變壓器等元件組成的逆變器在開關(guān)變壓器的次端產(chǎn)生頻率為幾十千赫至幾百千赫的多組交流低電壓，最后分別整流濾波得到相應(yīng)的直流工作電壓,，一般在電路中還有電壓反饋電路,，過壓,、過流保護電路，使輸出電壓穩(wěn)定,。這種開關(guān)電路型電源最大的優(yōu)點是輸入電壓范圍寬,，直流工作電壓波形平坦，但修理較復(fù)雜,；三是交,、直流兩用型，該類供電方式有交流供電和蓄電池供電兩種方式,，在市電供電時,，一方面為主機提供工作電壓，另一方面為蓄電池充電,，在無交流電時采用蓄電池供電,。它既適用于醫(yī)院、家庭,，又適用于野外訓(xùn)練以及救護車等應(yīng)急場所,。
    二：診斷儀故障現(xiàn)象及分析：如果說儀器設(shè)備的CPU或控制部分相當(dāng)于它的“大腦”，則電源部分就像它的“心臟”,，電流就如“血液”在儀器內(nèi)部流動,，電源部分如果發(fā)生故障，則診斷儀不能正常工作,，其現(xiàn)象主要表現(xiàn)在以下幾個方面：(1)開機無任何顯示,。這種現(xiàn)象往往是電源保險絲熔斷、變壓器燒壞,、整流橋短路或開關(guān)管擊穿,；(2)開機時，電源指示燈亮或有的指示燈一閃一閃,，但主機無法工作,，出現(xiàn)這種現(xiàn)象一般是開關(guān)電源電路類型的電源故障，開關(guān)管一般沒壞,，是開關(guān)變壓器次級整流濾波電路有部分短路或是電壓反饋電路,、過流過壓保護電路發(fā)生故障。比如天津醫(yī)療電子儀器廠生產(chǎn)的Scanner400型B超機,，其電源部分是開關(guān)電源電路,，曾在一次檢修時發(fā)現(xiàn)該機有電源指示(電源指示電壓不由開關(guān)電源提供)，但屏幕無任何顯示,，經(jīng)檢查是其中一路+5v電壓不正常,；(3)開機正常，過幾秒鐘自動關(guān)機,。這種現(xiàn)象如果不是主機板程序丟失或控制部分有問題外,，則可能是蓄電池充電不足或蓄電池已損壞,，也可能是由交流部分提供的充電電路不正常；(4)能開機使用,，但圖像顯示只有一半,。這除了探頭故障以外往往是電源直流負電壓不正常所致。比如：Aloka  210F型B超機,，其7909三端穩(wěn)壓塊損壞使-9v直流電壓丟失,，造成圖像只顯示上半部分的現(xiàn)象。
    三：電路原理及故障分析特例 
    1,、電路原理：它是交直流兩用型交流220v經(jīng)環(huán)形隔離變壓器T1降壓,，通過D1整流和C6濾波得到12v左右的直流電壓，然后通過可調(diào)式電壓調(diào)整器LM338穩(wěn)壓(它能提供5A的電流),，再經(jīng)R9,、D2、D3與蓄電池并接輸出,，該電壓一是在開機狀態(tài)直接為主機提供工作電源,，并給蓄電池充電；二是關(guān)機狀態(tài)繼續(xù)為蓄電池充電,，而且自動充至規(guī)定電壓值后進入微電流充電狀態(tài),。LM338的輸出電壓表達式為V0= 1.25(1+Re/Rd)V，其中Re為LM338電壓調(diào)節(jié)端(ADJ)對地電阻,，Rd為調(diào)節(jié)端到輸出端的程序電阻,。本電路根據(jù)集成運放LM301輸入端虛短路原理，Rd≈R1+R14,，調(diào)節(jié)R14可調(diào)整輸出電壓為合適的值,，確保主機正常工作和正確地為蓄電池充電。在主機開機工作時,，R9因有較大電流流過產(chǎn)生壓降,，則LM301同相輸入端(3腳)電壓低于反相輸入端(2腳)電壓，其輸出端(6腳)V6輸出低電位,。此時N1飽和導(dǎo)通,，經(jīng)R7給微風(fēng)電扇(METER)供電，風(fēng)扇啟動為LM338散熱,；N2截止,，使Re=R4+ R10= 1.15kW，同時R14已調(diào)節(jié)為66W,，即Rd=216W,，則LM338輸出電壓為V0=7.91v，通過D2、D4為主機提供工作電源,。在主機關(guān)機狀態(tài)時，電源電路根據(jù)蓄電池的電壓高低進行全自動充電控制,。電路主要由LM301,、R4、 R10,、 N2等元件組成,。當(dāng)蓄電池電壓低于規(guī)定值時，R9有電流流過產(chǎn)生壓降(蓄電池電壓越低,，R9產(chǎn)生的壓降越大),，則LM301同相輸入端電壓低于反相輸入端電壓，其輸出端V6為低電位,，此時狀態(tài)與主機開機工作一樣N1飽和導(dǎo)通,，風(fēng)扇啟動，為LM338散熱,，N2截止,，LM338輸出電壓為V0=7.91v，給蓄電池充電,。蓄電池在充電的過程中,，電池電壓逐漸升高，流過R9的電流也越來越小,，在R9兩端產(chǎn)生的壓降也不斷減少,，即LM301的3腳電壓會逐漸升高。當(dāng)LM301的3腳電壓達到或稍高于2腳電壓時,，輸出端V6為高電位,，則N1截止，電機停止轉(zhuǎn)動,，N2飽和導(dǎo)通,，將R4對地幾乎短路，Re約等于R10的值(Re=1KW),，則LM338輸出電壓為V0=7.03v,，從而蓄電池處于微電流充放電狀態(tài)。另外R3和C1在電路中起著慢放電和延長電池壽命的作用,。
    2,、故障分析 a、一般故障現(xiàn)象：此類電源常見故障及其處理方法一般有：(1)變壓器T1無電壓輸出,，通常是保險絲FUSE1,、FUSE2熔斷或變壓器損壞；(2)LM338無電壓輸出，應(yīng)檢查反饋電阻R1,、R4,、R10、R14及LM301,，如反饋回路正常,，則LM338損壞；(3)開機風(fēng)扇不轉(zhuǎn),，則重點檢查N1,、M1和LM301，如果LM301輸出為低電位,，則是N1或風(fēng)扇壞,，如果輸出為高電位，則應(yīng)懷疑是LM301已壞,；(4)如果LM301工作不正常,，應(yīng)檢查電容C2，如C2損壞,，LM301沒有電容補償,，會引起振蕩；(5)如電池充電損壞,，應(yīng)檢查N2,。如N2損壞，將一直給蓄電池充電,，有可能損壞電池,。
    b. 特例：分析故障現(xiàn)象是：接通220v交流電，F(xiàn)USE1和FUSE2立即燒斷,；再試驗不用交流電,，而用蓄電池工作時，屏顯幾秒鐘后自動關(guān)機,，根據(jù)故障現(xiàn)象可以推斷,，故障在電源部分，先測量變壓器T1的初級電阻為3.3W,，懷疑變壓器初級局部短路,。繼續(xù)檢查整流橋沒有擊穿，為慎重起見,，在斷開主機電源后,，在圖1中的a點用穩(wěn)壓電源輸入12v的直流電壓，則在LM338的輸出端得到7.03v的電壓,，把蓄電池連接上,，風(fēng)機(METER)立即轉(zhuǎn)動,，測量LM338的輸出為：7.9v，蓄電池正在被充電,，故斷定原懷疑是對的認定變壓器T1損壞,。因一時難以購置同參數(shù)的環(huán)形變壓器，筆者用輸入220v,、輸出18v,、功率為100W的環(huán)形隔離變壓器代換，并把a,、b連線斷開，在a,、b間串接一個三端穩(wěn)壓塊7812,，使風(fēng)扇、LM301等器件工作電壓為直流12v,，經(jīng)這樣處理后,，再開機工作一切正常。