飞利浦飞凡超声诊断仪电源系统的 Ｔ．作原理与维修实例 ．应志创 （浙江省浦江县中医院，浙江浦江３２２２００） 【中图分类号］ＴＨ７７４ ［文献标识码］Ｂ ［文章编号］１００２—２３７６（２０１４）０８—００５４—０２ （摘 要］本文对飞利浦公司生产的飞凡超声诊断仪的电源系统工作原理作了比较详细的分析，并对常 见的电源系统故障在电路上作了改进，以降低其故障率。 ［关键词］ＤＣ／ＤＣ；ＤＣ／ＡＣ；尖峰电压 ＥｎＶｉｓｏｒ（飞凡）超声诊断系统是飞利浦公司 于２００２年推出的超声诊断系统。该机性价比较高， 打开电源，该电源由４块印刷电路板组成，最 上面一块处理±ＨＶ电压，第二层为±１２Ｖ、３．３Ｖ、 ±５Ｖ整流稳压调整板，第三层由交流电源输入、 功率因数调整、辅助电源、主电源ＤＣ／ＤＣ变换器 构成，第四层为交流逆变，包含ＤＣ／ＤＣ、ＤＣ／ＡＣ 电路。根据实物绘出电源内部框图２。 在国内中端彩超市场占有很大的份额。在使用中， 该机出现比较多的故障是电源故障，本文主要介绍 飞利浦飞凡超声诊断仪电源系统的工作原理与维修 实例。 １工作原理 飞利浦飞凡超声诊断仪电源设计为宽范围自适 应输入，输入电压范围为９０—２６４Ｖ，５０或６０Ｈｚ。 所有输出都与市网电源隔离。主要输出有：非受控 交流１２０Ｖ、６０Ｈｚ供给系统主机，３路交流１２０Ｖ供 给显示器和２个外设。其它输出电压有＋５Ｖ、 ＋３．３Ｖ、＋６ｏＶ、一１４０Ｖ、±１２Ｖ、＋２．２Ｖ、±ＨＶ 等。除了供给主机Ｐｃ的交流１２０Ｖ外，其他所有电 压都由ＰＣ控制输出，电源的分配框图见图１。 图２ 交流电经过抗电磁干扰滤波器（ＥＭＩ）整流 后，变成直流电供给由ＴＯＰ２０１组成的辅助电源； 辅助电源工作后，输出１７Ｖ供给功率因数及主逆 变器控制芯片的工作电压；功率因数控制芯片 ＵＣ３８５４得电后功率因数调整起作用，把输入的直 流电压变换到＋４００Ｖ给主逆变器的功率变换电路 供电；主逆变器采用由ＵＣ３８４３组成的半桥逆变电 路变换成机器所需的各路稳定的直流电压。在待机 状态下，第四层的交流变换板上ＤＣ／ＤＣ处于工作 状态，把输入的４００Ｖ电压变换到１７６Ｖ供给一路 ＤＣ／ＡＣ变换器输出１２０Ｖ、６０Ｈｚ交流电压供给ＰＣ。 图１ 开机时，ＰＣ启动后送出一个“ＡＷＡＫＥ—Ｎ”信号 给电源，唤醒电源工作。２路主逆变器和另一路 ＤＣ／ＡＣ逆变器工作，输出主机所需的各路电压。 Ｎｅｄｉｅａｌ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｖｏ１．２７，Ｎｏ．８ 收稿日期：２０１４—０６—１３ ５４ 主机系统启动后再送出２路８位的±ＨＶ电压数字 信号，通过Ｄ／Ａ转换后驱动±ＨＶ的ＤＣ／ＤＣ逆变 器。输出主机所需的±ＨＶ电压。 ２维修实例 故障例一：主机开不了机，上电ｉ贝４量电源无交 流１２０Ｖ输出，把“ＡＷＡＫＥ—Ｎ”端对地短路，电 源也无任何电压输出。 故障检修：根据原理判断为辅助电源没工作， 从而造成整个电源不工作。把电源的第二层拆下， 目测观察发现在辅助电源控制芯片ＴＯＰ２０１附近印 刷线路板已经烧焦，一个整流二极管也已烧裂，测 量ＴＯＰ２０１已击穿。刮干净印刷版的焦痕，更换损 坏的元件后上电，发现ＴＯＰ２０１又在瞬间击穿。根 据ＴＯＰ系列Ｄａｔａｓｈｅｅｔ，ＴＯＰ系列内部的ＭＯＳ开关 管最高漏极击穿电压为７００Ｖ，在该电源中，一旦 ＴＯＰ２０１工作后，功率因数调整工作，把ＴＯＰ２０１ 的工作电压提升至４００Ｖ，当ＴＯＰ２０１关断时，由 于变压器漏感引起的前沿电压尖峰极有可能超过 ７００Ｖ而击穿ＴＯＰ开关管。查看ＴＯＰ２０１外围电路 图，其设计为２个３９０Ｑ电阻和一个２２０ＰＦ的电容 串联作为吸收前沿尖峰电压回路，见图３。 上 Ｔ Ｊ 卜 — ・ ｌ】 －Ｊ Ｌ ．．．． ．一 Ｌ ： 图３ 图４为ＴＯＰ２０１典型应用图 ＴＯＰ系列在应用时推荐的最大箝位齐纳电压值 是２００Ｖ，因此，按ＴＯＰ手册推荐的箝位电路，在 原吸收前沿尖峰电压电路中再并联一个２００Ｖ耐压 医疗装备２０１４第８期 的瞬变二极管Ｐ６ＫＥ２００Ａ和一个耐压为１０００Ｖ的 ＢＹＶ２６Ｃ快恢复二极管相串联的箝位电路，上电测 试，辅助电源工作正常，功率因数调整工作正常， 装机后把“ＡＷＡＫＥ—Ｎ”端对地短路，测量测试 点的电压输出均在正常范围内，上机测试，机器正 常，故障排除。 故障例二：主机开不了机，上电测量电源无交 流１２０Ｖ输出，把“ＡＷＡＫＥ—Ｎ”端对地短路，电 源上各指示灯亮，测量测试点电压均正常，但交流 １２０Ｖ无输出。 故障检修：根据原理判断应该是第四层ＤＣ／ ＡＣ部分电路有问题。把整个电源从电源箱内拆 出，按原连接接好线路（可以不接第一层ＨＶ变换 板），上电测量ＤＣ／ＡＣ板的ＤＣ／ＤＣ部分输出，发 现输出电容两端电压瞬间到达２００Ｖ后电源保护停 振，故判断该故障为过压保护，故障点应该在取样 反馈电路上。查看该机的反馈电路，电压取样后通 过ＴＩＡ３１调整，驱动一个光耦控制ＵＣ３８４３的１脚 来稳定输出电压。用示波器监测光耦光电发光管的 负极，发现在瞬间有低电平，而光耦的光电三极管 的集电极电平无改变，判断为光耦损坏。更换光耦 后ＤＣ／ＤＣ输出稳定的１７６Ｖ，测量非受控的交流 １２０Ｖ输出已正常，装机后试机，机器正常，故障 排除。 ３分析总结 ＴＯＰ系列单片开关电源控制芯片由于外围元件 少，通常用于功率要求较低的开关电源中，或用于 大功率开关电源的辅助电源中。由于飞凡超声诊断 仪电源的ＴＯＰ芯片设计在４００Ｖ的工作电压下，已 接近ＴＯＰ系列芯片设计极限，而且没有采用ＴＯＰ 系列推荐的尖峰电压箝位电路，一旦外围元件性能 下降，极有可能瞬间击穿ＴＯＰ芯片，造成电源故 障。在维修实例中，根据ＴＯＰ的应用设计特点， 增加了ＴＯＰ推荐的尖峰吸收回路，从而增加了电 源的可靠性，降低了故障率。 ［参考文献］ ［１］李朝伟、张良才．飞利浦飞凡影像超声系统结构分析 ［Ｊ］．中国医学装备，２００５，（７）：２３—２４． ［２］（Ｍ２５４０ Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ Ｆｉｅｌｄ ｓｅｒｖｉｃｅ ｍａｎｕａｌ＞）． ［３］刘胜利．现代高频开关电源实用技术［Ｍ］北京，电 子工业出版社，２００１． ［４］ＴＯＰ２００—４／１４ ＴＯＰＳｗｉｔｃｈ＠Ｆａｍｉｌｙ Ｄａｔａｓｈｅｅｔ． ５５