任何醫(yī)療設(shè)備都離不開安全穩(wěn)定的電源

隨著醫(yī)學(xué)電子技術(shù)的高度發(fā)展，醫(yī)療設(shè)備的種類也越來越多，醫(yī)療設(shè)備與現(xiàn)代醫(yī)療診斷、治療關(guān)系日益密切，任何醫(yī)療設(shè)備都離不開安全穩(wěn)定的電源，且大部分為開關(guān)電源。在日常診斷與治療過程中往往會遇到設(shè)備因電源故障而無法使用，此時就需要醫(yī)療服務(wù)機(jī)構(gòu)的臨床醫(yī)學(xué)工程師結(jié)合自身經(jīng)驗和專業(yè)知識為臨床部門提供迅速、高效的服務(wù)。由于醫(yī)療設(shè)備的特殊性，設(shè)備電源互換性差，有的甚至缺少技術(shù)圖紙，這給維修工作帶來極大的不便。

當(dāng)前，全球正面臨著COVID-19 新冠肺炎疫情、社會老齡化、醫(yī)護(hù)人員短缺等全球性醫(yī)療挑戰(zhàn)。在這種環(huán)境下，尖端的醫(yī)療器械與設(shè)備在臨床應(yīng)用中提供了強(qiáng)有力的支持，而電源則為這些醫(yī)療器械與設(shè)備提供了穩(wěn)定的電能。在醫(yī)療器械中，交流電需要轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電 (DC)。這種轉(zhuǎn)換器被稱為交流-直流電源。由于對患者護(hù)理的需求往往需要關(guān)鍵設(shè)備全天候運轉(zhuǎn)，因此制造商對電源的要求很高，必須具有很高的可靠性，才能持續(xù)工作。

開關(guān)電源或AC/DC轉(zhuǎn)換器的電磁發(fā)射問題由來已久，在醫(yī)療設(shè)備的電源體積和質(zhì)量不成問題的場合中，可以考慮采用傳統(tǒng)的線性穩(wěn)壓電源。對于電源部分，體積與質(zhì)量成為質(zhì)量性能的關(guān)鍵因素，因此，如何選用具有優(yōu)良電磁兼容性能的開關(guān)電源便成為該醫(yī)療設(shè)備設(shè)計中的重要環(huán)節(jié)。

在醫(yī)用設(shè)備中，所選用的元器件本身的缺陷也會限制其性能的發(fā)揮。所有的電容器都存在寄生的串聯(lián)電感，兩者構(gòu)成了一個串聯(lián)諧振電路; 而所有的線繞電感器都存在繞組匝間和層間的分布電容，兩者構(gòu)成了一個并聯(lián)諧振電路。電路設(shè)計人員要充分了解這些元器件的實際性能，無論濾波器還是退耦元件，都具有在諧振狀態(tài)下工作的可能性，這將導(dǎo)線線路與線路之間的串?dāng)_問題，不但能對線路造成損壞，還能導(dǎo)致信號傳輸情況變得非常糟糕。

醫(yī)療設(shè)備開關(guān)電源一般可以分為AC/DC 和DC/DC 兩大類，一次電源AC/DC 變換器輸入為50/60Hz、220V 交流電，必須經(jīng)整流、濾波，體積較大的濾波電解電容是不可少的，且交流輸入必須加上EMC 濾波及使用安全標(biāo)準(zhǔn)的器件。二次電源DC/DC 變換器用以進(jìn)行功率轉(zhuǎn)換，它是開關(guān)電源的核心部分，此外還有啟動、過流與過壓保護(hù)、噪聲濾波等電路。輸出采樣電路檢測輸出電壓變化，并與基準(zhǔn)電壓比較，誤差電壓經(jīng)過放大及脈寬調(diào)制(PWM)電路，再經(jīng)過驅(qū)動電路控制功率器件的占空比，從而達(dá)到調(diào)整輸出電壓大小的目的。

醫(yī)療設(shè)備開關(guān)電源和其他開關(guān)電源一樣，功率器件是必不可少的。其中用的較多的有功率二極管、可控硅(SCR)和功率場效應(yīng)管等。在維修過程中，功率器件是重點檢查對象，此類器件的損壞，會導(dǎo)致開機(jī)保護(hù)或燒熔斷絲。在維修中發(fā)現(xiàn)該類器件損壞時，除更換同參數(shù)器件外，還必須檢查外圍高壓電容及限流或電流檢測電阻。

日前十三部門聯(lián)合印發(fā)了支持國有企業(yè)辦醫(yī)療機(jī)構(gòu)高質(zhì)量發(fā)展的工作方案。方案指出，將國有企業(yè)納入?yún)^(qū)域衛(wèi)生的規(guī)劃和醫(yī)療機(jī)構(gòu)的設(shè)置規(guī)劃。業(yè)內(nèi)人士就表示，國有企業(yè)辦醫(yī)療機(jī)構(gòu)是醫(yī)療衛(wèi)生體系的重要組成部分。新型的國家國有企業(yè)醫(yī)療機(jī)構(gòu)將成為醫(yī)療的第二國家隊。隨著國企醫(yī)院完成系統(tǒng)性的重組和定位，國有企業(yè)在醫(yī)療領(lǐng)域的專業(yè)化重組，并購也將提速。這將意味著對于醫(yī)療器械的需求將會增加，醫(yī)療器械即將迎來春天。

醫(yī)療設(shè)備種類繁多，大功率、大電流的開關(guān)電源在醫(yī)療設(shè)備中應(yīng)用相當(dāng)廣泛。開關(guān)電源故障占醫(yī)療設(shè)備故障的60% 以上。因此，掌握開關(guān)電源的維修是每個臨床醫(yī)學(xué)工程人員的基本技能，也是難點。本文只結(jié)合實際維修經(jīng)驗對醫(yī)療設(shè)備開關(guān)電源的維修技術(shù)進(jìn)行了探討，希望更多同行專家提出寶貴意見并對醫(yī)療設(shè)備開關(guān)電源作進(jìn)一步研究。