大多數(shù)的醫(yī)療設備都離不開安全、穩(wěn)定的電源,且很大一部分為開關電源。由于醫(yī)療設備本身的特殊性,使得設備開關電源的互換性較差,這給維修工作增添了一定的難度。所以,了解并掌握醫(yī)療設備開關電源的基本工作原理尤為重要。開關電源一般都是由主回路和控制回路兩部分構成,其中主回路是將交流電網(wǎng)中的電能傳遞給負載的回路,而控制回路則是按照輸入/輸出條件對主回路工作狀態(tài)進行控制的回路。目前,大部分醫(yī)療設備開關電源中的控制回路都是集成化電路,也被稱之為集成控制器。由于醫(yī)療設備開關電源中應用了集成控制器,從而使得開關電源控制組件的數(shù)量大幅度減少,開關電源的結構和工作程序也隨之簡化,進一步提高了電源本身的安全性和可靠性。醫(yī)療設備開關電源中包括以下元器件:開關變壓器、輸出整流等等。開關電源的具體工作原理如下:交流電源輸入并經(jīng)過整流濾波之后轉(zhuǎn)換為直流電源,通過pwm信號控制開關管,將轉(zhuǎn)換后的直流電源直接加至開關變壓器的初級上,隨后開關變壓器的次級會感應出高頻電壓,再經(jīng)過整流濾波后供給負載,輸出部分利用一定的電路反饋給控制電路,對pwm的占空比進行控制,以此來達到穩(wěn)定輸出的目的。圖1為醫(yī)療設備開關電源的工作原理。
從圖1中可以清楚的看到,由開關變壓器和開關元件所構成的功率變換電路是整個開關電源的核心組成部分,其中開關變壓器需要承受高頻工作狀態(tài),所以一般會采用比較特殊的合金磁芯進行制作,而開關元件則分為兩大類,一類是自動激發(fā)式開關元件,另一類是被動式開關元件。開關電源的控制方式有以下三種:脈寬調(diào)制、脈頻調(diào)制以及混合調(diào)制,圖1中給出的是最為常見的脈寬調(diào)制。利用相應的調(diào)制組件可以對脈沖的寬度和頻率進行控制,從而為整個電路提供矩形脈沖序列。醫(yī)療設備的種類相對比較多,并且醫(yī)療設備開關電源的電路樣式也均不相同,但是這些開關電源的工作原理卻是相通的,并且主要結構也非常相似,大體上可將開關電源的回路分為三個部分,即整流電路、線路濾波器、浪涌電流抑制電路。在這三個部分當中,整流電路的作用最為明顯,它能夠?qū)⑤斎腚娐分械慕涣麟娹D(zhuǎn)換為供設備使用的直流電,濾波器主要起衰減高頻干擾的作用,浪涌電流抑制電路的主要作用是抑制線路中的浪涌電流。
圖 1 醫(yī)療設備開關電源的工作原理示意圖