萬東HF50-R高頻X線機啟動電路故障探討

重慶市醫療設備質量檢測管理所 黃學思 熊正華

萬東HF50-R高頻X線機是一臺技術先進，性價比合理的專用X線攝影機，此型號的高頻X線機性能優良、占用空間較小、結構合理、工作狀況穩定。在國內各級醫院的放射科以及其他科室的治療中普遍使用。本文就該機的X線管旋轉陽極啟動控制電路一例故障進行探討。目前在臨床應用高頻X線機較傳統X線機應用了更多先進技術，給實際維修帶來難度。本文從實踐總結出當故障發生時，以機器故障碼作為維修的出發點，結合實際情況，區分故障報錯信息的真實性，確定好正確的維修方向。再按照電路原理圖、具體故障部位等，逐步進行比較、分析以及信號尋跡等手段。從具體表現出來的多種現象中找出真正故障，最終排除故障。

一、高頻x線機原理及特點

隨著微機控制技術以及高頻逆變的發展，一種新型的逐漸發展起來。高頻x線機具有成像質量高，整體體積小，射線劑量小以及病人受益大的特點，越來越被廣大醫務工作者和患者使用。常見的傳統x線機是通過自耦變壓器將工頻電源供給高壓變壓器的初級端。而新興的高頻x線機是先對工頻電源進行整流和濾波，之后變成平滑直流，由逆變器把直流電變成頻率為幾十KHz的交流電，最終供給變壓器初級使用。

根據高頻x線機發展情況及市場調研，萬東HF50-R高頻X線機采用了電力電子器件IGBT管作為逆變器的開關器件，提高了逆變器工作頻率，同時簡化KV逆變器控制。高頻機使用單片機對整機進行控制，與工頻機相比有著明顯的不同，單片機的使用將高頻機各種性能提高到一個更高的水平。比如曝光限時、故障報警、降落負載、實時控制、自動處理、數據存儲等，這些都是為x線機的智能化和數字化創造了條件。

二、故障現象分析

高頻X線機是普通放射設備發展的趨勢，維修人員能夠積極利用故障代碼進行分析，盡快找出故障的原因，減少損失。合理的分析可以大大節約維修時間，也是維修人員努力的方向。基本有以下幾部分組成：高壓發生器、X線管、控制臺、攝影床以及成像裝置。在分析系統出現的故障過程中就可以從這幾個部分入手。

萬東HF50-R高頻X線機在開機自檢結束可以進入正常工作界面，但是出現故障之后按下曝光手閘第一擋時，機器操作面板顯示故障代碼：E18，機器進入自鎖狀態，不能正常工作。

圖1 （K3）繼電器的工作電路

圖2 修改繼電器（K3）工作電路

三、檢修過程

按下曝光手閘一擋，觀察X線管的旋轉陽極，發現未能啟動。打開主機控制柜，觀察X線管旋轉陽極啟動控制電路板，發現按下曝光手閘一擋后，X線管旋轉陽啟動控制電路板上只有發光二極管（LD4）點亮，用萬用表測量TB2接線端子板29號端子與可控硅（D）的M1端之間無220VAC交流電壓，再仔細觀察發現繼電器（K3）未工作，測量繼電器（K3）工作回路電源電壓為正常的24VDC，繼電器K3線圈兩端之間的電壓只有約8VDC，發光二極管（LD4）上電壓降為15.9VDC，流過的電流為12mA，因此判定發光二極管（LD4）不正常，其上電壓降太大，導致繼電器（K3）不能工作。更換發光二極管（LD4），再次測量繼電器（K3）線圈兩端之間的電壓為21VDC，發光二極管（LD4）上壓降為2.3VDC，流過的電流為32.27mA。再次試機，按下曝光手閘一擋，啟動板工作正常，X線管旋轉陽極啟動正常，機器操作面板顯示正常，機器曝光正常，至此機器故障排除。

四、電路分析

（K3）繼電器的工作電路如圖1。

從圖中可以看到，發光二極管（LD4）串聯在繼電器（K3）線圈的工作回路中，（K3）繼電器的型號為：JQX-13F，其線圈的阻抗為650Ω，功率為0.9W[1]，（LD4）發光二極管的型號為：HP1843，其參數為：正向壓降小于2.5V，最大工作電流為IFm=50mA，在使用中它的工作電流不應大于0.6倍IFm[2]，然而在上圖中，繼電器K3線圈的工作回路中的電流約為32mA，已經超過了0.6倍的IFm電流值，（LD4）發光二極管在這樣的電流下工作，容易使其特性變異或損壞，這就使該電路產生了一個故障隱患。

從上面的分析可以看出，該電路的優點是：當繼電器（K3）損壞或無24V電壓時發光二極管LD4不發光，比較直觀；缺點是發光二極管（LD4）容易損壞，當發光二極管（LD4）不是完全損壞而是特性變異的時候，可能仍然會發光，但壓降會變大，使繼電器（K3）不能工作（本例即是如此），檢修時可能產生誤判，認為該電路仍然工作正常。

五、改進建議

在改進的過程中針對發光二極管容易損壞的特點，使繼電器（K3）不能工作，檢修時可能產生誤判的情況進行電路方面的改進。

如圖2所示，將繼電器（K3）線圈的工作回路中的發光二極管（LD4）去掉，將發光二極管（LD4）串接一個2.2KΩ，1/8W的電阻，然后將再其并聯在繼電器（K3）線圈的兩端。組成新的繼電器（K3）線圈的工作回路。

該電路的優點是：當24V電壓正常時，發光二極管（LD4）發光且工作電流約為10mA，只有0.2倍的發光二極管（LD4）的IFm電流，這樣發光二極管（LD4）就不易損壞，消除了發光二極管（LD4）容易損壞的故障隱患，并且由于發光二極管（LD4）是并聯在繼電器（K3）線圈的兩端，即使發光二極管（LD4）損壞，繼電器（K3）仍然可以正常工作，從改進的繼電器（K3）工作電路可以看到，由于在繼電器（K3）的工作回路中減少了一個串聯元件，從而也降低了該電路發生故障的概率。

六、總結與展望

萬東HF50-R高頻X線機在開機之后按下曝光手閘第一擋時，機器操作面板出現E18故障代碼，機器進入自鎖狀態，不能正常工作。

當繼電器（K3）的線圈斷路時，發光二極管（LD4）仍然會發光。經過反復的調研和分析，找到了故障的原因，將繼電器（K3）線圈的工作回路中的發光二極管（LD4）去掉，將發光二極管（LD4）串接一個2.2KΩ，1/8W的電阻，然后將其并聯在繼電器線圈的兩端。組成新的繼電器（K3）線圈的工作回路。降低了該電路發生故障的概率。

該改進電路的雖然解決了出現的問題，但是仍然存在一定的缺點。在今后的工作中，針對萬東HF50-R高頻X線機使用特點以及經常出現的故障原因積極改進。

[1]參閱浙江創星電子公司網頁.

[2]參閱維庫電子開發網.