HM-32型移动式高频x射线机原理及维修

HM-32型移动式高频医用诊断 x射线机主要 由微机、驱动电路 、球管 3部分组成。微机以 8031单片机和外围电路组成。本文主要介绍高频机X射线产生的工作原理及几例常见故障。

1 高频x射线机 作原理1.1高压回路x线机的高压 (kV)采用高频逆变技术，微机设定的kv值 (kV-SET)和管电压采样信号 (kV-SAMP)经脉冲宽度调制器形成 PWM (脉宽调制 )的控制信号，然后形成功率电路的驱动信号。主逆变器采用 IPM(智能功率拈 )，经高压变压器初级形成完整 回路 ” 。管电压采样为双边采样 ，经高压采样电阻分压获得。

l； l I蓦图1高压回路工作原理框图1.2 IPM触发及逆变器220V电压输入触发板后，由T1变压器变压后经 BR1(整流桥 )、BR2整流、C1、C2滤波 、W1、W2稳压后提供触收稿 日期 ：2012-08-25作者邮箱：chenxiaoben.007###163.corn130 中国医疗设备 2013年第28卷 05期 VOL.28No.05发信号驱动电路的电源。主逆变触发信号经E2和另-组的E2光耦隔离后同时触发两组 IGBT逆变桥对角的IGBT管，E2、E4输出的同-组 IGBT触发信号相差 180。，这样可确保同-组的2只 IGBT管不会同时导通而短路 [2-31。

220V电源经整流滤波后的直流电压 310 V，经 L1加在由拈 I、Ⅱ组成的逆变桥上。曝光时，经驱动后的触发脉冲信号交替触发使拈 I：A、拈 Ⅱ：B和拈 I：B、拈 Ⅱ：A轮流导通。产生高压变压器的初级驱动电流 ，使 x射线管产生高压，通过 kV取样的闭环调整触发信号的宽度 ，可控制逆变器的高压输出值。

1.3 灯丝 回路灯丝回路与高压回路类似，灯丝 mA同样采用高频逆变技术，微机设定的mA值 (mA-SET)和管电流采样信号(mA-SAMP)经脉冲宽度调制器形成 PWM的控制信号，然后形成灯丝电路的驱动信号。灯丝逆变器采用 MOS管，经灯丝变压器初级形成完整回路。管电流采样为双边采样。

1.4灯丝加热及灯丝电流调整电压变压器 T1输 出40V电源，经灯丝板 BR1整流 、稳压电路稳压后为灯丝逆变电路提供电源 ；交流输入电压AC18V经 BR2整流、N1稳压后为灯丝逆变触发电路提供电源。由微机板U16给出的灯丝逆变触发信号送至灯丝板，经光耦 El、E2的隔离送 至 Q7(TIP122)和 Q8的基 级，经 Q7、Q8放大驱动后 ，触发信号分别送至触发脉冲变压器 T1、T2的输入端，每只触发脉冲变压器输出两路同相位的触发信号，同时触发逆变桥对角的场效应管，为确保任意单边的两只场效应管不会 同时导通而短路，所以两只触发变压器输出的触发信号有 180。的相差。

而由于逆变器输出脉冲宽度大小不同，使得逆变器向负载输出的能量也会随之变化，所以可通过调整触发脉冲宽度的大小来改变灯丝电流的大校1.5高压输出及kV、mA的采样IPM逆变桥输 出的驱 动电流加到高压变压器初级。

在 高压变压器 次级产生交 流高压输 出，经 8个二 级管(D1～D8)、8个电容 (c1～c8)8倍压后加到 x射线管上 ，在灯丝加热的情况下产生 x射线辐射输出。同时通过取样电阻 R和 kV控制电路的闭环 ，调整 kV触发信号的宽度控制 x射线管电压的输出。通过中性点 mA-、mA的取样和mA控制电路的闭环，调整灯丝触发信号的宽度 ，可控制 x射线管电流的输出。

2 故障案例分析2.1故障-2.1.1故障现象机器开机 自检和曝光过程正常，但是没有图像。

2.1.2维修过程机器开机 自检正常，曝光时机器没有报错，查看球管灯丝时发现灯丝不亮，判定曝光时因为灯丝没有产生电子云，没有产生射线。测量灯丝板 40 V供电正常，则驱动电路正常，判定灯丝不亮为灯丝触发电路问题。测量灯丝触发电路电压 15 V正常，灯丝触发驱动过程为 ：① 正半周 ：CPU输出的灯丝触发信号由 PF2-1输入，使 E4、E5导通 ，由V13、V15驱动 V5、V6场效应管导通；② 负半周 ：CPU输出的灯丝触发信号由PF2-2输入，使 E2、E3导通 ，由 V9、V11驱动 V3、V4场效应管导通。用示波器测量触发信号测量点 TP1、TP2元信号，继而测量灯丝驱动相关的信号 电压与 CPU板。测量灯丝控制电路 5V、15V电压正常，测至 CPU板的 U12(IC4714)的 3-6角为低电平，不曝光状态正常为高电平，U12的6角的逻辑信号为当3～5角输 为低电平时，6角高电平，所以确定为u12(IC4714)损坏 ，更换后正常。

2.2.2维修过程开机查灯丝状态，待机为红黄色光亮，手闸-档时灯丝加热，为白色光亮，状态正常，由此判断kv部分有故障。

曝光时示波器测量 CPU板的 R63、R64，示波器采集不到kV触发波形，确认机器曝光时无高压产生，继续检测 kV-SET和 kV-SAMP测量点 ，发现 kV-SET正常，而示波器采集不到 kV-SAMP测量点的 kV触发波形，进而检查采样板 ，采样板上主要有 N1(TL084)、N2(TL084)两个运算放大器及电容电阻二极管等 ，N1控制 kV采样 ，N2控制 mA采样。以维修经验判断，N1坏的可能性比较大 ，由于手上没有 TL084，无法更换，但已知 mA正常，即 N2正常，所以将 N1、N2更换位置检测 MA是否正常，结果发现手 闸- 档后灯丝不加热，灯丝状态不正常，确定 N1坏，更换TL084后机器曝光有 kV触发信号，产生高压，机器正常曝光，图像正常。

2.3故障三2.3.1故障现象机器曝光过程正常，有时图像模糊，剂量低 ；有时又正常。

2.3.2维修过程检查机器，用示波器检测 kV、mA反馈波形 ，正常波形为 1v相当 20 kV，10 mA6]，示波器检测 比率均比较小，条件从 40 kV开始检测，每 5 kV-档，发现 kv越大，检测 比率偏差越大，调整对应 kV的电位器后机器出线效率有改善，但剂量仍然低，维修 中再次曝光无射线产生，经查为 IPM拈的-个 IGBT(绝缘栅双极型晶体管 )被击穿，怀疑是球管放电所致，拆下球管检查油箱 ，发现油箱里有气泡，将球管返厂维修，经查为-电容损坏，这与图像剂量低正好向吻合。更换 IPM拈后，机器正常。