任何医疗设备都离不开安全稳定的电源

随着医学电子技术的高度发展，医疗设备的种类也越来越多，医疗设备与现代医疗诊断、治疗关系日益密切，任何医疗设备都离不开安全稳定的电源，且大部分为开关电源。在日常诊断与治疗过程中往往会遇到设备因电源故障而无法使用，此时就需要医疗服务机构的临床医学工程师结合自身经验和专业知识为临床部门提供迅速、高效的服务。由于医疗设备的特殊性，设备电源互换性差，有的甚至缺少技术图纸，这给维修工作带来极大的不便。

当前，全球正面临着COVID-19 新冠肺炎疫情、社会老龄化、医护人员短缺等全球性医疗挑战。在这种环境下，尖端的医疗器械与设备在临床应用中提供了强有力的支持，而电源则为这些医疗器械与设备提供了稳定的电能。在医疗器械中，交流电需要转换成稳定的直流电 (DC)。这种转换器被称为交流-直流电源。由于对患者护理的需求往往需要关键设备全天候运转，因此制造商对电源的要求很高，必须具有很高的可靠性，才能持续工作。

开关电源或AC/DC转换器的电磁发射问题由来已久，在医疗设备的电源体积和质量不成问题的场合中，可以考虑采用传统的线性稳压电源。对于电源部分，体积与质量成为质量性能的关键因素，因此，如何选用具有优良电磁兼容性能的开关电源便成为该医疗设备设计中的重要环节。

在医用设备中，所选用的元器件本身的缺陷也会限制其性能的发挥。所有的电容器都存在寄生的串联电感，两者构成了一个串联谐振电路; 而所有的线绕电感器都存在绕组匝间和层间的分布电容，两者构成了一个并联谐振电路。电路设计人员要充分了解这些元器件的实际性能，无论滤波器还是退耦元件，都具有在谐振状态下工作的可能性，这将导线线路与线路之间的串扰问题，不但能对线路造成损坏，还能导致信号传输情况变得非常糟糕。

医疗设备开关电源一般可以分为AC/DC 和DC/DC 两大类，一次电源AC/DC 变换器输入为50/60Hz、220V 交流电，必须经整流、滤波，体积较大的滤波电解电容是不可少的，且交流输入必须加上EMC 滤波及使用安全标准的器件。二次电源DC/DC 变换器用以进行功率转换，它是开关电源的核心部分，此外还有启动、过流与过压保护、噪声滤波等电路。输出采样电路检测输出电压变化，并与基准电压比较，误差电压经过放大及脉宽调制(PWM)电路，再经过驱动电路控制功率器件的占空比，从而达到调整输出电压大小的目的。

医疗设备开关电源和其他开关电源一样，功率器件是必不可少的。其中用的较多的有功率二极管、可控硅(SCR)和功率场效应管等。在维修过程中，功率器件是重点检查对象，此类器件的损坏，会导致开机保护或烧熔断丝。在维修中发现该类器件损坏时，除更换同参数器件外，还必须检查外围高压电容及限流或电流检测电阻。

日前十三部门联合印发了支持国有企业办医疗机构高质量发展的工作方案。方案指出，将国有企业纳入区域卫生的规划和医疗机构的设置规划。业内人士就表示，国有企业办医疗机构是医疗卫生体系的重要组成部分。新型的国家国有企业医疗机构将成为医疗的第二国家队。随着国企医院完成系统性的重组和定位，国有企业在医疗领域的专业化重组，并购也将提速。这将意味着对于医疗器械的需求将会增加，医疗器械即将迎来春天。

医疗设备种类繁多，大功率、大电流的开关电源在医疗设备中应用相当广泛。开关电源故障占医疗设备故障的60% 以上。因此，掌握开关电源的维修是每个临床医学工程人员的基本技能，也是难点。本文只结合实际维修经验对医疗设备开关电源的维修技术进行了探讨，希望更多同行专家提出宝贵意见并对医疗设备开关电源作进一步研究。