医用冷光源原理与维修实例

徐 杰　雍 帅　王 旭　梁科俊　刘 超



医用冷光源原理与维修实例

徐 杰①雍 帅①王 旭①梁科俊①刘 超①

[关键词]冷光源；散热；典型故障

①武警四川总队医院医学工程科 四川 乐山 614000

徐杰,男,(1987-),本科学历，助理工程师。武警四川总队医院医学工程科，从事医疗设备维修工作。

冷光源在各种腔镜手术和检查中是必不可少的设备，尤其是在手术室和耳鼻咽喉科、消化科，如果无冷光源，绝大部分手术和检查治疗无法进行。冷光源属于高电压、大电流及高发热类医疗设备，在使用过程中极易损坏。为此，以桐庐尖端冷光源为例介绍冷光源基本结构，工作原理和典型故障以及维修体会经历，就医用冷光源的维修问题进行探讨。

1　医用冷光源原理

医用冷光源是利用氙气灯，通过高压轰击后使灯内的惰性气体电离，主放电回路导通，此时通过一个较低的电压使灯泡维持发亮。由于灯泡功率大、亮度高且体积小，因此产生大量的热能，过高温度的光源不能通过光路直接输送至人体，一方面会灼伤人体组织黏膜和操作者；另一方面会损坏光路、腔镜和摄像头等部件，因此冷光源输出光源之前，必须滤除热能。故在非球面反光镜的内表面，采用真空镀膜的办法，镀多层介质膜(如用硫化锌、氟化镁交替多次真空镀膜)，当镀膜到一定厚度时，投射到非球面反光镜上光线中的红外线就会被吸收，而不致聚焦传导到光纤中去，即达到制造冷光的目的[1]。在反光杯罩背部安装一个散热风扇，以防止反光杯温度过高而引起炸裂。

2　医用冷光源结构

冷光源由主电源电路、点火电路、亮度调节电路、散热系统以及调焦系统构成。

(1)主电源电路：该部分是冷光源电路部分的核心，为其

他各个电路系统提供电源。电源接通后，通过开关电源为各部输送所需电压。

(2)点火电路：点火电路与主输出端口相连接，主电源电路接通瞬间输出端口得通电，点火电路工作，产生23000 V以上的高压轰击灯泡内的惰性气体，使其电离，灯泡放电回路开始工作，灯泡发出亮度稳定的光后，点火系统停止工作[2]。

(3)亮度调节电路：该电路通过单片机控制一个在光源输出口的遮光片动作，也就是控制遮光片遮挡输出口的位置来达到调节目的。现在很多进口光源还通过电子控制输出电流的大小来实现调节亮度。

(4)散热系统：散热系统包括散热风扇和反光杯罩。一方面为主电源电路中的大功率元件散热，另一方面为反光杯罩吸收光源中的热能，而风扇直接为杯罩散热[3]。

(5)调焦系统：调焦系统直接安装在放置灯泡的装置，通过调节上面的螺丝，微调灯泡位置，使反射光能够全部通过输出口。在国产的光源中，定位做得不够好，灯泡安装好正常发亮后，不能直接使用，还需要进行调焦，否则输出光亮度不够，不能达到临床要求。进口光源中位置已经固定，直接安装好灯泡即可直接使用。

3　典型故障维修实例

3.1故障案例一

(1)故障现象。一台GL-250光源在使用过程中炸泡。

(2)故障分析处理。通过现场了解到，该光源使用频繁，且上一次更换灯泡是一年之前。拆开检查后，电路板无明显损坏，不安装灯泡通电检查主放电回路，一直听到“啪啪啪”的放电声音，该声音是点火电路一直在工作和主放电回路正常。于是估计问题出现在灯泡上，检查破碎的灯泡，发现一端有烧黑的痕迹，判断是灯泡长期使用后老化，导致有少量气体进入灯泡内部所致。用一只旧灯泡安装好开机测试，灯泡点亮，开机连续测试2 h未发现异常。

3.2故障案例二

(1)故障现象。桐庐尖端GL-350E冷光源开机后有指示，无反应。

(2)故障分析处理。开机后各指示灯亮，无点火电路动作声音。故障点很可能发生在点火电路和主电源电路。拆机检查，点火电路各元件无明显故障，各焊点也无虚焊现象。通电检查输出，主电路回路无输出，故障在主电路回路。通电用手轻轻摇动输出端250 V/2200 UF电解电容，发现点火电路动作了一下，灯泡闪动一下。判断是因为大电容长期放电导致焊点出现虚焊所致。断电小心取出电路板，可以明显看出该电容引脚已经松动，将电容取下，做放电处理如果不放电，在安装回去时接线的瞬间会打火，容易引发触电事故。放电完成后重新安装并焊接牢固，同时把其他大功率、高电压及大电流元件引脚也加锡焊接。完成后正确安装好开机测试，故障消除。

3.3故障案例三

(1)故障现象。桐庐尖端GL-350E冷光源，开机后灯泡闪烁，主电源电路发出比较明显的电流声和“嚓嚓”声。

(2)故障分析处理。灯泡闪烁，推断是灯泡寿命已到，换上新灯泡后故障不消除，去掉负载，空载开机运行，电路板上异常声音未消除。取下电路板2个开关管和快恢复二极管单独测量，正常，测量大电容充放电情况，正常。重新安装好后更换SG3525芯片开机测试，故障不消除，但是异常声音指向了高压部分。为了避免引起二次损害，将开关管IRFP460A，恢复二极管MUR3040PT以及输出端的充电电容250 V/2200 UF、SG3525芯片同时换掉后开机，故障消除。推测是由于大功率元件处于损坏边缘，测量值虽然正常，但是已经不能正常工作。因此会产生“嚓嚓”声音，且不能点亮光源灯泡。

4　小结

通过以上3例医用冷光源典型故障的分析处理发现，对于医用冷光源，尤其是国产冷光源，应注意：①注意灯泡的使用时间、及时更换灯泡，部分国产冷光源无记时电路，使用寿命达到后未提示，有些质量不过关灯泡达到规定使用时间后继续使用，导致炸泡，因此最好将更换灯泡的时间记下，根据使用情况确定下次更换灯泡时间，提前更换；②冷光源主电路板通过的电流电压均比较高，长时间的使用会引起焊点虚焊，大功率元件老化和损坏，因此在主电路出现故障时，如果能确定是哪个具体的元件出现故障最好，在不能确定的情况下，最好全部换掉，以防引起二次损坏；③冷光源调焦过程中，难免带电操作，此时一定要非常小心，防止人体触电，同时防止短路引发设备其他部件损坏。

参考文献

[1]何金圣.300W医用内窥镜冷光源维修1例[J].医疗卫生装备，2011，32(11)：147.

[2]官丽梅.医用冷光源原理和结构简介[J].医疗卫生装备，2004，25(6)：52.

[3]周文光，孔悦，王春飞，等.便携式内窥镜冷光源系统设计[J].中国医学装备，2015，12(1)：38-40.

收稿日期：2015-05-11

作者简介

DOI:10.3969/J.ISSN.1672-8270.2016.03.047

[文章编号]1672-8270(2016)03-0149-02

[中图分类号]R197.39

[文献标识码]B