美迪蘭無(wú)影燈控制電路原理與故障診斷研究

馬樂(lè)萍

摘要

SL（無(wú)影燈）即為現(xiàn)階段應(yīng)用較為廣泛的外科手術(shù)用燈光，能夠最大限度避免手術(shù)過(guò)程由于影子與色彩偏差對(duì)手術(shù)的影響通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)美迪蘭無(wú)影燈故障大多數(shù)都集中于控制電路，對(duì)控制電路予以板級(jí)研究，能夠從根本深化SL故障診斷及維修.文章將以美迪蘭無(wú)影燈控制電路原理與故障診斷研究作為切入點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上予以深入的探究，相關(guān)內(nèi)容如下所述。

【關(guān)鍵詞】美迪蘭 SL 控制電路 原理 故障診斷 研究

1 美迪蘭無(wú)影燈結(jié)構(gòu)

SL是通過(guò)按鍵電路、電源電路、燈頭以及控制電路所構(gòu)成。其中電源電路將二百二十伏交流電通過(guò)變壓設(shè)備進(jìn)行降壓，在此基礎(chǔ)上輸出二十四伏直流電，此電壓輸入至控制電路內(nèi);微控制器在按鍵電路內(nèi)，主要對(duì)按鍵的邏輯性予以分析，同時(shí)分析SL狀態(tài)，同時(shí)為控制電路輸出邏輯指令;控制電路主要是控制主副燈之間的切換，同時(shí)進(jìn)行功率的控制及獲取運(yùn)行過(guò)程中的狀態(tài)信息。

2 美迪蘭無(wú)影燈控制電路板原理概述

SL（無(wú)影燈）即為現(xiàn)階段應(yīng)用較為廣泛的外科手術(shù)用燈光，能夠最大限度避免手術(shù)過(guò)程由于影子與色彩偏差對(duì)手術(shù)的影響。SL控制板輸入輸出信號(hào)與電源的連接是通過(guò)CONU與CON2實(shí)現(xiàn)，CONU中輸入Con-mos即驅(qū)動(dòng)MOSFET開(kāi)關(guān)的既有信號(hào)Con-RY1，Con-ry2，Con-rY3，即控制relay開(kāi)關(guān)的初始信號(hào)，輸出CheckState即獲取的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)下的信號(hào)，VCC5.6V即輸入按鍵電路的電源。模擬與數(shù)字間設(shè)置電容耦合，進(jìn)而遏制相互間的作用。CON2內(nèi)的M24，S24即為主副燈相關(guān)的線路，C1即主副燈二者的共用線，VCC則是輸入電源二十四伏直流電。

SL設(shè)置了主副兩個(gè)燈泡，同時(shí)一個(gè)燈泡作為備用，規(guī)格為二十四伏，一百五十瓦。進(jìn)行手術(shù)的過(guò)程中，若主燈發(fā)生故障，即可自動(dòng)跳轉(zhuǎn)至副燈，RY3、RY1與RY2三個(gè)relay則能夠控制主副燈開(kāi)啟。C1、C2即4700UF電解電容，其具有儲(chǔ)能濾波功能，在燈炮開(kāi)啟的狀態(tài)下，第一時(shí)間傳輸電流，進(jìn)而防止生成紋波，確保電源的穩(wěn)定性。在開(kāi)啟SL的狀態(tài)下，RY3關(guān)閉，可以對(duì)兩個(gè)大電容予以充電，RY1關(guān)閉的狀態(tài)下，主燈開(kāi)啟，在主燈出現(xiàn)故障的狀態(tài)下，RY1即可斷開(kāi)，RY2關(guān)閉，隨即副燈啟動(dòng)。

R6、R7與R8即Relay的限流電阻，可以全面控制電流。C1即為兩個(gè)燈的共同的回路端，Relay1、Relay2與Relay3接Relay驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端，見(jiàn)圖1、2。

IRFP150N即N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體FET，D極接于主、副燈回路，S極接地，G極接PWM信號(hào)控制導(dǎo)通時(shí)間，經(jīng)微調(diào)信號(hào)占空比達(dá)到功率的調(diào)節(jié)，因此實(shí)現(xiàn)亮度控制。D3-LED具有保護(hù)功能，SL啟動(dòng)狀態(tài)下，此處SW信號(hào)幅呈幾何形遞增，直接連接會(huì)造成單片機(jī)管腳被擊穿的后果，因此接穩(wěn)壓LED可以使信號(hào)區(qū)間等于LED反向?qū)妷?.6V。RN-3，RN-2電阻具有限制反向電流的功能。Check-State即為檢測(cè)信號(hào)，在燈啟動(dòng)的狀態(tài)下，此處會(huì)檢測(cè)到相應(yīng)占空比的SW信號(hào)，若無(wú)法檢測(cè)到SW信號(hào)，即可印證燈出現(xiàn)故障，進(jìn)而要轉(zhuǎn)換至副燈，同時(shí)黃燈亮起予以警報(bào)，若檢測(cè)為高電平，由此印證燈絲斷開(kāi)，若檢測(cè)為低電平，即為金屬氧化物半導(dǎo)體始終開(kāi)啟，DS極被擊穿。

R4即功率電阻，和穩(wěn)壓LED-D1-1N4734予以串聯(lián)，進(jìn)而達(dá)到二十四伏直流電向5.6伏直流電轉(zhuǎn)換的目的，進(jìn)而為按鍵板與HD74LS04提供電源，其電流輸出能力約九十毫安時(shí)，在R4上大概有1.7瓦的功耗。IRFP150N的VGS極限電壓約二十伏，若直接接二十伏會(huì)影響金屬氧化物半導(dǎo)體FET，因此經(jīng)R5和穩(wěn)壓LED-D2-1N4742串聯(lián)實(shí)現(xiàn)二十四至十二伏直流變換后作為開(kāi)關(guān)電壓。R5上大概有0.3瓦的功耗。

3 美迪蘭無(wú)影燈故障案例成因及解決策略

對(duì)于各類故障問(wèn)題都可以通過(guò)分析電路找到故障成因，把問(wèn)題的側(cè)重點(diǎn)放在主要器件上，能夠第一時(shí)間找到并解決問(wèn)題。在某SL的使用過(guò)程，啟動(dòng)SL后主燈先亮啟，然后熄滅，隨即切換至副燈，在切換至副燈后發(fā)生燈亮起再熄滅的問(wèn)題，而燈泡并沒(méi)有被燒壞。通過(guò)上述現(xiàn)象可分析出：三個(gè)Relay沒(méi)有損壞，即可認(rèn)為SL工作狀態(tài)的部分電路發(fā)生故障。因此要側(cè)重于金屬氧化物半導(dǎo)體FET，穩(wěn)壓管D1以及驅(qū)動(dòng)金屬氧化物半導(dǎo)體FET的信號(hào)線路這三部分的檢測(cè)，通過(guò)萬(wàn)用表檢測(cè)D1與金屬氧化物半導(dǎo)體FET，通過(guò)示波裝置檢測(cè)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)有金屬氧化物半導(dǎo)體FET驅(qū)動(dòng)信號(hào)，導(dǎo)致了金屬氧化物半導(dǎo)體FET始終處在導(dǎo)通狀態(tài)下，檢測(cè)信號(hào)狀態(tài)即低電平，進(jìn)而導(dǎo)致了以上故障，通過(guò)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)R歐姆色環(huán)電阻存在裂紋，通過(guò)直觀檢查無(wú)法發(fā)現(xiàn)造成斷路，更換色環(huán)電阻后SL即可正常運(yùn)行。

4 總結(jié)

綜上所述，手術(shù)用無(wú)影燈是通過(guò)按鍵電路、電源電路、燈頭以及控制電路所構(gòu)成。其中電源電路將二百二十伏交流電通過(guò)變壓設(shè)備進(jìn)行降壓，在此基礎(chǔ)上輸出二十四伏直流電，此電壓輸入至控制電路內(nèi);微控制器在按鍵電路內(nèi)，主要對(duì)按鍵的邏輯性予以分析，同時(shí)分析SL狀態(tài)，同時(shí)為控制電路輸出邏輯指令;控制電路主要是控制主副燈之間的切換，同時(shí)進(jìn)行功率的控制及獲取運(yùn)行過(guò)程中的狀態(tài)信息。經(jīng)對(duì)控制電路原理、主副燈切換以及功率控制等分析，可以在設(shè)備電路維修中從根本理解電路原理，并第一時(shí)間精準(zhǔn)的定位并解決故障。

參考文獻(xiàn)

[1]林朋飛，倪爭(zhēng)技，黃元申等.大功率LED陣列光源的配光設(shè)計(jì)[J].光學(xué)儀器，2014（03）：31-37.

[2]孫若曦，李毅，周晟等.功率LED柔性封裝結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與熱特性分析[J].光電子.激光，2016（04）：43-46.

[3]唐政維，黃瓊，趙贊良等.一種采用半導(dǎo)體致冷的集成大功率LED[J].半導(dǎo)體光電，2014（04）：39-44.