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西门子CT高压发生器原理及常见故障分析排除

  高压发生器主要用来在CT主控电脑程序控制下,产生稳定的具有足够功率的高频逆变后的直流高压供给CT球管,同时提供旋转阳极驱动电路电压;灯丝电流控制电路供给球管灯丝产生稳定的管电流。

  为实现以上功能,该发生器由以下功能块构成:

  CPU主控电路由D1(CPU)、D2(逻辑电路)、D3(外设接口)板组成;

  高压逆变电路由逆变器和D10板组成;

  高压产生由调制变压器及驱动电路板D8、储能电容D9板、高压变压器H1组成;

  旋转阳极驱动由D7板及附属电路组成;

  灯丝电路由灯丝变压器和灯丝加热控制板D6组成;

  电源及开关电路由D4、D5和电源变压器M5组成。

  此外,对高压变压器的初级电压、球管灯丝电流、旋转阳极的转速都有相对应的监控电路,上述三项一旦产生偏差,会立即给出报错信号,一路存在本机的故障代码表中,一路通过接口电路D3板报给CT主控电脑,同时切断高压输出。

  其工作原理简述如下:在高压曝光之前,CT主控电脑发出指令并提供要求曝光的参数条件(KV、MA、KW),本高压发生器(简称本机)接到指令后对本机状态进行检测,确认一切正常后发出高压准备好的信息给CT主机,随后CT主机下达曝光命令并传送曝光控制脉冲到本机,本机启动旋转阳极,激励灯丝电流,调整高压变压器初级电压达到CT要求参数值后,送出高压发生器OK信息并开始产生高压供给球管曝光,在整个曝光期间,不断根据管电流的变化,及时调整高压初级电压以保证整个曝光过程产生平稳的脉冲高压和较为恒定的管电流,一旦检测到高压参数异常,立即切断并报出错误代码。

  2、常见故障分析排除

  由于本高压发生器自带电脑程序全自动监控,一旦产生故障会有明确错误提示,这是维修排除故障的主要依据。故障提示有两类,一是D2板上的红灯,当开机后本机自检程序启动,对CPU控制电路进行自检,发现异常以红灯提示,可直接判定故障部位,主要集中在CPU主控电路的D1、D2、D3板上,这部分不做详细介绍。

  二是高压各部分功能块故障,有相应的错误代码保存下来,并有错误提示供CT主机显示出来。

  2.1故障现象:CT装载扫描参数时失败,错误提示为高压发生器没有准备好,(D3板上的参数黄灯都不亮)。有时提示高压系统错误。

  分析排除:高压发生器准备好的基本条件有二个,一是开机自检OK,若不正常,在开机自检时D2板上会出现红灯提示,同时会报一个错误信息(高压系统错误)给CT主机;二是CT准备曝光前要先装入扫描参数条件(如KV、MA、KW等),这些CT条件被本机接受认可,这时D3板上对应的黄灯(KV、MA、KW)亮起来,如黄灯不亮,即可确认为该故障。

  排除过程:如果D2板上有红灯亮,根据维修手册可直接查出是D1一D3板中间某一块板或板上元件如RAM、ROM或电池有故障,最常见的,一是D1板上电池电压偏低,可用万用表测试,电压应在3、2—3.6V,低于3、2V就出错;二是D2板上D/A模数转换芯片出错;用随机的维修测试板D90或PT510板测试可发现,如果实际电压与模数转换后的数值不一致,可确认D/A芯片坏。更换相应故障芯片,或D2电路板即可排除。三是D3接口板坏,因为D3板联接了所有需控制的各部分电路和CT本机,且有不少光耦元件,出故障的几率也非常高。

  需要说明一点,除上述电路板和芯片坏之外,常有以下原因,也会产生相同故障,联接D3板和CT主机接1:2板D21的电缆,如果接触不好,经常也会导致相同故障,此外D21板上的芯片坏也常常导致故障发生。

  2.2故障现象:CT可曝光,但在曝光开始后中断,提示高压发生器不正常(NOT
OK),有时还会进一步提示如下,管电压太高;管电流太大;旋转阳极转速太慢;等等。

  分析排除:高压发生器正常曝光(不考虑X线球管因素)的条件主要有三个:一是旋转阳极转到规定的速度(太快、太慢都不行);二是灯丝电流由平常待机值达到曝光所需值,太小太大也不行;三是高压变压器H1的初极电压达到指定值(通常由调制变压器上的调制马达带动碳届U做来回调整)太小、太大都不行。

  2.2.1

  如果提示中有报旋转阳极转速太慢,则故障集中在旋转阳极驱动板D7及相关电路,最常见的故障是D7板上的保险丝(三个5安耐冲击保险丝)中一到二根断了,这时应观察是属于一般的过流熔断,还是烧黑炸裂,如果熔断,说明仅仅是启动电流偏大一点这时可换一根相同的5A保险丝管,实践中如确无其它异常,且保险丝经常断,可改为6A保险丝,可长期使用;

  如果是保险丝炸裂,则D7板上四个大功率管和二极管必有击穿,这时首先要查明击穿的原因,通常是旋转阳极电路部分有明显短路,最常见的是扫描架内阳极电缆短路,导致三极管击穿,这时应更换电缆排除短路后,再更换相应击穿的三极管(成对更换),即可修复;再有就是CT球管旋转阳极卡死或转动困难,也会造成本故障或烧板,还有一些不明原因,都有可能造成烧板。’

  除了上述情况外,还有时出现保险丝没断,这时D7板上工作基本正常,但阳极转速仍达不到规定速度,经过示波器反复检查D7板上电压波形,发现整流后的直流高压(360V)带有较大交流成分,检测滤波电容C901接近失效,更换电容故障消失。

  由于球管旋转阳极本身的原因造成本故障则只有更换球管解决。

  2.2.2

  错误提示管电压太高,分析排除如下:

  造成管电压太高的原因有多方面的,从原理上看,高压发生器在整个曝光过程中是不断在调整的,对前面曝光的脉冲进行不断取样后根据实际高压与设定高压的差别程度(或高或低)进行调整(主要是调制变压器上碳刷位置不断变化),因此,如果外界电压突然升高,或高压变压电路某一部分发生故障,或者球管原因导致过流引起高压同时下降,都有可能导致电压变化持续升高,最后出错。

  从实际维修实践来看,由球管不良造成的管电压太高出现几率最高,这时如果改用低KV(96kV)进行曝光,CT能正常曝光出图像,且适当降低本机内设定的高压参数值就可正常曝光。据此二点可判定球管原因。

  其次造成故障的原因主要有:高压储能电容多个击穿后造成容量下降,为了弥补能量不足,本机自动不断升高电压,最后导致出错,这时常常会烧断63A保险丝;而电容击穿的原因有两个,一个使用151久耐压下降或漏电,二是由于两组电容放电电阻中一个(470Q)烧断,导致电容正负电压不平衡,一边高,一边低,最后高的那一半电容多个击穿,(正常时电压180—200V,由于电阻断后,不能放电导致电压升高可高达3oov),或保险丝烧断。这时要首先更换放电电阻,然后更换高压电容,就可排除故障。

  还有在同样错误提示下,不烧任何保险丝,这表明高压没有实际升高,而是监测电路的误报,在实际维修中发现,这时监测管电压的相关电路出错都有可能导致这个故障。

  例如:D3板上与高压监测电路有关的耦合芯片常常出错,导致本机误报;同样,D2板上对管电压监测值进行模数转换的

  芯片经常出错,导致误报,在这种情况下,用万用表实测监控值是正常的,而还是报错,可以判定是电路板故障,只要更换D2或D3板就能排除。

  2.2.3

  错误提示管电压太大,CT机一曝光就急停,有时提示管电流太大。

  分析排除:同前几种故障一样,也分两种情况,一种烧高压发生器50A和63A保险丝,也可能一种不烧;显然烧保险丝,说明高压发生器内部有明显大电流短路现象,这时无论用96kV、125kV曝光都不行;实践中发现有两种常见故障,一是高压电缆击穿(有时也报管电压太高),这时曝光时可听见明显高压击穿后放电的嘶嘶声,也可将房间电灯全部关掉,在全黑情况下曝光,往往可看见电缆击穿打火时蓝色亮光,则可判定电缆击穿打火。

  还有就是逆变器损坏,常常是可控硅击穿,也会导致上述故障,并有时伴有错误提示管电流太大;有时还会烧坏D10板。

  本故障用万用表检测可控硅即可确认。另一种情况,即不烧保险丝的情况,多半是D3板上芯片坏导致,偶尔由于1321板坏也会造成误报。

  2.3其它高压故障:

  2.3.1

  错误提示灯丝加热不正常

  由于灯丝加热电路也有检测电路,一旦灯丝电路不正常,太小(如电流为零)太大(大于4A)都会报错,这时只要测试灯丝电流相关电路的对应电压值,与灯丝电流监控的正常值进行比较,就能很快判定问题所在,实践中发现有以下两种情况,一是电流偏小,又分二种,一种电流为零,则很大可能是球管灯丝断,也有高压电缆内部三根芯线中灯丝那一路断了一根,导致灯丝电流为零,这只要在不通电的情况下,检测高压电缆头三个脚之间的电阻就能判定,通常测的阻值都为零,若有两端或三端都是无穷大,则是断路故障;(需判定球管还是高压电缆),若是高压电缆,应急情况下,可将电缆插头拔出转120度角再插入还能继续使用。另外一种电流略偏小,可适当提高灯丝变压器的电压(该变压器有三个抽头电压分别为50、70、8ov)可换一个抽头较高电压再试。监测电路自身出故障的几率很小。

  归纳小结

  高压发生器的主要故障集中在四个方面,分别是高压逆变及变压电路、阳极电路、灯丝电路、以及监控电路自身,分别反应出高压不正常,旋转阳极不正常,灯丝电流不正常或自身电路不正常,分析排除时一方面依据故障提示,另一方面要看实际有无损坏东西,烧保险丝,从而能够较快的查出故障所在,排除故障。

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