STORZ史托斯20134020型腹腔镜

STORZ型冷光源用于手术腹腔镜系统，是一款性能优良、可靠性高的医疗设备。冷光源产生的光束通过导光束连接光学试管，辅助摄像系统将术野图像呈现在显示屏上协助手术医生完成手术。手术中若出现故障，必须通过备用机替代完成手术。

1冷光源结构原理

STORZ型冷光源包含机壳、设置在机壳上的保险管、两个滤波器、电源开关、主控电路板、高压板、计时器板、散热风扇、氙灯等部件，结构原理图如图1所示，实物结构图如图2所示。使用时，交流V市电通过保险管和两个滤波器将电源供给主控板，手术中需要使用时，打开开关，主控板上电，通过MLIS1芯片实现功率因数矫正和脉宽控制，从而实现直流电压输出至高压板。主控板不接高压板，1和2脚直流电压为~V，连接高压板通电，高压板可瞬间产生V高压，轰击氙灯激发氙灯点亮；通过TOPP芯片实现AC/DC开关转换；3和4脚产生12V直流电连接计时板，计时板实现氙灯灯泡使用计时和两个12V散热风扇供电。

图1STORZ冷光源结构原理图图2STORZ冷光源实物结构图

2故障一：主控电路板故障

2.1故障现象

使用中出现“嘭”一声，冷光源壳体保险管爆裂，机器断电停止工作，经检查两个保险管均烧黑。

2.2故障分析

（1）初步排查：拆机检查，拆掉主控电路板，检查主控电路板前端的两个滤波器发现二者均正常，检查主控电路板发现电路板保险丝正常，对电路板进行初步排查，电路板图片如图3所示，优先检测大功率芯片，用万用表二极管挡检测整流桥、场效应管Q7、二极管D2、场效应管Q2和Q3、二极管D12和D13，检测发现Q2和Q3击穿、D13击穿，进一步测量发现贴片三极管Q1和Q13烧坏、贴片二极管D3和D33烧坏。此种情况无法判断是否还有其他功率元器件和控制芯片故障，如果贸然更换损坏的芯片，可能还会烧坏元器件。

图3主控板背面全景图

（2）电路反求分析：电路板反求电路原理图的思路是尽可能缩小画图范围，根据故障电路板的实际检测结果，将故障锁定在尽可能小的区域，先从特征元器件入手，如功率因数控制芯片，先画出特征芯片各个管脚，查看并用万用表检测每个管脚的连接路径，通过画草图先把管脚向外延伸的元器件画好，尤其要注意各个电容、电源的正负极、接地端、信号输入和输出，草图画好后还应反复查看并用万用表验证所画的图是否正确，即根据所画的草图用万用表测试电路板的连接，判断是否草图和电路板相符。待验证原理图无误后，利用电路图画图软件进行原理图的制作。

经前期检测，本故障案例损坏的元器件主要集中在图4区域，故将故障范围锁定在图4区域。电路板MLIS1复合芯片可实现功率因数矫正和脉宽控制，烧坏的Q2和Q3场效应管栅极控制信号由MLIS1芯片脉宽控制进行振荡输出，从MLIS1芯片入手，进行电路图局部反求，先画草图，反复查看比对所画草图每个元器件的物理连接是否正确，确定无误后，根据电路原理草图通过万用表反向验证元器件的物理连接是否正确，最终利用亿图电路图绘制软件反求出的电路图如图5所示。MLIS1芯片11脚是脉宽控制输出，13脚是芯片电源，10脚接地。Q2和Q3的振荡运行由MLIS1芯片11脚输出的脉宽控制信号进行振荡，Q2和Q3能够正常工作的前提是芯片输出的脉宽控制方波信号必须正确。电路的故障分析从芯片相关脚电压、波形信号的检测开始，按照图5进行元器件排查。

图4主控板背面局部放大图

2.3故障排除

（1）复合芯片故障诊断：根据图5的电路图，拆掉Q2和Q3场效应管，振荡电路相当于断开，可以放心对主控板进行上电测试，主控板连接V电源，用数字万用表直流挡测到MLIS1芯片13脚对地10脚电压V，芯片电源供电正常，用示波器测得脉宽输出11脚无方波信号，判断芯片损坏，更换同型号芯片。

（2）变压器T1前级故障排查：根据图5，T1前级包括二极管D4和D5、电阻R32和电容C18，用数字万用表测得二极管D4和D5正常、电阻R32阻值在正常误差范围内，用电容表判断C18电容正常。

（3）变压器T1和T2之间振荡电路故障排查：用万用表测得贴片二极管D3和D33损坏、三极管Q1和Q13损坏、场效应管Q2和Q3损坏，其他元器件正常，更换同型号的二极管D3和D33、三极管Q1和Q13、场效应管Q2和Q3。

（4）变压器T2后级故障排查：T2后级排查到的故障元器件包括大功率二极管D13，更换新的大功率二极管。

（5）通电试板子：给主控板施加V电源，测得J5和J6脚直流电压V，3脚和4脚直流电压12V，因为主控板是裸板，未装散热片，不能长时间试机，否则可能烧毁芯片。将主控板装回机壳内部，安装高压板和氙灯连接线，盖好机壳，开机试机，氙灯点亮，运行正常。

图5MLIS1芯片驱动电路原理图

3故障二：高压板故障

3.1故障现象

冷光源开机后电源指示灯正常，散热风扇运行正常，但氙灯点不亮，无“哒哒”放电音。

3.2故障分析

散热风扇运行正常，根据图1，主控板3脚和4脚输出12V直流电正常，拆下主控板和高压板，初步排查发现主控板的保险管和大功率元器件正常，主控板施加V交流电测得J5和J6脚的直流电压为V，判断主控板正常，锁定故障区域为高压板。高压板工作时会瞬间产生V高压，无法用万用表进行带电测量，故通过反求电路进行故障分析。先画草图，画出锁定区域每个元器件的物理连接，反复观察并用万用表检测验证每个连接点及元器件是否连接正确，最终用亿图电路图绘制软件得到反求的高压板电路图，见图6。通过电路图排查电阻R和电容C2、C3、C4、C7，以及高压放电管。

图6高压板电路原理图

3.3故障排除

用数字万用表检测电阻R和电容C2、C7、C3、C4，以及二极管D1、D2，均正常，二端交流开关元件属于双向触发二极管，数字万用表欧姆自动挡测量的数值无穷大可以判定正常。最终将故障元器件指向高压放电管，型号为EPCOS型，放电管位置如图7所示SG1位置，更换同型号高压陶瓷气体放电管后，试机运行正常。

图7高压板

4结论

本文通过对STORZ型冷光源的两例复杂电路板故障进行电路反求，再通过电路原理图进行故障分析，成功实现了芯片级维修。总结到的维修经验是：应首先对故障的电路板进行初步的排查预判，尽可能把故障点位缩小，再通过反求电路法，画出故障点位相关的元器件及芯片间的原理图，通过原理图进行分析，结合关键点位电压测量、驱动波形测量，顺图维修，能够方便、快捷地查找到故障点位。

维修案例：

案例一

STORZ冷光源

1.外观检查：检查主机外观完整，无明显外力损坏迹象。

2.故障现象：主机开机光源点不亮。

3.拆机诊断：发现电源模块输出无输出，拆卸检测发现有元器件损坏，内部电路开路，从而无法正常开机使用。

4.维修方案：①维修电源模块及周边电路，更换烧毁、损坏元器件②校准输出电压，加固内部固件。

案例二

STORZ冷光源

1.外观检查：检查主机外观完整，无明显外力损坏迹象。

2.故障现象：主机开机烧保险丝。

3.拆机诊断：发现电源模块输出无输出，拆卸检测发现有元器件损坏，内部电路开路，从而无法正常开机使用，更换上好的电源板发现计时灯亮起，接上导光束发现发出的光有闪烁现象，判断为灯泡老化造成。

4.维修方案：①维修电源模块及周边电路，更换烧毁、损坏元器件②计时清零③更换灯泡（可换可不换）④校准输出电压，加固内部固件，清理内部灰尘。

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