黃一清

摘 要：數(shù)字心電圖機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要基于ECG-6951D型心電圖機(jī)，全部電路對(duì)外開(kāi)放并能任意設(shè)置故障。基于該平臺(tái)，通過(guò)對(duì)電池電量指示電路分析，根據(jù)常見(jiàn)故障類(lèi)型詳述故障排除方法。

關(guān)鍵詞：數(shù)字心電圖機(jī)；電池電量指示；故障排除

引言

目前，數(shù)字心電圖機(jī)是我國(guó)醫(yī)用電子儀器的重要組成部分，其功能主要在于計(jì)量人體心臟活動(dòng)中心肌細(xì)胞興奮所產(chǎn)生的各種電生理信號(hào)用以診斷心臟有無(wú)傳導(dǎo)阻滯等病理問(wèn)題[1]。便攜式數(shù)字心電圖機(jī)通常采用交流220V和12V蓄電池雙電源供電模式，其中12V蓄電池為其在運(yùn)動(dòng)中使用供電，并時(shí)刻為打印機(jī)提供電源[2]。為了避免出現(xiàn)因電量不足造成設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)行或過(guò)放電引起蓄電池受損，在數(shù)字心電圖機(jī)中必須設(shè)計(jì)有電池電量指示電路，故而電量指示是電路構(gòu)成中必不可少的基本單元電路[3]。而電池電量指示異常則會(huì)造成使用人員對(duì)醫(yī)療設(shè)備供電能力的誤判斷，嚴(yán)重者可致使醫(yī)療事故。因此對(duì)于醫(yī)用電子儀器與維護(hù)專(zhuān)業(yè)學(xué)生有必要掌握該電路故障排除方法。文章基于數(shù)字心電圖機(jī)教學(xué)平臺(tái)（上海譜康電子科技有限公司）詳述電池電壓指示電路，該平臺(tái)基于ECG-6951D型心電圖機(jī)，全部電路對(duì)外開(kāi)放，能夠靈活設(shè)置典型故障可操作性強(qiáng)。

1 電池電量指示電路分析

電池電量指示電路由三端集成穩(wěn)壓器TL431ACD、集成運(yùn)放LM324AD、三極管Q2、Q3以及發(fā)光二極管D11、D12、D21組成。TL431ACD提供2.5V基準(zhǔn)電壓[4]與LM324AD構(gòu)成的電壓比較器進(jìn)行比較輸出實(shí)現(xiàn)三段電壓指示。其中三段電壓比較器翻轉(zhuǎn)時(shí)電池電壓臨界值分別為（以串聯(lián)電阻總值R=R23+R29+R36+R139+R41=461.2KΩ計(jì)算）：第一段U6D+=（2.5V×461.2K）/（100K+40.2K）=8.22V；第二段U6C+=（2.5V×461.2K）/（100K+40.2K+10K）=7.67V；第三段U6B-=（2.5V×461.2K）/（100K+40.2K+10K+11K）=7.15V。

當(dāng)電池電壓充足UBAT+≥8.22V時(shí)，U6D、U6C輸出為高電平，D11和D21點(diǎn)亮；U6B輸出為低電平，U6A輸出亦為低電平，Q2導(dǎo)通，D12點(diǎn)亮；當(dāng)7.67V≤UBAT+≤8.22V時(shí)，U6D輸出為低電平，U6C輸出高電平，D21滅，D11仍點(diǎn)亮；U6B輸出狀態(tài)不變，D12仍點(diǎn)亮；當(dāng)7.15V≤UBAT+≤7.67V時(shí)，U6D、U6C、U6B均輸出低電平，D11和D21滅，D12仍點(diǎn)亮；當(dāng)UBAT+≤7.15V時(shí)，D11和D21保持熄滅狀態(tài)不變，U6B輸出變?yōu)楦唠娖郊s為12V，該輸出電壓經(jīng)過(guò)電阻R30、R138分壓后得到6V電壓加與U6A同相輸入端，U6A的輸出也為高電平，向電容器C15進(jìn)行充電，當(dāng)電容兩端的電壓高于6V，則輸出為低電平，D12亮，電容C15放電，當(dāng)其再次低于6V時(shí)，輸出又變?yōu)楦唠娖?，D12滅，出現(xiàn)循環(huán)閃爍。

Q3為N溝道增強(qiáng)型絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管，當(dāng)UGS>UGS（th）（一般為2-4V）開(kāi)啟電壓時(shí)，MOS管能正常工作。MOS管柵極電壓UGS=（12V×R39）/（R39+R37）=6V>UGS（th），MOS管導(dǎo)通，保障二極管D11，D12，D21陰極均為低電平。

2 電池電量指示電路故障排除

電池電量指示電路故障現(xiàn)象可歸納為指示燈不亮，亮度異常，指示燈閃爍周期異?；虿婚W爍這幾種。文章先就最低電量指示燈D12始終點(diǎn)亮故障進(jìn)行排除分析。由于D11、D21指示燈顯示正常說(shuō)明TL431ACD基準(zhǔn)電壓模塊、Q3二極管陰極低電壓供應(yīng)模塊、U6C、U6D比較器模塊均正常。因?yàn)榈碗妷褐甘緹裟軌螯c(diǎn)亮所以U6B和Q2應(yīng)該正常。故可能發(fā)生的故障點(diǎn)在U6A或電容部分。首先先對(duì)U6A進(jìn)行測(cè)試，即對(duì)LM324AD芯片1、2、3管腳電平測(cè)定，若U6A管腳2號(hào)腳始終為低電平，3號(hào)腳電壓在6V左右，1號(hào)腳輸出始終為高電平說(shuō)明U6A正常，否則就需要更換LM324AD芯片。在排除U6A異常的情況下，對(duì)U6A2腳的電容進(jìn)行測(cè)試判斷，用電容表測(cè)試C15對(duì)地電容值，若電容值顯示為0，說(shuō)明電容被短路造成。亮度異常故障則考慮為限流電阻R33、R38、R35是否出現(xiàn)損壞，可以采用測(cè)阻值或是替代法來(lái)進(jìn)行。指示燈不亮若出現(xiàn)全不亮則首先對(duì)Q3MOS管檢測(cè)是否正常，測(cè)定Q3管柵極電壓是否為6V，漏極電壓是否為低電平，若是則Q3管正常，說(shuō)明問(wèn)題出現(xiàn)在LM324芯片上面，替換芯片即可。若只出現(xiàn)某一路LED燈不亮，則需排查L(zhǎng)ED燈是否正常，相對(duì)用的比較器和電阻是否有損壞即可。

3 結(jié)束語(yǔ)

數(shù)字心電圖機(jī)是醫(yī)療電子設(shè)備的重要組成部分，為了保障該設(shè)備能夠正常運(yùn)行，避免因?yàn)檫^(guò)放電致使蓄電池的損壞，電池電量指示不可或缺。本實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)所采用的三段電池電量指示電路主要由LM324AD構(gòu)成的比較器、三端集成穩(wěn)壓器TL431ACD、三極管以及發(fā)光二極管組成。該電路主要故障類(lèi)型為單個(gè)或全部指示燈不亮、亮度異常、閃爍周期異?；虿婚W爍，并根據(jù)不同故障現(xiàn)象結(jié)合電路原理分析進(jìn)行故障排除。

參考文獻(xiàn)

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