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[摘要]本文首先详细介绍了超声发射前端和后端主机的各个模块构成及各个模块的功能，接着介绍了飞利浦彩超EPIQ7C开机信号工作原理及电压启动后设备开机的软硬件流程。结合设备整体故障情况分析，重点阐述电源故障的检测。通过分析其电源模块接口连接图及电源模块各组电压阈值，探讨了其电源故障的隔离检测方法，为EPIQ7C彩超电源模块化维修提供强有力的数据和理论支持。

[关键词]彩色多普勒超声仪；超声发射前端；电源故障；电压阈值

引言

飞利浦高端彩色超声系统EPIQ7C于2014年底在中国大陆地区正式发布，该设备是目前飞利浦公司的一款心血管超声成像设备，它具备超声信息采集、处理的全部功能。与此同时EPIQ7C拥有飞利浦首创nSIGHT超声系统架构，基于集束精准发射和海量并行处理两大技术基石，为医生带来全场像素级聚焦，彻底打破了传统超声难以避免的帧频、空间分辨力及组织均一性三者之间的强行制约关系，图像同时拥有更高的帧频、更强的穿透力以及更完美的组织均一性。本文详细介绍了EPIQ7C的硬件结构以及成像原理，并针对目前设备最常见的电源故障做深入解析[1]。

1 飞利浦彩超EPIQ7C硬件构成和工作原理

飞利浦彩超EPIQ7C[2-4]硬件部分完全摒弃了上一代彩超IE ELITE的硬件平台系统，设备的集成度有非常大的提高[5]。超声发射端包含三块主板卡：前端模块、前后端连接板以及电压调节板。前端模块负责超声发射端的超声发射接收、超声波束形成、探头接口、主时钟信号等功能，此模块集成了IE ELITE超声发射七块发射主板的功能[6]。前后端连接板负责超声发射端和后端主机处理系统的接口和控制功能，并且将超声发射端所接收的射频数据转换成主机可以识别的数字信号。电压调节板则负责设备的电压调节和高压校准，并且根据系统内部的温度调节风扇的转数[7]。

系统的后端主机部分负责将接收到的超声数据信号转化成图像显示，并且控制设备的整体运作。后端主机部分包含以下几个板卡：设备显卡，设备后端视频输出板、主机扩展接口板、多普勒音频处理电路板（Audio Input &Output，AIO板）、三块硬盘（其中一块固态硬盘负责存储系统软件部分，另两块SATA硬盘负责存储图像数据）、生理信号模块、马达控制模块。

EPIQ7C的硬件部分集成度大幅度提高，设备内部的连接线缆亦随之减少，所以设备的运行稳定性得到提升。设备待机时工作原理为：设备接入220 V电压后，由主电源产生+5 V待机电压分别输送至电压分配板以及主板，提供给主板的电压点亮主板待机电压指示灯为主机提供待机电压，提供给母板的+5 V待机电压通过母板和AIO板最终到控制面板点亮面板上的开机按钮背光灯，此时设备已经就绪准备启动[8]。

设备开机信号工作原理为：工作人员按下控制面板开机按键后，低电平的PS_ON信号先后通过AIO板、母板、主板最后由电压分配板将PS_ON信号传送至电源模块，此时电源正式启动并且提供24、5、12、5 V待机电压（5 V Standby，5 VSB）、3.3 V等几组电压输送至功能板卡。

电源启动正式完成，各个功能板卡都得到了相应的工作电压后，设备进入软硬件启动流程：设备首先加载BIOS，在此期间与超声发射端进行一次信号沟通，确定超声发射端无异常后进入下一步加载设备底层的Windows操作系统，操作系统加载完毕后继续加载医用超声的应用软件部分，三个环节都启动完毕后设备进入正常成像画面。

2 飞利浦彩超EPIQ7C电源故障检测方法

结合设备整个工作原理以及近年来设备整体故障情况，电源故障率相对较高，故本文主要针对设备电源故障检测做进一步详细分析[9-10]。电源模块接口连接图，见图1。电源接口连接至电压分配板，经过电压分配板将电源输出电压分成6组，其中24 V提供给控制面板液压分配系统，主板上双CPU分别由分配板上先进的技术扩展（Advanced Technology Extended，ATX）CPU电源直接提供。ATX主板电压分别提供12 V、5 V、5 VSB、3.3 V给设备主板，用以提供主机部分所需的电压，其余接口为信号反馈回路[11-13]。

在电源模块的几组电压输出中，故障率相对较高的是提供给超声发射端以及控制面板液压系统24 V电压（VDC_SYS），以及ATX电压输出的12、5及3.3 V。电源被隔离单独启动后相应触点的额定电压，见图2。将电源电压触点自左向右，自下向上分别编号，编号由1～46共46个电压触点。将电源从设备中取出并且接入220 V交流电压，短接触点21到触点26，短接触点20至触点36，此时电源可以被单独启动，此时测量下表中相应触点的电压。电源模块各电压触点相应的额定电压，见表1。若测试电压低于表格中额定电压总范围的5%，可以判定设备的电源出现故障，与此同时通过电压测量可以确认具体那一组电压问题导致电源故障，从而有针对性的对相应板块进行维修，此方法可以对电源模块化维修提供强有力的数据支持[14-16]。

表1 电源模块各电压触点相应的额定电压

3 讨论

飞利浦高端彩超EPIQ7C应用飞利浦全新的硬件平台系统，硬件的集成度相比于上一代同档次主机IE ELITE有大幅度提升，所以硬件维修难度进一步加大。结合医院目前彩超出现的故障，常见的故障有死机、无法开机、触摸屏/显示屏黑屏、图像伪彩、探头无法识别、软件报错等。大部分故障均属于硬件故障，而由于机器集成度越来越高，常常导致医院设备科无相关配件而无法维修。而厂家高额的配件及维修费用往往令医院苦不堪言。

本文详细探讨出的电源故障解决办法，则是将电源模块独立出来检测，可以具体检测出哪一组电压故障，从而针对性地进行维修电路，这对EPIQ7C彩超的电源模块维修提供了相当有利的数据和理论支持。既可以为医院降低维修成本，又可以更加快速地恢复机器，从而提高设备的有效使用率。同时也为设备科同行维修同型机器提供了参考检测方法。

通过本文对飞利浦彩超EPIQ7C 结构原理及电源故障检测的分析，设备科可以定期对其电源模块进行检测，判断各组电压是否是在阈值范围内，如果稍有偏离，也可通过调节相应的电位器进行调整。从而将故障解决在爆发之前，从而言之，平时加强对设备的维护检测，才能真正地提高医院设备的高效合理使用。

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LI Ling, SHI Xianfeng, DONG Chong, LI Kaifan, TAN Shaodong, SU Xiaozhou
Department of Equipment, Guangdong Women’s and Children’s Hospital, Guangzhou Guangdong 511442, China

Abstract:In this paper, the working principle of philips color ultrasound named by EPIQ7C and the software and hardware process of power startup were introduced in detail firstly. Then, the detection of power failure was mainly discussed in combination with the equipment failure condition. By analyzing the voltage threshold of power module interface connection diagram and power module,the isolation detection method of power failure was discussed. It provided strong data and theoretical support for the power modular maintenance of EPIQ7C.

Key words:color flow doppler sonography; ultrasonic emission front end; power failure; voltage threshold

飞利浦彩超EPIQ7C结构原理及电源故障检测

引言

1 飞利浦彩超EPIQ7C硬件构成和工作原理

2 飞利浦彩超EPIQ7C电源故障检测方法

3 讨论