本發明涉及電子電路領域,具體地,涉及一種醫用電力電子儀器直流電源。
背景技術:
隨著電力電子技術的高速發展,電力電子設備與人們的工作、生活的關系日益密切,而電子設備都離不開可靠的電源,進入90年代開關電源相繼進入各種電子、電器設備領域,程控交換機、通訊、電子檢測設備電源、控制設備電源等都已廣泛地使用了開關電源,更促進了開關電源技術的迅速發展。
為了防止輸出端上電壓過高,同時也為了使電源從空載到滿載的負載效應較小,開關穩壓電源輸出端不允許開路。當空載時,或外電路開路時,輸出端電壓會升得很高,直至高達交流電源的峰值,這樣就會損壞電路中的元器件,甚至降壓電容。
技術實現要素:
為對開關電源或其他電源類設備提供負載開路保護功能,避免電源使用過程中長期處于空載狀態,本發明公開了一種醫用電力電子儀器直流電源。
本發明所述醫用電力電子儀器直流電源,連接在輸出電壓端和地之間,由比較器、晶體管、檢測電阻、輸出分壓電阻串、備用負載電阻和基準電壓組成,所述比較器的正相輸入端連接基準電壓,輸出端通過輸出分壓電阻串接地,所述輸出分壓電阻串的中間節點連接晶體管基極,所述晶體管的集電極通過備用負載電阻連接輸出電壓端,發射極接地,所述檢測電阻連接在地和負載電阻連接點之間,所述負載電阻連接點連接比較器的反相輸入端,所述晶體管為NPN管。
優選的,所述晶體管發射極與地之間連接有發光二極管。
優選的,所述比較器的電源端與輸出電壓端連接,所屬基準電壓由串聯在輸出電壓端和地之間的第一分壓電阻和第二分壓電阻組成,所述第一分壓電阻和第二分壓電阻的公共端連接比較器的正相輸入端,所述第一分壓電阻和第二分壓電阻阻值相同。
優選的,所述輸出電壓端和地之間連接有穩壓二極管。
本發明所述醫用電力電子儀器直流電源,通過檢測輸出電流實現開路檢測,在負載開路時接入備用負載,限制了輸出端電壓的升高,安全可靠的保護了開關電源電路中的元器件不致損壞。
附圖說明
圖1是本發明的一種具體實施方式示意圖;
附圖中標記及相應的部件名稱:UI-輸出電壓端,K-常斷開關,P1-第一負載接口,P2-第二負載接口,R1-第一限流電阻,R2-第二限流電阻,R3-第三限流電阻,R4-第四限流電阻,R5-可變電阻,RL-負載電阻,RLB-備用負載電阻,VD1-第一穩壓二極管,VD2-第二穩壓二極管,VD3-第三穩壓二極管,D1-第一整流二極管,D2-第二整流二極管,D3-第三整流二極管,TD-可控硅器件,1-第一繼電器,2-第二繼電器,3-光耦器件。
具體實施方式
下面結合實施例及附圖,對本發明作進一步地的詳細說明,但本發明的實施方式不限于此。
本發明所述醫用電力電子儀器直流電源,連接在輸出電壓端和地之間,包括一對負載接口,還包括連接在輸出電壓端和第一負載接口之間的常斷開關和第一繼電器,所述第一繼電器由繼電器開關和繼電器線圈組成,第一繼電器的繼電器開關與常斷開關并聯,繼電器線圈連接在輸出電壓端和常斷開關之間。
第二負載接口和地之間連接有第一限流電阻,所述直流電源還包括一比較器和第二繼電器,第二繼電器由繼電器開關和繼電器線圈組成,所述比較器反相輸入端與第二負載接口連接,正相輸入端與一基準電壓連接,輸出端連接第二繼電器的繼電器線圈,第二繼電器的繼電器線圈另一端通過第二限流電阻接地;第二繼電器的繼電器開關與備用負載電阻串聯后連接在輸出電壓端和地之間。
基準電壓可以由串聯在輸出電壓端和地之間的第三限流電阻和穩壓二極管提供,其中第三限流電阻和穩壓二極管的公共端為基準電壓輸出端。圖1所示的具體實施方式中,采用兩個穩壓二極管串聯得到所需的基準電壓。
如圖1所示,RL為要接入的負載電阻,使用時將負載接入第一負載接口P1和第二負載接口P2之間,按下常斷開關K,使電路導通,第一繼電器的繼電器線圈流過電流,使第一繼電器的繼電器開關閉合,從而使常斷開關在人手脫離后,仍然維持電路導通。
一般醫療儀器一旦開啟,通常會長時間運轉,例如心電圖儀、呼叫器等。采用常斷開關設計,避免病人有意無意或看護家屬自行隨意開關設備,使醫療儀器能夠正常連續運行。
本發明對電源具備開路保護功能,正常使用時, 負載電阻RL連接在第一負載接口P1和第二負載接口P2之間,第一限流電阻R1上壓降較大,比較器反相輸入端電壓大于基準電壓,比較器輸出低電平信號,第二繼電器的繼電器線圈上沒有電流,使第二繼電器的繼電器開關斷開。此時電源為正常工作狀態。
當負載電阻未接入時,第一限流電阻R1上沒有電流,比較器反相輸入端電壓為零,比較器正相輸入端電壓為大于零的基準電壓,使比較器輸出高電平信號,從而使第二繼電器的繼電器線圈上有電流流過,第二繼電器的繼電器開關閉合,從而使備用負載電阻RLB連接在輸出電壓端和地之間,避免了輸出電壓端的開路。圖1中,第二限流電阻R2用于限制第二繼電器的繼電器線圈電流。RLB阻值應取值較大,避免無謂的功耗,通常在兆歐級別以上。
本發明中,采用繼電器控制,實現了小電流控制大功率電流,負載端與電源實現了電學隔離,避免了電源漏電造成負載端直接放電傷害病人的情況。
但繼電器由于采用電磁線圈,電感效應容易造成電流渦流,影響醫療設備正常工作,為阻斷反向非正常電流,通常在所述第二繼電器的繼電器開關與地之間連接有第一整流二極管D1,該二極管負極接地。
從圖1可見,從第一繼電器到第二繼電器的繼電器線圈之間,在第二繼電器的繼電器開關閉合時,存在一條電流通路。兩個線圈之間極易產生互感。如圖1所示,還可以在兩個線圈之間設置單向導通的第二整流二極管D2,在所述第二繼電器的繼電器開關和繼電器線圈之間設置第三整流二極管D3連接,其中第三整流二極管的正極連接繼電器線圈,從而使反向電流被隔斷。
也可以采用其他物理措施,將兩個繼電器外圍包裹鐵皮等可磁化的金屬材料,避免兩個線圈的磁場相互干擾或干擾其他磁性敏感的醫療設備。第二繼電器的繼電器線圈可以設置單獨的接地點,更好的杜絕電流紊亂。
圖1所示的具體實施方式中,還優選的設置有過壓關斷電路,所述過壓關斷電路包括串聯在從輸出電壓端到第二負載接口之間的可控硅器件TD,還包括串聯連接在第二負載接口和地之間第三穩壓二極管VD3和光耦器件3,所述第三穩壓二極管與光耦器件中的發光器件串聯,發光器件與地之間還串聯有第四限流電阻R4,第三穩壓二極管VD3負極接第二負載接口。
還包括一可變電阻R5,所述光耦器件的耦合開關連接在地和可變電阻一終端之間,所述可變電阻另一終端連接輸出電壓端或第一負載接口,可變電阻的可變電阻端與所述可控硅器件的控制端連接。
輸出電壓端電壓正常時,第三穩壓二極管隔斷電流通過,過壓關斷電路不工作,當輸出電壓端電壓異常升高時,第三穩壓二極管被擊穿,使光耦器件的發光器件導通發光,從而使光耦器件中的耦合開關導通,分壓電阻上的可變電阻端電壓被拉低,將可控硅器件控制端電壓拉低,從而關閉該可控硅硅器件,輸出電壓端電壓被隔離,從而保證內部電路不會被高壓損壞。
如上所述,可較好的實現本發明。