專利名稱：醫用通訊呼叫設備主機的制作方法
技術領域：
本實用新型提供一種醫用通訊呼叫設備主機，屬于醫院用護理通訊系統領域，具體應用于醫院病房患者與護士間的通訊呼叫系統，及醫院排隊叫號系統。
背景技術：
兩線制總線因為布線少，布線簡單，安裝方便，易于維護等優勢獲得了廣大用戶的認可；但是現有技術有其不足，主要是主機的供電能力，傳統的分機只有一個指示燈，用電量很小，還可滿足；但是現在分機普遍帶LCD屏，要求功率越來越大，很多都是通過外加電源或放大器來實現，這樣實現降低了系統的穩定性，也增加了布線的難度，費用也相對提聞。專利號為ZL201020125309.0的專利公開了一種“醫用通訊呼叫設備”，包括主機與分機，之間通過總線連接，主機內置CPU，輸出控制電路，其技術特點在于主機CPU輸出的數據信號，經輸出控 制電路轉換為兩組極性完全相反的正負電平信號，然后同總線連接，分機設置正負電壓檢測電路，與兩線制總線的一端連接，將收到的正負電平信號轉換為數據信號。以上專利采用了兩線式供電，此專利發送數據速度快；但通過功率放大器為分機供電，限制了設備在帶載增加的情況使用；造成主機供電能力不足，帶載能力不強，或者通過加放大器，或者通過加電源解決，因此增加了系統的復雜性，也增加了安裝維護難度；并且主機使用正負15V電源，不易擴展為其它電壓電源。
實用新型內容根據以上現有技術的不足，本實用新型要解決的技術問題是:提供一種強總線供電能力，遠總線傳輸距離，高總線傳輸速率，使用性能安全穩定，技術指標可靠的醫用通訊呼叫設備主機。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:一種醫用通訊呼叫設備主機，包括殼體，其特征在于:殼體內置CPU、極性驅動電路和大功率輸出電路，CPU的輸出端連接極性驅動電路的輸入端，極性驅動電路的輸出端連接大功率輸出電路，大功率輸出電路的輸出端連接二線制總線。CPU輸出數據信號，經極性驅動電路驅動，控制大功率輸出電路的開關，通過交替開關閉合兩路開關轉換二線制總線上電流方向，向分機發送命令數據，同時輸出高電壓大電流到總線上給分機供電。主機內置CPU芯片用于輸出數據信號和全局關斷信號；極性驅動電路用于連接CPU及大功率輸出電路，通過極性驅動電路把CPU數據信號轉換為大功率輸出需要的信號，在數據為高和低時，分別控制大功率輸出電路的電流流動方向；大功率輸出電路主要提供大功率的電流電壓輸出，起到數據的換向作用，實現傳輸控制信號，顯示信號，音頻信號或視頻信號，總線供電能力強，傳輸距離遠，并且發送命令數據的速度很快，信號穩定。[0008]其中優選方案是:所述的大功率輸出電路包括四只大功率的NMOS管和四個柵極電阻，每個柵極電阻分別串聯在NMOS管的柵極與極性驅動電路輸出端之間，四個大功率的NMOS管兩兩串聯，每兩只串聯大功率的NMOS管的公共端分別連接二線制總線。四只NMOS管組成橋式結構，上下兩側分別是電源和輸入地。所述的極性驅動電路包括兩只與非門和兩只MOSFET驅動芯片組成，CPU的輸出端連接兩只與非門的輸入端，兩只與非門組合后輸出一組相位相反的信號，分別接到兩只MOSFET驅動芯片的HIN、LIN引腳，兩只MOSFET驅動芯片的HO、LO引腳分別連接大功率輸出電路的四個柵極電阻。CPU的數據信號通過兩個與非門(U1A，UlB)輸出一組相位相反的信號，分別接到U2，U3的HIN，LIN引腳，用于控制U2，U3產生交替開關的信號控制NMOS管。所述的極性驅動電路的兩只MOSFET驅動芯片的SD引腳分別連接CPU的輸出端。(PU輸出的全局控制信號SD，用來控制整個電路的開關，在短路的情況下，可以全局關閉NMOS 管。本實用新型醫用通訊呼叫設備主機所具有的有益效果是:能夠提供高電壓大電流的電源輸出，在正常情況下，不用另加放大器或者外加電源，就能夠完全滿足系統供電的需要，總線供電能力強，傳輸距離遠，并且發送命令數據的速度很快，信號穩定；本實用新型克服現有技術主機供電能力差的缺點，經過整體優化設置后還具有:1、本實用新型采用四只NMOS管進行電源換向，NMOS管DS極電阻非常小，因此消耗在上面的壓降很小，NMOS管通過的電流非常的大，耐壓也非常的高，這樣可以帶更多的負載，因此能夠滿足設計的帶載需要；2,NMOS管的開關速度非常的快，當打開M2、M3兩只NMOS管時，二線制總線的A線為正，B線為負，當打開M1、M3兩只NMOS管時，B線為正，A線為負，由CPU控制發送的方向，可以控制NMOS管電路開 關，改變總線的電流方向，發送數據的速率非常高；3、本實用新型電源采用單電源供電，其電流、電壓可根據情況進行更換，不用更改電路。
圖1為本實用新型實施例的電路原理框圖；圖2為本實用新型實施例的主機電路原理圖；圖3為本實用新型實施例的主機的CPU數據發送波形；其中:U1A、U1B、與非門U2、U3、MOSFET 驅動芯片 M1-M4、NMOS 管 R1-R4、柵極電阻。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的實施例做進一步描述:實施例1:如圖1所示，殼體內置CPU、極性驅動電路和大功率輸出電路，CPU的輸出端連接極性驅動電路的輸入端，極性驅動電路的輸出端連接大功率輸出電路，大功率輸出電路的輸出端連接二線制總線。[0023]主機安裝在醫院護士站中，主機與分機之間通過二線制總線連接，主機CPU輸出數據信號，經極性驅動電路驅動，控制大功率輸出電路的開關，通過交替開關閉合兩路開關轉換二線制總線上電流方向，向分機發送命令數據，同時輸出高電壓大電流到總線上給分機供電。主機CPU發送數據的波形如圖3。如圖2所示，為本實用新型實施例的主機電路原理圖，Ul為74HC132施密特觸發與非門，MOSFET驅動芯片U2，U3為IR2110驅動器，NMOS管M1-M4柵極各接一個電阻R1-R4 ；大功率輸出電路包括四只大功率的NMOS管和四個柵極電阻,每個柵極電阻分別串聯在NMOS管的柵極與極性驅動電路輸出端之間，四個大功率的NMOS管兩兩串聯，每兩只串聯大功率的NMOS管的公共端分別連接二線制總線。四只NMOS管組成橋式結構，上下兩側分別是電源和輸入地。極性驅動電路包括兩只與非門和兩只MOSFET驅動芯片組成，CPU的輸出端連接兩只與非門的輸入端，兩只與非門組合后輸出一組相位相反的信號，分別接到兩只MOSFET驅動芯片的HIN、LIN引腳，兩只MOSFET驅動芯片的H0、L0引腳分別連接大功率輸出電路的四個柵極電阻。CPU的數據信號通過兩個與非門(U1A，U1B)輸出一組相位相反的信號，分別接到MOSFET驅動芯片U2，U3的HIN，LIN引腳，用于控制MOSFET驅動芯片U2，U3產生交替開關的信號控制NMOS管。極性驅動電路的兩只MOSFET驅動芯片的SD引腳分別連接CPU的輸出端。CPU輸出的全局控制信號SD，用來控制整個電路的開關，在短路的情況下，可以全局關閉NMOS管；MOSFET驅動芯片U2，U3使用60V的電壓，其VS極連接NMOS管的輸出端。工作原理:主機CPU輸出兩信號,一個是數據信號,一個是關斷信號；信號的高電平是5V,低電平是0V，主機CPU 通過發送高低交錯的一組信號，來給分機發送命令，主機信號如圖3，此信號加到第一個與非門UlB上，數據反向，此信號計為‘A’信號；然后加到第二個與非門上U1A，數據再次反向，此信號記為‘B，信號。IR2110為大功率MOSFET專用驅動集成電路，兼有光耦隔離和電磁隔離的優點；定義MOSFET驅動芯片U2輸出的HO、LO信號定義為H01、L01,MOSFET驅動芯片U3輸出的HO、LO信號定義為H02、L02 ;當A信號為高時，則B信號為低，當A信號為低時，則B信號為高。根據IR2110的特性，當HIN，LIN輸入為高時，則HO，LO輸出也為高，當HIN，LIN輸入為低時，則HO，LO輸出也為低；所以根據圖2，當A信號為高時，則U2的LIN，U3的HIN輸入為高，則其對應的L01、H02輸出也為高，同時B信號為低，U2的HIN，U3的LIN輸入為低，則對應的L02、H01輸出也為低；本實用新型選用4只NMOS管，因其導通電阻更低；根據上述信號可以得到L01、H02對應的NMOS管M3、M2打開，NMOS管M1、M4關閉，電流從NMOS管M2經總線A線，到分機整流橋，再經總線B線，流入NMOS管M3，最終到達地線完成一個回路；同理，當A信號為低時，則對應B信號為高，通過相同辦法可以得到NMOS管M1、M4打開，NMOS管M3、M2關閉，電源從NMOS管Ml流到總線B線，經分機整流橋，流到總線A線，經NMOS管M4，最終到達地線，完成另外一個回路；通過CPU發送的信號，最終轉換為了電流的流動方向；CPU輸出的SD信號為全局關斷信號，當為高電平時，MOSFET驅動芯片U2，U3的HO，LO均輸出為低，這樣就把四只NMOS管全部關閉，防止短路對系統的影響。因為使用NMOS管，所以MOSFET驅動芯片U2，U3提供一個高于其開關的電壓，本電路電壓可使用48V，提示給柵極的控制電壓要高于48V，因此優選60V。本實施例中R1、R2、R3、R4四個電阻選擇為100歐。在本實用新型設計方案中，采用常規的芯片及外圍電路，元件均為市售元件，容易采購，NMOS可選擇適合系統工作的電流與電壓，因選擇較多，在此不寫具體型號，其它電路為現有醫用通訊呼叫設備中常用電路，在此不再贅述；本實用新型設計方案中，由于采用了 NMOS管做為兩線制總線的功率輸出裝置，因此穩定了實現了高電壓大電流的電源供應，并且電流轉換輸出的速率高，傳輸距離遠，具有很強的帶載能力，可以實現遠距離帶載多分機，傳輸控制信號，甚至是音頻、視頻信號，因此可廣泛應用于醫院病房通訊呼 叫系統及醫院排隊叫號系統中。
權利要求1.一種醫用通訊呼叫設備主機，包括殼體，其特征在于:殼體內置CPU、極性驅動電路和大功率輸出電路，CPU的輸出端連接極性驅動電路的輸入端，極性驅動電路的輸出端連接大功率輸出電路，大功率輸出電路的輸出端連接二線制總線。
2.根據權利要求1所述的醫用通訊呼叫設備主機，其特征在于:所述的大功率輸出電路包括四只大功率的NMOS管和四個柵極電阻，每個柵極電阻分別串聯在NMOS管的柵極與極性驅動電路輸出端之間，四個大功率的NMOS管兩兩串聯，每兩只串聯大功率的NMOS管的公共端分別連接二線制總線。
3.根據權利要求1或2所述的醫用通訊呼叫設備主機，其特征在于:所述的極性驅動電路包括兩只與非門和兩只MOSFET驅動芯片組成，CPU的輸出端連接兩只與非門的輸入端，兩只與非門組合后輸出一組相位相反的信號，分別接到兩只MOSFET驅動芯片的HIN、LIN引腳，兩只MOSFET驅動芯片的HO、LO引腳分別連接大功率輸出電路的四個柵極電阻。
4.根據權利要求1或2所述的醫用通訊呼叫設備主機，其特征在于:所述的極性驅動電路的兩只MO SFET驅動芯片的SD引腳分別連接CPU的輸出端。
專利摘要一種醫用通訊呼叫設備主機，屬于醫院用護理通訊系統領域。包括殼體，其特征在于殼體內置CPU、極性驅動電路和大功率輸出電路，CPU的輸出端連接極性驅動電路的輸入端，極性驅動電路的輸出端連接大功率輸出電路，大功率輸出電路的輸出端連接二線制總線。CPU輸出數據信號，經極性驅動電路驅動，控制大功率輸出電路的開關，通過交替開關閉合兩路開關轉換二線制總線上電流方向，向分機發送命令數據，同時輸出高電壓大電流到總線上給分機供電。本實用新型能夠提供高電壓大電流的電源輸出，不用另加放大器或者外加電源，總線供電能力強，傳輸距離遠，并且發送命令數據的速度很快，信號穩定。可廣泛應用于醫院病房通訊呼叫及醫院排隊叫號系統。
文檔編號H04M19/00GK203136002SQ20132011732
公開日2013年8月14日 申請日期2013年3月14日 優先權日2013年3月14日
發明者相立偉, 陳磊 申請人:山東亞華電子有限公司