專利名稱：電源轉換電路及裝置的制作方法
技術領域：
電源轉換電路及裝置
技術領域：
本實用新型涉及醫(yī)療器械的電源電路，尤其涉及一種電源轉換電路及裝置。背景技術：
在醫(yī)療器械電子產(chǎn)品領域，電源是產(chǎn)品的重要組成部件之一。電源的驅動能力、散 熱效率、可靠性以及安全性，對電磁閥和傳感器等工作的穩(wěn)定性、可靠性以及整機性能均有
著重要的影響。目前，醫(yī)用電源轉換電路大都采用DC-DC轉換電路，即將一種直流電源轉換成另 一種直流電源，轉換前后電源電壓的幅值有所變化，即可能將較低幅值的電壓轉換為較高 幅值的電壓，所謂的升壓DC-DC電路；也可能將較高幅值的電壓轉換成較低幅值的電壓，所 謂的降壓DC-DC電路。如圖4所示為降壓DC-DC電路，該電路由處理芯片Ul處理單元、開 關管Ml、續(xù)流二極管D1、以及阻容等器件組成，該電路可實現(xiàn)高直流電壓到低電壓的轉換， 輸入電壓范圍5. 3V-28V，在保證輸入電流足夠的情況下，輸出驅動能力可達5V/3A。試驗表明，該電路的驅動能力受限，假如負載需要5V/5A的驅動能力，電壓跌落嚴 重，不能滿足供電要求；電路的散熱效率較低，該轉換電路的熱量產(chǎn)生集中在開關管M1，在 電路工作時，開關管Ml的溫度迅速升高，對器件的可靠性和散熱均不利，而且高熱量影響 機內傳感器的準確度；電源的可靠性和安全性難以保證，如果出現(xiàn)異常導致源電壓直接輸 出到輸出端，那么輸出端便呈現(xiàn)較高的電壓，損壞后續(xù)的芯片器件，或者導致機器控制混 亂，危及到病人的安全?，F(xiàn)有技術需要改進和提高。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種能有效提高安全性的電源轉換電路以 及基于該電路的裝置。本實用新型提供包括開關單元連接于電源輸入端，控制電源的輸入與斷開；取 樣單元，連接于開關單元，控制電源輸出端的電流大小；驅動單元，連接于取樣單元，對電源 輸入進行電壓轉換后輸出轉換電壓；處理單元，連接于取樣單元與驅動單元之間；反饋單 元，連接于驅動單元，輸出轉換電壓的反饋信息至所述處理單元。作為本實用新型的進一步改進，驅動單元采用互補放大電路進行電壓轉換，所述 互補放大電路包括三極管Q2、三極管Q3與電阻R5，三極管Q2與三極管Q3的集電極均連接 至所述處理單元，三極管Q2與三極管Q3的基極均通過電阻R4連接至所述處理單元，電阻 R5串聯(lián)于所述三極管Q2的發(fā)射極與所述三極管Q3的發(fā)射極之間。作為本實用新型的進一步改進，驅動單元采用多個驅動管進行散熱，驅動管的數(shù) 量>=2個。作為本實用新型的進一步改進，還提供了一種基于該電源轉換電路的電源轉換裝置。[0011]作為本實用新型的進一步改進，還包括控制單元連接于所述開關單元與處理單 元，控制所述開關單元與所述處理芯片的工作狀態(tài)，包括控制芯片U2、開關Ql、電容R3與電 阻R3，控制芯片U2連接于所述開關單元及開關Ql的柵極，開關Ql的源極連接于反饋單元， 開關Ql的漏極連接于處理單元，所述電容R3與所述電阻R3串聯(lián)于所述開關Ql的源極與 漏極之間。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比較的有益效果是(1)本發(fā)明采用反饋單元對電源輸出端進行實時檢測，并及時反饋至處理單元，由 處理單元對驅動單元進行控制，提高了后續(xù)電路電源應用的可靠性和安全性；(2)本發(fā)明在驅動單元中采用互補功率放大電路，提高了驅動單元的驅動能力和 可靠性；(3)本發(fā)明在驅動單元中采用多個驅動管散熱，提高了驅動單元的散熱效果。
圖1是本實用新型電源轉換電路一種實施方式的模塊圖；圖2是本實用新型電源轉換電路第一種實施方式的電路圖；圖3是本實用新型電源轉換電路第二種實施方式的電路圖；圖4是本實用新型電源轉換電路現(xiàn)有技術的電路圖。
具體實施方式
以下結合附圖和本實用新型的實施方式作進一步詳細說明。如圖1所示是電源轉換電路一種實施方式的模塊圖。本實施方式包括開關單元 10，取樣單元20，處理單元50，驅動單元30與反饋單元40。驅動單元30包括互補功率放大 電路、驅動管Q4與驅動管Q5。開關單元10連接于電源輸入端Vin，反饋單元40連接于電 源輸出端Vout。在本實施方式中，開關單元10控制直流電源輸入端Vin的接入，若出現(xiàn)輸出異常， 則斷開外部輸入電源。取樣單元20提供取樣電阻R1，該取樣電阻Rl控制電源輸出端Vout 的最大輸出電流。驅動單元30實現(xiàn)輸出供電能力的控制，提供適當?shù)妮敵鲭娫础７答亞卧?40反饋輸出電壓的信息至處理單元50，由處理單元50控制驅動單元30的工作狀態(tài)。本實施方式還可以包括控制單元70，連接于開關單元10與處理單元50，根據(jù)人為 操作或者電路的控制信息控制開關單元10與處理單元50的工作狀態(tài)。本實施方式還可以包括AD采樣單元60連接于電源輸出端Vout與控制單元70之 間，實時監(jiān)測電源輸出端Vout的電壓，并反饋至控制單元70，由控制單元70控制開關單元 10與處理單元50的工作狀態(tài)。如圖2所示是本實用新型電源轉換電路第一種實施方式的電路圖。本實施方式包 括開關單元10，取樣單元20，驅動單元30，處理單元50，反饋單元40與控制單元70，控制單 元70包括控制芯片U2。開關單元10，連接于電源輸入端Vin，根據(jù)控制單元70的信號，實時控制電源的輸 入與斷開，包括繼電器K1、續(xù)流二極管Dl和電容Cl，繼電器Kl的兩個輸入控制端分別連接 電源輸入端Vin與取樣單元20，第一輸出控制端連接至控制芯片U2，第二輸出控制端接地。續(xù)流二極管Dl的正極接地，負極連接于繼電器Kl的第一輸出控制端。電容Cl連接于電源 輸入端Vin與繼電器Kl的第二輸出控制端之間。取樣單元20，連接于開關單元10，控制電源輸出端Vout的電流大小。包括電阻 Rl,電阻R2與電容C2，電阻Rl連接于開關單元10與驅動單元30之間，電阻R2連接于電阻 Rl與處理單元50之間，電容C2連接于開關單元10與處理單元50之間，該取樣單元20通 過電阻Rl控制輸出電流。驅動單元30，連接于取樣單元20，對輸入的電壓進行電壓轉換后輸出轉換電壓。 該驅動單元30采用互補放大電路進行電壓轉換，采用多個驅動管進行散熱，驅動管的數(shù)量 >=2 個?；パa放大電路包括三極管Q2、三極管Q3與電阻R5，三極管Q2與三極管Q3的集電 極均連接至處理單元50，三極管Q2與三極管Q3的基極均通過電阻R4連接至處理單元50， 電阻R5串聯(lián)于三極管Q2的發(fā)射極與三極管Q3的發(fā)射極之間。多個驅動管包括驅動管Q4與驅動管Q5，其柵極均連接于電阻R5與三極管Q3的發(fā) 射極之間，源極均連接于處理單元50，漏極均連接于取樣單元20處理單元50，連接于取樣單元20與驅動單元30之間，用于控制驅動單元30的使 能，該處理單元50為集成芯片Ul。反饋單元40，連接于驅動單元30，輸出轉換電壓的反饋信息，采用電阻R6與電阻 R7分壓的方式，實現(xiàn)輸出電壓的反饋。處理單元50根據(jù)該反饋控制驅動單元30的工作狀 態(tài)，若是輸出電壓正常，則驅動單元30進行電壓轉換并輸出；若是輸出電壓不正常，則控制 驅動單元30停止電壓轉換，電源輸出端停止輸出。本實施方式還可以包括控制單元70，連接于開關單元10與處理單元50，接收用戶 界面或者來自電路的控制信息，并根據(jù)控制信息控制對開關單元10與處理單元50的信號 輸出。該控制單元70包括控制芯片U2、開關Q1、電容R3與電阻R3，控制芯片U2連接于開 關單元10及開關Ql的柵極，開關Ql的源極連接于反饋單元40，開關Ql的漏極連接于處理 單元50，電容R3與電阻R3串聯(lián)于開關Ql的源極與漏極之間。本實施方式中還可以包括AD采樣單元60，連接于所述電源輸出端與控制芯片U2 之間，用于實時監(jiān)控所述電源輸出端的輸出電壓，并反饋所述輸出電壓信息至控制芯片U2， 由控制芯片U2控制開關單元與處理單元的工作狀態(tài)。AD采樣單元60為一種AD采樣芯片， 是另一附加電源監(jiān)測防護措施。如圖3所示是本實用新型電源轉換電路第二種實施方式的電路圖。本實施方式與 圖3所示的第一種實施方式的不同之處在于，開關單元10采用了開關管Q6取代了繼電器 Kl，開關單元10包括開關管Q6與電容Cl，開關管Q6的柵極連接于所述控制芯片U2，漏極 連接于電源輸入端Vin，源極連接于取樣單元20，電容Cl連接于電源輸入端Vin與地之間。本發(fā)明所提供的電源轉換電路及裝置，本發(fā)明采用反饋單元40對電源輸出端進 行實時檢測，并及時反饋至處理單元50，由處理單元50對驅動單元30進行控制，提高了后 續(xù)電路電源應用的可靠性和安全性，解決了圖4所示的現(xiàn)有技術中出現(xiàn)異常導致源電壓直 接輸出到輸出端，危及病人的問題；在驅動單元30采用互補功率放大電路，提高了驅動單 元30的驅動能力和可靠性，解決了圖4所示的現(xiàn)有技術中，驅動能力受限，電壓跌落嚴重， 不能滿足供電要求的問題；在驅動單元30中采用多個驅動管散熱，提高了驅動單元30的散
5熱效果，解決了圖4所示的現(xiàn)有技術中器件的可靠性和散熱均不利，而且高熱量影響機內 傳感器的準確度的問題。 以上內容是結合具體的優(yōu)選實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明，不能 認定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬技術領域的普通技術 人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視 為屬于本實用新型的保護范圍。
權利要求一種電源轉換電路，實現(xiàn)從電源輸入端到電源輸出端的電源轉換，其特征在于，包括開關單元，連接于電源輸入端，控制電源的輸入與斷開；取樣單元，連接于所述開關單元，控制電源輸出端的電流大??；驅動單元，連接于所述取樣單元，對輸入的電壓進行電壓轉換后輸出轉換電壓；處理單元，連接于所述取樣單元與所述驅動單元之間，控制所述驅動單元的工作狀態(tài)；反饋單元，連接于所述驅動單元，輸出轉換電壓的反饋信息至所述處理單元。
2.根據(jù)權利要求1所述的電源轉換電路，其特征在于所述驅動單元采用互補放大電 路進行電壓轉換，所述互補放大電路包括三極管Q2、三極管Q3與電阻R5，三極管Q2與三極 管Q3的集電極均連接至所述處理單元，三極管Q2與三極管Q3的基極均通過電阻R4連接 至所述處理單元，電阻R5串聯(lián)于所述三極管Q2的發(fā)射極與所述三極管Q3的發(fā)射極之間。
3.根據(jù)權利要求2所述的電源轉換電路，其特征在于所述驅動單元采用多個驅動管 進行散熱，驅動管的數(shù)量>=2個。
4.根據(jù)權利要求3所述的電源轉換電路，其特征在于所述驅動單元包括驅動管Q4與 驅動管Q5，其柵極均連接于所述電阻R5與所述三極管Q3的發(fā)射極之間，源極均連接于所述 處理單元，漏極均連接于所述取樣電路。
5.根據(jù)權利要求3所述的電源轉換電路，其特征在于還包括控制單元連接于所述開 關電路與處理單元，控制所述開關單元與所述處理單元的工作狀態(tài)，包括控制芯片U2、開關 Q1、電容R3與電阻R3，控制芯片U2連接于所述開關電路及開關Q1的柵極，開關Q1的源極 連接于反饋電路，開關Q1的漏極連接于處理單元，所述電容R3與所述電阻R3串聯(lián)于所述 開關Q1的源極與漏極之間。
6.根據(jù)權利要求5所述的電源轉換電路，其特征在于還包括AD采樣單元，連接于所 述電源輸出端與控制芯片U2之間，用于實時監(jiān)控所述電源輸出端的輸出電壓，反饋所述輸 出電壓至所述處理單元。
7.根據(jù)權利要求3所述的電源轉換電路，其特征在于所述開關單元包括繼電器K1、 續(xù)流二極管D1和電容C1，繼電器K1的兩個輸入控制端分別連接電源輸入端Vin與取樣單 元，第一輸出控制端連接至控制芯片U2，第二輸出控制端接地，續(xù)流二極管D1的正極接地， 負極連接于繼電器K1的第一輸出控制端，電容C1連接于電源輸入端Vin與繼電器K1的第 二輸出控制端之間。
8.根據(jù)權利要求3所述的電源轉換電路，其特征在于所述開關單元包括開關管Q6與 電容C1，開關管Q6的柵極連接于所述控制芯片U2，漏極連接于電源輸入端Vin，源極連接于 取樣單元，電容C1連接于電源輸入端Vin與地之間。
9.根據(jù)權利要求3所述的電源轉換電路，其特征在于所述反饋單元包括電阻R6與電 阻R7，采用電阻R6與電阻R7分壓的方式，實現(xiàn)輸出電壓的反饋。
10.一種電源轉換裝置，其特征在于包括權利要求1至權利要求9任一項所述的電源 轉換電路。
專利摘要一種電源轉換電路，包括開關單元連接于電源輸入端，控制電源的輸入與斷開；取樣單元，連接于開關單元，控制電源輸出端的電流大小；驅動單元，連接于取樣單元，對電源輸入進行電壓轉換后輸出轉換電壓；處理單元連接于取樣單元與驅動單元之間；反饋單元，連接于驅動單元，輸出轉換電壓的反饋信息至所述處理單元。本實用新型還提供了一種電源轉換裝置。本實用新型所提供的電源轉換電路及裝置的處理單元根據(jù)反饋單元的反饋信息控制電路對電源輸出端進行檢測，提高了后續(xù)電路電源應用的可靠性和安全性。
文檔編號H02M3/155GK201656774SQ20102013731
公開日2010年11月24日 申請日期2010年3月19日 優(yōu)先權日2010年3月19日
發(fā)明者趙天鋒 申請人:深圳市普博科技有限公司