本實用新型涉及開關(guān)電源電路技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及醫(yī)用超低泄露電流開關(guān)電源電路。

背景技術(shù)：

泄漏電流是指在沒有故障施加電壓的情況下，電氣中帶相互絕緣的金屬零件之間，或帶電零件與接地零件之間，通過其周圍介質(zhì)或絕緣表面所形成的電流。泄漏電流包括電容耦合電流，是能夠從電器上被觸及的部分傳導(dǎo)到人體的電流。為了滿足抑制電磁干擾要求，通常市面上的電源適配器電路中會有Y電容，而Y電容跨接在變壓器的初級繞組和次級繞組之間，就會產(chǎn)生較大交流的泄漏電流。但是醫(yī)用器材與人體直接接觸，泄漏電流很容易從設(shè)備傳導(dǎo)到人體，例如監(jiān)測人體心臟電位變化的設(shè)備，如果有小的交流電流施加到心臟上，就可能會導(dǎo)致心臟肌肉纖維性顫動和神經(jīng)肌肉損傷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種醫(yī)用超低泄露電流開關(guān)電源電路，從而使醫(yī)用設(shè)備的開關(guān)電源工作時不會有電流泄漏和傳導(dǎo)到設(shè)備外部，避免因泄漏電流導(dǎo)致的醫(yī)療安全事故。

本實用新型的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

提供了一種醫(yī)用超低泄露電流開關(guān)電源電路，包括依次連接的市電輸入線路與EMI電路、一次側(cè)整流濾波電路、開關(guān)變換電路和二次側(cè)整流濾波電路，所述開關(guān)變換電路包括變壓器T1，變壓器T1的初級繞組包括相位相同的N1繞組和N5繞組，次級繞組包括與初級繞組相位相反的N3繞組，所述N1、N3繞組之間，N5、N3繞組之間分別繞制有屏蔽層繞組N2、N4。

其中，所述屏蔽層繞組N2、N4有相同的匝數(shù)。

其中，所述N3繞組與所述屏蔽層繞組N2、N4之間分別繞制有4TS膠帶，所述屏蔽層繞組N2與N1繞組之間、屏蔽層繞組N4與N5繞組之間以及N5繞組外側(cè)都繞制有2TS膠帶。

其中，所述N1繞組一次性繞制完成。

其中，所述市電輸入線路與EMI電路包括共模電感LF1和并聯(lián)在共模電感LF1輸入側(cè)的電容CX1。

其中，所述一次側(cè)整流濾波電路是由型號為IN4007的二極管D1、D2、D3、D4組成的全橋整流電路。

其中，所述開關(guān)變換電路包括緩沖吸收電路，由電阻R5、R6與電容C3并聯(lián)后串接電阻R4和二極管D5組成，所述二極管D5是1N4007型號的二極管，陽極接變壓器T1的初級繞組首端。

其中，包括PWM脈沖控制電路，所述PWM脈沖控制電路包括內(nèi)置有高壓開關(guān)管MOS的控制芯片U1，所述變壓器T1根據(jù)所述控制芯片U1的高壓開關(guān)管MOS導(dǎo)通/截止而存儲能量/釋放能量。

其中，所述二次側(cè)整流濾波電路包括輸出穩(wěn)壓控制電路，所述輸出穩(wěn)壓控制電路包括發(fā)光二極管U2-A，所述PWM脈沖控制電路包括光敏晶體管U2-B，所述PWM脈沖控制電路根據(jù)發(fā)光二極管U2-A和光敏晶體管U2-B組成的光耦U2檢測二次側(cè)整流濾波電路的輸出電壓電流變化。

本實用新型的有益效果：本醫(yī)用超低泄露電流開關(guān)電源電路，變壓器T1的初級、次級電路間沒有Y電容，變壓器T1的初級繞組包括相位相同的N1繞組和N5繞組，次級繞組包括與初級繞組相位相反的N3繞組，所述N1、N3繞組之間，N5、N3繞組之間分別繞制有屏蔽層繞組N2、N4。通過變壓器的屏蔽層把繞組完全隔離開，變壓器的初級繞組到次級繞組的傳輸電路之間產(chǎn)生的交流漏電流幾乎為零，可以滿足醫(yī)用電源對交流的泄漏電流超低的要求，同時通過對變壓器的設(shè)計，又可以符合電磁干擾要求。本實用新型醫(yī)用超低泄漏電流電路簡單，適配器內(nèi)部電路的變壓器結(jié)構(gòu)也不復(fù)雜，不會增加開關(guān)電源的制作成本，有利于量產(chǎn)作業(yè)和應(yīng)用推廣。

附圖說明

利用附圖對本醫(yī)用超低泄露電流開關(guān)電源電路作進一步說明。

圖1為醫(yī)用超低泄露電流開關(guān)電源電路的原理框圖；

圖2為醫(yī)用超低泄露電流開關(guān)電源電路的電路圖；

圖3為開關(guān)變換電路的電路圖；

圖4為高頻變壓器的結(jié)構(gòu)圖；

圖5為高頻變壓器的繞線示意圖；

在圖1中包括：1——市電輸入線路與EMI電路、2——一次側(cè)整流濾波電路、3——開關(guān)變換電路、31——緩沖吸收電路、4——PWM脈沖控制電路、5——二次側(cè)整流濾波電路、6——輸出穩(wěn)壓控制電路。

具體實施方式

結(jié)合以下實施例對本醫(yī)用超低泄露電流開關(guān)電源電路作進一步描述。

如圖1～5所示，本醫(yī)用超低泄漏電流開關(guān)電源電路包括依次連接的市電輸入線路與EMI電路1、一次側(cè)整流濾波電路2和開關(guān)變換電路3。開關(guān)變換電路3包括高頻變壓器T1和與高頻變壓器T1初級繞組輸入端連接的緩沖吸收電路31，開關(guān)變換電路3一路通過高頻變壓器T1與二次側(cè)整流濾波電路5連接，高頻變壓器T1輸出的電壓由二次側(cè)整流濾波電路5整流濾波后輸出連至醫(yī)用儀器設(shè)備上，另一路與PWM脈沖控制電路4的控制芯片U1連接。二次側(cè)整流濾波電路5連接有輸出穩(wěn)壓控制電路6。

市電輸入線路與EMI電路1通過保險絲電阻F1、F2為開關(guān)電源提供100～240V的輸入電壓，在市電輸入側(cè)跨接有用于防雷擊保護的壓敏電阻MOV1，該市電輸入線路與EMI電路1還包括并聯(lián)在共模電感LF1兩端的電容CX1和串聯(lián)后并聯(lián)在共模電感LF1兩端的電阻R1、R2。EMI電路濾除電源線與地之間非對稱的共模干擾并可以較好地抑制開關(guān)電源產(chǎn)生的傳導(dǎo)干擾，然后將濾除掉市電及變壓器產(chǎn)生的電磁干擾后的電壓輸送給一次側(cè)整流濾波電路2。一次側(cè)整流濾波電路2是由型號都為IN4007的二極管D1、D2、D3、D4組成的全橋整流電路，其將市電輸入線路與EMI電路1輸入的交流電壓轉(zhuǎn)化為平滑的直流電壓，為后級開關(guān)變換電路3提供能量。

開關(guān)變換電路3接受前級供給的能量并供給高頻變壓器T1，高頻變壓器T1受PWM脈沖控制電路的控制芯片U1控制，控制芯片U1內(nèi)部的高壓開關(guān)管MOS始終工作在一個高速的導(dǎo)通/截止循環(huán)狀態(tài)，高壓開關(guān)管MOS導(dǎo)通時高頻變壓器T1存儲能量，高壓開關(guān)管MOS截止時高頻變壓器T1釋放能量，從而為二次側(cè)輸出整流濾波電路5提供正向的導(dǎo)通電壓。

如圖4～5所示，高頻變壓器T1的初級繞組由77匝的N1繞組和15匝的N5繞組組成，其中N1繞組一次性繞完，可以減少高頻變壓器T1工作時的層間電容。次級繞組為10匝的N3繞組其繞組相位與初級繞組相反。在N1與N3繞組、N5與N3繞組之間分別繞制有屏蔽層繞組N2、N4，屏蔽層繞組N2、N4都是9匝，相同的繞組圈數(shù)的屏蔽層可以有效隔離電磁干擾，降低開關(guān)電源的漏電流，同時，初級繞組和次級繞組緊密耦合后，可以大大降低繞組間的層間電容，從而減少開關(guān)電源工作時的共模噪聲。在N3繞組與屏蔽層繞組N2、N4之間分別繞制有4TS膠帶，在屏蔽層繞組N2與N1繞組之間、屏蔽層繞組N4與N5繞組之間以及N5繞組外側(cè)都繞制有2TS膠帶。該高頻變壓器T1結(jié)構(gòu)去掉了Y電容電源適配器，在不影響電磁干繞抑制的同時通過初級繞組和次級繞組之間的屏蔽層把繞組完全隔離開，變壓器的初級繞組到次級繞組的傳輸電路之間產(chǎn)生的交流漏電流幾乎為零，可以滿足醫(yī)用電源對交流的泄漏電流超低的要求。

在高頻變壓器T1前端并聯(lián)有電阻R5、R6與電容C3并聯(lián)后依次串接電阻R4和二極管D5組成的緩沖吸收電路31，二極管D5是1N4007型號的二極管，陽極接高頻變壓器T1的初級繞組首端，陰極接電阻R4。高頻變壓器T1在存儲能量/釋放能量循環(huán)工作時，緩沖吸收電路31可以減小其電壓變化率與電流變化率，從而減小磁場與電場產(chǎn)生的噪聲，并且高頻變壓器T1工作時產(chǎn)生的漏電流經(jīng)緩沖吸收電路31吸收，避免高頻變壓器T1的漏電流屏蔽出現(xiàn)問題時有較大的交流漏電流經(jīng)二次側(cè)整流濾波電路5輸出給醫(yī)用儀器設(shè)備。

二次側(cè)整流濾波電路5把從高頻變壓器T1次級繞組感應(yīng)到的電壓經(jīng)二次整流變?yōu)橥獠吭O(shè)備所要的平滑穩(wěn)定的DC直流電壓。二次側(cè)輸出整流濾波電路5包括型號為SR5100的二極管D7、D8，電阻R13和電容C5串接后與二極管D7、D8并聯(lián)，其并聯(lián)電路的一端接高頻變壓器T1次級繞組的首端，另一端經(jīng)并聯(lián)的電容C7和電阻R16后接到高頻變壓器T1次級繞組的末端，以此實現(xiàn)對高頻變壓器T1輸出電壓的濾波整流。經(jīng)二次側(cè)整流濾波電路5濾波整流后的DC直流電壓通過共模電感LF2輸出給醫(yī)用儀器設(shè)備。

二次側(cè)整流濾波電路5還連接有輸出穩(wěn)壓控制電路6，輸出穩(wěn)壓控制電路6的發(fā)光二極管U2-A與PWM脈沖控制電路4的光敏晶體管U2-B組成光耦U2并實時進行通訊。PWM脈沖控制電路4通過高頻變壓器T1的反饋繞組和光耦U2實時檢測輸出電壓電流的變化，通過控制芯片U1控制高壓開關(guān)管MOS的工作脈沖寬度，使開關(guān)電源始終保持穩(wěn)定的電壓電流輸出。

本醫(yī)用超低泄露電流開關(guān)電源電路，變壓器的初次級電路間沒有Y電容，同時通過對變壓器的設(shè)計，又可以符合電磁干擾要求。并且該醫(yī)用超低泄漏電流電路簡單，適配器內(nèi)部電路的變壓器結(jié)構(gòu)也不復(fù)雜，不會增加開關(guān)電源的制作成本，有利于量產(chǎn)作業(yè)和應(yīng)用推廣。