專利名稱：電源轉(zhuǎn)換方法及其電路的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及醫(yī)療器械的電源，尤其涉及一種電源轉(zhuǎn)換方法及其電路。
背景技術(shù)：
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(qū)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(zhuǎn)換電路大都采用DC-DC轉(zhuǎn)換電路，即將一種直流電源轉(zhuǎn)換成另
一種直流電源，轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)換成較低幅值的電壓，所
謂的降壓DC-DC電路。如圖5所示為降壓DC-DC電路，該電路由處理芯片Ul、開關(guān)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(zhuǎn)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(qū)動能力可達5V/3A。 試驗表明，該電路的驅(qū)動能力受限，假如負載需要5V/5A的驅(qū)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(zhuǎn)換電路的熱量產(chǎn)生集中在開關(guān)管Ml，在
電路工作時，開關(guān)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(nèi)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。 現(xiàn)有技術(shù)需要改進和提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能有效提高安全性的電源轉(zhuǎn)換方法以及基于該方法的電路。 本發(fā)明提供一種電源轉(zhuǎn)換方法，實現(xiàn)從電源輸入端到電源輸出端的電源轉(zhuǎn)換，包括開關(guān)單元從電源輸入端輸入電源信號；取樣單元控制電源輸出端的電流大小；處理單元啟動驅(qū)動單元；驅(qū)動單元對輸入的電源信號進行電壓轉(zhuǎn)換后輸出轉(zhuǎn)換電壓；反饋單元將轉(zhuǎn)換電壓的信息反饋至處理單元；處理單元根據(jù)轉(zhuǎn)換電壓的信息判斷轉(zhuǎn)換電壓是否正常；若正常，則進行電源輸出；若異常，則停止電源輸出。 作為本發(fā)明的進一步改進，驅(qū)動單元對輸入的電源信號進行電壓轉(zhuǎn)換后輸出轉(zhuǎn)換電壓還包括電源輸入至互補功率放大電路；所述互補功率放大電路對電壓進行放大，并輸出轉(zhuǎn)換電壓；驅(qū)動管Q4與驅(qū)動管Q5同時輸入所述轉(zhuǎn)換電壓，進行散熱后輸出所述轉(zhuǎn)換電壓。 作為本發(fā)明的進一步改進，還包括AD采樣單元監(jiān)測電源輸出端的輸出電壓；所述AD采樣單元反饋所述輸出電壓至控制單元；所述控制單元判斷所述輸出電壓是否正常；若正常，則控制所述處理單元進行電源輸出；若不正常，則控制所述開關(guān)單元斷開電源信號輸入，停止電源輸出。 本發(fā)明還提供一種電源轉(zhuǎn)換電路，實現(xiàn)從電源輸入端到電源輸出端的電源轉(zhuǎn)換，包括開關(guān)單元，連接于電源輸入端，控制電源信號的輸入與斷開；取樣單元，連接于所述開關(guān)單元，控制電源輸出端的電流大??；驅(qū)動單元，連接于所述取樣單元，對所述電源信號進行電壓轉(zhuǎn)換后輸出轉(zhuǎn)換電壓；處理單元，連接于所述取樣單元與所述單元之間，用于控制所述驅(qū)動單元的使能；反饋單元，連接于所述驅(qū)動單元與所述處理單元，輸出所述轉(zhuǎn)換電壓的反饋信息至所述處理單元。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)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(qū)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(qū)動單元中采用互補功率放大電路，提高了驅(qū)動單元的驅(qū)動能力和可靠性； (3)本發(fā)明在驅(qū)動單元中采用多個驅(qū)動管散熱，提高了驅(qū)動單元的散熱效果。

圖1是本發(fā)明電源轉(zhuǎn)換方法一種實施方式的系統(tǒng) 圖2是本發(fā)明電源轉(zhuǎn)換方法一種實施方式的流程 圖3是本發(fā)明電源轉(zhuǎn)換電路第一種實施方式的電路 圖4是本發(fā)明電源轉(zhuǎn)換電路第二種實施方式的電路 圖5是本發(fā)明電源轉(zhuǎn)換電路現(xiàn)有技術(shù)的電路圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和本發(fā)明的實施方式作進一步詳細說明。 圖1是本發(fā)明電源轉(zhuǎn)換方法一種實施方式的系統(tǒng)圖。本實施方式包括本實施方式包括開關(guān)單元10，取樣單元20，處理單元50，驅(qū)動單元30與反饋單元40。開關(guān)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(guān)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Rl，該取樣電阻Rl控制電源輸出端Vout的最大輸出電流。驅(qū)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?。反饋單?0反饋輸出電壓的信息至處理單元50，由處理單元50控制驅(qū)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(guān)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(guān)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(guān)單元10與處理單元50的工作狀態(tài)。 圖2是本發(fā)明電源轉(zhuǎn)換方法一種實施方式的流程圖。在步驟S100中，開關(guān)單元10從電源輸入端Vin輸入電源信號。 在步驟S102中，取樣單元20控制電源輸出端Vout的電流。
在步驟S104中，處理單元50啟動驅(qū)動單元30。
在步驟S106中，驅(qū)動單元30對輸入的電源信號進行電壓轉(zhuǎn)換后輸出轉(zhuǎn)換電壓。具體為電源信號輸入至互補功率放大電路；互補功率放大電路對電壓進行放大，并輸出轉(zhuǎn)換電壓；驅(qū)動管Q4與驅(qū)動管Q5同時輸入轉(zhuǎn)換電壓，進行散熱后輸出轉(zhuǎn)換電壓。
在步驟S108中，反饋單元40將轉(zhuǎn)換電壓的信息反饋至處理單元50。
在步驟S110中，處理單元50根據(jù)轉(zhuǎn)換電壓的信息判斷轉(zhuǎn)換電壓是否正常。
若正常，則返回在步驟S104中，控制電源輸出端Vout進行電源輸出，具體為處理單元50根據(jù)控制信號啟動驅(qū)動單元30 ;驅(qū)動單元30完成電壓轉(zhuǎn)換并進行電源輸出。
若異常，則在步驟Sl 12中，停止電源輸出，具體為處理單元50根據(jù)控制信號斷開驅(qū)動單元30 ;驅(qū)動單元30停止電壓轉(zhuǎn)換并停止電源輸出。 在本實施方式中，還包括AD采樣單元60監(jiān)測電源輸出端的輸出電壓；AD采樣單元60反饋輸出電壓至控制單元；控制單元70判斷輸出電壓是否正常；若正常，則控制處理單元50進行電源輸出；若不正常，則控制開關(guān)單元IO斷開電源信號輸入，停止電源輸出。
圖3是本發(fā)明電源轉(zhuǎn)換電路第一種實施方式的電路圖。本實施方式包括開關(guān)單元10，取樣單元20，驅(qū)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(guān)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Kl的第二輸出控制端之間。 取樣單元20，連接于開關(guān)單元lO，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R1連接于開關(guān)單元10與驅(qū)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(guān)單元10與處理單元50之間，該取樣單元20通過電阻R1控制輸出電流。 驅(qū)動單元30，連接于取樣單元20，對輸入的電壓進行電壓轉(zhuǎn)換后輸出轉(zhuǎn)換電壓。該驅(qū)動單元30采用互補放大電路進行電壓轉(zhuǎn)換，采用多個驅(qū)動管進行散熱，驅(qū)動管的數(shù)量>=2個。 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連接至處理單元，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(qū)動管包括驅(qū)動管Q4與驅(qū)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(qū)動單元30之間，用于控制驅(qū)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(qū)動單元30，輸出轉(zhuǎn)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(qū)動單元30的工作狀態(tài)，若是輸出電壓正常，則驅(qū)動單元30進行電壓轉(zhuǎn)換并輸出；若是輸出電壓不正常，則控制驅(qū)動單元30停止電壓轉(zhuǎn)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(guān)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(guān)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(guān)Ql、電容R3與電阻R3，控制芯片U2連接于開關(guān)單元10及開關(guān)Ql的柵極，開關(guān)Ql的源極連接于反饋單元40，開關(guān)Ql的漏極連接于處理單元，電容R3與電阻R3串聯(lián)于開關(guān)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(guān)單元10與處理單元50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。 圖4是本發(fā)明電源轉(zhuǎn)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(guān)單元10采用了開關(guān)管Q6取代了繼電器K1，開關(guān)單元10包括開關(guān)管Q6與電容Cl，開關(guān)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(zhuǎn)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(qū)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5所示的現(xiàn)有技術(shù)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(qū)動單元30采用互補功率放大電路，提高了驅(qū)動單元30的驅(qū)動能力和可靠性，解決了圖5所示的現(xiàn)有技術(shù)中，驅(qū)動能力受限，電壓跌落嚴重，不能滿足供電要求的問題；在驅(qū)動單元30中采用多個驅(qū)動管散熱，提高了驅(qū)動單元30的散熱效果，解決了圖5所示的現(xiàn)有技術(shù)中器件的可靠性和散熱均不利，而且高熱量影響機內(nèi)傳感器的準確度的問題。 以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
一種電源轉(zhuǎn)換方法，實現(xiàn)從電源輸入端到電源輸出端的電源轉(zhuǎn)換，其特征在于，包括開關(guān)單元從所述電源輸入端輸入電源信號；取樣單元控制所述電源輸出端的電流大?。惶幚韱卧獑域?qū)動單元；所述驅(qū)動單元對輸入的電源信號進行電壓轉(zhuǎn)換后輸出轉(zhuǎn)換電壓；反饋單元將所述轉(zhuǎn)換電壓的信息反饋至所述處理單元；所述處理單元根據(jù)所述轉(zhuǎn)換電壓的信息判斷轉(zhuǎn)換電壓是否正常；若正常，則進行電源輸出；若異常，則停止電源輸出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，驅(qū)動單元對所述電源信號進行電壓轉(zhuǎn)換后輸出轉(zhuǎn)換電壓還包括所述電源信號輸入至互補功率放大電路；所述互補功率放大電路對電壓進行放大，并輸出轉(zhuǎn)換電壓；驅(qū)動管Q4與驅(qū)動管Q5同時輸入所述轉(zhuǎn)換電壓，進行散熱后輸出所述轉(zhuǎn)換電壓。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電源轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，若正常，則進行電源輸出還包括所述處理單元根據(jù)所述反饋信號啟動所述驅(qū)動單元；所述驅(qū)動單元完成電壓轉(zhuǎn)換并進行電源輸出。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，還包括AD采樣單元監(jiān)測電源輸出端的輸出電壓；所述AD采樣單元反饋所述輸出電壓至控制單元；所述控制單元判斷所述輸出電壓是否正常；若正常，則控制所述處理單元進行電源輸出；若不正常，則控制所述開關(guān)單元斷開電源信號輸入，停止電源輸出。
5. —種電源轉(zhuǎn)換電路，實現(xiàn)從電源輸入端到電源輸出端的電源轉(zhuǎn)換，其特征在于，包括開關(guān)單元，連接于電源輸入端，控制電源信號的輸入與斷開；取樣單元，連接于所述開關(guān)單元，控制電源輸出端的電流大?。或?qū)動單元，連接于所述取樣單元，對所述電源信號進行電壓轉(zhuǎn)換后輸出轉(zhuǎn)換電壓；處理單元，連接于所述取樣單元與所述單元之間，用于控制所述驅(qū)動單元的使能；反饋單元，連接于所述驅(qū)動單元與所述處理單元，輸出所述轉(zhuǎn)換電壓的反饋信息至所述處理單元。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電源轉(zhuǎn)換電路，其特征在于所述驅(qū)動單元采用互補放大電路進行電壓轉(zhuǎn)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。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電源轉(zhuǎn)換電路，其特征在于所述驅(qū)動單元采用多個驅(qū)動管進行散熱，驅(qū)動管的數(shù)量>=2個。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電源轉(zhuǎn)換電路，其特征在于所述驅(qū)動單元包括驅(qū)動管Q4與驅(qū)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單元。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電源轉(zhuǎn)換電路，其特征在于還包括控制單元，連接于所述開關(guān)單元與處理單元，根據(jù)用戶界面或者電路的控制信息控制所述開關(guān)單元與所述處理單元的工作狀態(tài)。
10. 根據(jù)權(quán)利要9所述的電源轉(zhuǎn)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單元之間，用于實時監(jiān)控所述電源輸出端的輸出電壓，并反饋控制信息至所述控制單元。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電源轉(zhuǎn)換方法，實現(xiàn)從電源輸入端到電源輸出端的電源轉(zhuǎn)換，包括開關(guān)單元從電源輸入端輸入電源信號；取樣單元控制電源輸出端的電流大??；處理單元啟動驅(qū)動單元；驅(qū)動單元對輸入的電源信號進行電壓轉(zhuǎn)換后輸出轉(zhuǎn)換電壓；反饋單元將轉(zhuǎn)換電壓的信息反饋至處理單元；處理單元根據(jù)轉(zhuǎn)換電壓的信息判斷轉(zhuǎn)換電壓是否正常；若正常，則進行電源輸出；若異常，則停止電源輸出。本發(fā)明還公開了一種電源轉(zhuǎn)換電路。本發(fā)明所公開的電源轉(zhuǎn)換方法及其電路，通過反饋電路對電源輸出端進行實時檢測，處理單元及時對電源輸出進行控制，提高了后續(xù)電路電源應用的可靠性和安全性。
文檔編號H02H7/10GK101789695SQ201010129908
公開日2010年7月28日 申請日期2010年3月19日 優(yōu)先權(quán)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