專利名稱：一種醫(yī)療電子儀器雙電池供電的方法、電池接口板及儀器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于醫(yī)療電子儀器領(lǐng)域，尤其涉及一種醫(yī)療電子儀器雙電池供電的方法、 電池接口板及儀器。
背景技術(shù)：
目前，市場上的醫(yī)療電子儀器都帶有電池供電功能，大多數(shù)都是單電池供電。由于 醫(yī)療電子儀器需要保證盡可能長的工作時間和待機(jī)時間，因此，需要增大電池容量，一般采 用多節(jié)電池串聯(lián)(電池組)或者增大單節(jié)電池容量的方法。對于增大單節(jié)電池容量來說，大 容量電池充電電流大，增大充電電路發(fā)熱，對電路的設(shè)計難度增大，同時大容量的電池價格較貴。除此之外，也有采用雙電池供電的，S卩主供電電池(電池組)及輔助供電電池(電池 組)。這樣，針對增加的輔助供電電池，就需要在電源模塊上增加額外的充放電電路，而且各 家充電控制芯片不能兼容，芯片的通用性不好，對于原來只能對一塊電池管理電源，需要修 改電源模塊才能實現(xiàn)雙電池管理，開發(fā)成本高，周期長，并且不具有通用性。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例的目的在于提供一種醫(yī)療電子儀器雙電池 供電的方法、電池接口板及醫(yī)療電子儀器。本發(fā)明實施例是這樣實現(xiàn)的，一種醫(yī)療電子儀器雙電池供電的方法，所述方法包 括以下步驟
交流電檢測步驟判斷是否有交流電接入，如果有交流電接入則執(zhí)行充電步驟，如果沒 有交流電接入，則執(zhí)行放電步驟；
雙電池充電步驟檢測兩個電池的電壓并進(jìn)行比較，先充電壓較低的電池直到充滿，再 充另一塊電池；
雙電池放電步驟檢測兩個電池的電壓并進(jìn)行比較，使電壓高的電池先放電，直到兩個 電池電壓相近時，由兩塊電池交替放電設(shè)定時間，直至放完。進(jìn)一步地，在所述交流電檢測步驟之前還包括
檢測醫(yī)療電子儀器當(dāng)前接入的電池個數(shù)，如果是單電池，則對單電池進(jìn)行充/放電，如 果是雙電池，則喚醒MCU，并由MCU控制執(zhí)行所述交流電檢測步驟、雙電池充電步驟以及雙 電池放電步驟。進(jìn)一步地，在雙電池充電步驟中，對其中一塊電池充電時，鎖定另一塊電池的放 H1^ ο本發(fā)明實施例的另一目的在于提供一種電池接口板，所述電池接口板包括電流檢 測電路、MCU、充放電回路、硬件邏輯控制電路以及對上述四個模塊供電的直流電壓轉(zhuǎn)換模 塊，所述MCU分別與所述電流檢測電路、充放電回路、硬件邏輯控制電路相連，所述充放電 回路還與所述硬件邏輯控制電路相連。步地，所述充放電回路包括電池A充放電回路以及與電池A充放電回路并聯(lián) 的電池B充放電回路，所述電池A充放電回路的電池A充放電上臂開關(guān)通過電池A充放電 下臂開關(guān)連接到電池A的接口，所述電池B充放電回路的電池B充放電上臂開關(guān)通過電池 B充放電下臂開關(guān)連接到電池B的接口，所述電池A的接口與電池B的接口均連接到MCU。進(jìn)一步地，所述硬件邏輯控制電路包括與所述電池A充放電上臂開關(guān)相連的電池 A上臂硬件邏輯控制電路、與所述電池A充放電下臂開關(guān)相連的電池A下臂硬件邏輯控制電 路、與所述電池B充放電上臂開關(guān)相連的電池B上臂硬件邏輯控制電路，以及，與所述電池 B充放電下臂開關(guān)相連的電池B下臂硬件邏輯控制電路。本發(fā)明實施例的另一目的在于提供一種醫(yī)療電子儀器，所述電子儀器采用上述的 電池接口板進(jìn)行雙電池供電。進(jìn)一步地，所述醫(yī)療電子儀器為監(jiān)護(hù)儀。在本發(fā)明的實施例中，針對傳統(tǒng)醫(yī)療電子儀器的電源模塊只能對一塊電池充放 電，通過本發(fā)明提供一種通用的實現(xiàn)單/雙電池檢測、充電和放電方案，達(dá)到了通用性好、 低成本、低功耗、開發(fā)周期短的目的。本發(fā)明能實現(xiàn)單/雙電池管理，并且具有很大的通用 性，可以兼容只能對一塊電池的電源模塊，實現(xiàn)雙電池充放電管理。本方案中采用了互鎖保 護(hù)電路實現(xiàn)了兩塊電池之間不能互相充放電功能，使雙電池在使用時更安全，并且具有成 本低，開發(fā)難度低，周期短、通用性好的優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明實施例提供的醫(yī)療電子儀器的電池接口板的結(jié)構(gòu)框圖； 圖2是本發(fā)明實施例提供的電池接口板的實施結(jié)構(gòu)圖3是本發(fā)明實施例提供的醫(yī)療電子儀器雙電池供電方法的流程圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。圖1示出了本發(fā)明實施例提供的醫(yī)療電子儀器的電池接口板的結(jié)構(gòu)，該電池接口 板包括電流檢測電路202、MCU203、充放電回路13、硬件邏輯控制電路14以及對上述四個模 塊供電的直流電壓轉(zhuǎn)換模塊15，所述MCU203分別與所述電流檢測電路202、充放電回路13、 硬件邏輯控制電路14相連，所述充放電回路13還與所述硬件邏輯控制電路14相連。當(dāng)充放電回路13檢測到有單塊電池接入時，則由硬件邏輯控制電路14控制對該 單塊電池進(jìn)行充電/放電，當(dāng)充放電回路13檢測到有兩塊電池接入時，對于充電過程，由 MCU203檢測兩塊電池的電壓并進(jìn)行比較，硬件邏輯控制電路14根據(jù)電壓值的比較結(jié)果，控 制充放電回路13先充電壓較低的電池直到充滿，再切換到充另一塊電池。對于放電過程， 由MCU203檢測兩個電池的電壓并進(jìn)行比較，使硬件邏輯控制電路14控制充放電回路13先 對電壓高的電池進(jìn)行放電，直到兩個電池電壓相近時，由兩塊電池交替放電設(shè)定時間，直至 放完。該充放電回路13主要是完成單電池和雙電充放電，實現(xiàn)單電池到雙電池切換，雙電池到單電池切換，雙電池充放電切換。硬件邏輯控制電路14主要實現(xiàn)電池的充放電控制 和互瑣保護(hù)，所謂互鎖保護(hù)是指其中一個電池充電時，控制另一電池不放電，并且控制兩個 電池之間不互相進(jìn)行充電。在本實施例中，主要有2接口，一個是電池插座，一個是和電源模塊的接口。電池 插座主要是和電池連接起來，一共有3路接口信號分別是充放電信號，電池在位檢測信 號，地線信號。其中，充放電信號是對電池充電或者電池放電線路；電池在位檢測是由電池 接口板送給電源模塊，讓電源模塊知道是否有電池接入。首先由MCU203檢測電池是雙電池供電還是單電池供電，并發(fā)送電池在位信號給 電源模塊；電流檢測電路202檢測從電源模塊送給過來的充放電信號，當(dāng)電流大于0時，判 斷為充電，否則電池放電；單電池工作時，由硬件自動完成，雙電池工作時，由MCU203控制 充放電回路13、硬件邏輯控制電路14來進(jìn)行雙電池之間的充放電切換，使雙電池進(jìn)行充放 電操作。本發(fā)明能實現(xiàn)單/雙電池管理，并且具有很大的通用性，可以兼容只能對一塊電 池的電源模塊，實現(xiàn)雙電池充放電管理。本方案中采用了互鎖保護(hù)電路實現(xiàn)了兩塊電池之 間不能互相充放電功能，使雙電池在使用時更安全，并且具有成本低，開發(fā)難度低，周期短、 通用性好的優(yōu)點(diǎn)。圖2示出了本發(fā)明實施例提供的電池接口板的實施結(jié)構(gòu)，該方案是在電源模塊只 能對一塊電池充電的基礎(chǔ)來實施的。加上該電池接口板后，能對單/雙鋰電池進(jìn)行管理。當(dāng) 然，不僅可以將該電池接口板接入單電池的醫(yī)療電子儀器實現(xiàn)雙電池供電，而且可以生產(chǎn) 新的醫(yī)療電子儀器時用該電池接口板，從而可以達(dá)到單雙電池供電的自由選擇。所述充放電回路13包括電池A充放電回路以及與電池A充放電回路并聯(lián)的電池B 充放電回路。所述電池A充放電回路的電池A充放電上臂開關(guān)210通過電池A充放電下臂 開關(guān)211連接到電池A的接口 212。所述電池B充放電回路的電池B充放電上臂開關(guān)220 通過電池B充放電下臂開關(guān)221連接到電池B的接口 222，所述電池A的接口 212與電池 B的接口 222均連接到MCU203。上述電池A充放電上臂開關(guān)210、電池A充放電下臂開關(guān) 211、電池B充放電上臂開關(guān)220以及電池B充放電下臂開關(guān)221均主要由MOS管構(gòu)成。所述硬件邏輯控制電路14包括與所述電池A充放電上臂開關(guān)210相連的電池A上 臂硬件邏輯控制電路213、與所述電池A充放電下臂開關(guān)211相連的電池A下臂硬件邏輯控 制電路214、與所述電池B充放電上臂開關(guān)220相連的電池B上臂硬件邏輯控制電路223， 以及，與所述電池B充放電下臂開關(guān)221相連的電池B下臂硬件邏輯控制電路224。該電流檢測電路202通過接口與醫(yī)療電子儀器的電源模塊相連。該接口，主要有3 路接口信號充放電引腳、送給電源模塊的電池在位信號、公用地。該電流檢測電路202主 要是檢測電路是交流供電還是電池放電。該MCU203主要是輸出控制信號，通過向電池A上臂硬件邏輯控制電路213、電池A 下臂硬件邏輯控制電路214、電池B上臂硬件邏輯控制電路223和電池B下臂硬件邏輯控制 電路224輸出控制信號從而控制電池A充放電上臂開關(guān)210、電池A充放電下臂開關(guān)211、 電池B充放電上臂開關(guān)220、電池B充放電下臂開關(guān)221的關(guān)和開。在本發(fā)明的實施例中，直流電壓轉(zhuǎn)換模塊負(fù)責(zé)對該電池接口板供電，該直流電壓 轉(zhuǎn)換模塊采用了防電壓跌落電路，防止電壓跌落時，MCU203程序跑亂，控制信號輸出錯誤，引起故障。本發(fā)明實施的工作原理如下在本電路中，接口信號就3個，其中一個是地，一個 是電池在位信號，是輸出信號，另個一個信號才是最重要，因為只是一路信號，不知道是交 流供電還是電池供電，所以通過電流檢測電路202判斷是交流供電，還是電池放電，當(dāng)有交 流供電時，切換到電池充電狀態(tài)。否則切換到電池放電狀態(tài)。首先通過電池A的接口 212和電池B的接口 222判斷電池A和B是否都存在，分 別通過A和B輸出各自電池是否在位的信號。信號A和B分別送給MCU203和電池A、B邏 輯控制電路，MCU203可以知道哪個電池在位，從而做出相應(yīng)的判斷。送給電池A、B邏輯控 制電路可以在MCU203出現(xiàn)故障時，兩個電池開關(guān)不會同時打開，從而造成兩塊電池相互充 放電或者同時放電的危險，同時當(dāng)時單電池時，可以由硬件自動切換，可以不依靠MCU203。當(dāng)單電池工作時，假如電池A在位，電池B不在位，信號A為低電平，信號B為高電 平，信號A1、A2為高電平，信號Bl和B2為低電平，由信號A和B2控制電池A充放電上臂開 關(guān)210打開，信號A和Bl控制電池A充放電下臂開關(guān)211打開，電池B充放電上臂開關(guān)220 和電池B充放電下臂開關(guān)221關(guān)閉，從而實現(xiàn)電池充放電操作。作為本發(fā)明的實施例，所述 A/B的上、下臂開關(guān)采用PMOS管，因為其內(nèi)阻很小，但PMOS管內(nèi)部寄生二極管，所以采用2 個開關(guān)來防止寄生二極管帶來的危險。在單電池時，MCU203將所有控制信號拉高電平，并 且處于睡眠模式，降低功耗。當(dāng)插入雙電池時，電池A和B都在位，信號A和B都為低電平，此時充放電需要由 MCU203來控制開關(guān)的打開了。首先通過信號Bl和B2傳遞給電池A上臂硬件邏輯控制電 路213和電池A下臂硬件邏輯控制電路214，Al和A2傳遞給電池B上臂硬件邏輯控制電路 223和電池B下臂硬件邏輯控制電路224，只要Bl和B2是低電平時，Al和A2就是高電平， 則電池A充放電上臂開關(guān)210和電池A充放電下臂開關(guān)211就打開了，電池B充放電上臂 開關(guān)220和電池B充放電下臂開關(guān)221關(guān)閉，永遠(yuǎn)不存在兩路開關(guān)同時打開的情況，從而實 現(xiàn)硬件互鎖，使電池A和B不會相互充放電。當(dāng)雙電池插入時，由電流檢測電路202檢測當(dāng)前是放電還是充電，主要是通過充 電和放電電流流向不同來判斷的，并將判斷的信息送給MCU203，從而讓MCU203判斷切換狀 態(tài)，在雙電池供電時，主要有4種切換狀態(tài)雙電池充電切換，雙電池放電切換，充電和放電 切換，放電和充電切換。雙電池充電切換先充電壓低的電池，充滿后再充另一塊電池。首先通過MCU203 檢測電池A和B的電壓，判斷電池A和B的電池的電壓高低，假如電池B電壓高，則MCU203 控制電池A上臂硬件邏輯控制電路213和電池A下臂硬件邏輯控制電路214電路打開電池 A充放電上臂開關(guān)210和電池A充放電下臂開關(guān)211，實現(xiàn)電池A充電，同時通過控制電池 B上臂硬件邏輯控制電路223和電池B下臂硬件邏輯控制電路2 控制電池B充放電上臂 開關(guān)220和電池B充放電下臂開關(guān)221關(guān)閉，是電池B在A充電時不能充放電，電池A充電 時，MCU203出去休眠狀態(tài)，直到電池A充滿，通過監(jiān)控電池電壓至充滿值。MCU203輸出控制 信號，關(guān)閉電池A充放電上臂開關(guān)210和電池A充放電下臂開關(guān)211，打開電池B充放電上 臂開關(guān)220和電池B充放電下臂開關(guān)221，實現(xiàn)電池B充電，電池B充滿后，每隔一定時間輪 換充電。雙電池放電切換放電的方式可以采用一塊電池放完再放另一塊，也可以采用同
6時放，本實施中采用一塊電池放一段時間后再另一塊電池放電，如此循環(huán)。放電采用先放電 壓高的電池，當(dāng)兩塊電池電壓相近時，采用輪換放電，假如MCU203檢測到電池A電壓大于電 池B的電壓，通過輸出控制信號控制開關(guān)電池A充放電上臂開關(guān)210和電池A充放電下臂 開關(guān)211的打開，實現(xiàn)電池A放電，輸出控制信號使開關(guān)電池B充放電上臂開關(guān)220和電池 B充放電下臂開關(guān)221關(guān)閉，避免電池B放電，同時對A充電的危險。當(dāng)兩塊電池相近時，通 過控制信號切換到B放電，B放電一段時間后，在切換到A放電，如此循環(huán)，直到兩塊電池都 放完為止。充電到放電切換當(dāng)電池正在充電時，電流檢測電路202檢測到交流電斷開時，必 須立即切換到放電狀態(tài)。假如電池A在充電，電流檢測電路202檢測到交流電斷開，不能充 電，MCU203首先檢測電池A和B的電壓，通過輸出控制信號，切換到誰高誰先放電，接著放 電切換同上電池放電切換相同。放電到充電切換當(dāng)電池正在放電時，電流檢測電路202檢測到交流電接入時，應(yīng) 立即切換到放電狀態(tài)，以節(jié)約電池。當(dāng)交流電接入時，MCU203首先判斷誰的電壓低，采用誰 低誰先充電，假如判斷到A電池電壓低，MCU203通過輸出控制信號，打開開關(guān)電池A充放電 上臂開關(guān)210和電池A充放電下臂開關(guān)211，直到電池A充滿，同時關(guān)閉電池B充放電上臂 開關(guān)220和電池B充放電下臂開關(guān)221，充電切換和雙電池充電切換相同。在以上4種狀態(tài)中，都是在雙電池供電時出現(xiàn)的情況，在實際應(yīng)用還有2中切換方 式單電池到雙電池切換，雙電池到單電池切換。單電池到雙電池切換當(dāng)是單電池工作時，突然插入雙電池，因此要切換到雙電池 工作模式，當(dāng)雙電池插入時，MCU203就檢測到了有雙電池，立馬切換雙電池狀態(tài)，首先判斷 是充電還是放電，當(dāng)是充電時，按照雙電池充電切換方案操作，否則按照雙電池放電方案操作。雙電池到單電池切換當(dāng)拔出其中一塊電池時，就只剩下單電池工作了，此時 MCU203檢測到了單電池工作，切換到單電池工作狀態(tài)，所有控制信號輸出高電平，其他就由 硬件自動完成。圖3示出了本發(fā)明實施例提供的醫(yī)療電子儀器雙電池供電方法的流程，詳述如 下
在步驟SlOl中，檢測醫(yī)療電子儀器當(dāng)前接入的電池個數(shù)。如果是單電池，則對單電池 進(jìn)行充/放電，如果是雙電池，執(zhí)行步驟S102。在步驟S102中，喚醒MCU，并跳轉(zhuǎn)到MCU控制執(zhí)行以下步驟。在步驟S103中，判斷是否有交流電接入，如果有交流電接入則執(zhí)行步驟S104，如 果沒有交流電接入，則執(zhí)行步驟S105。在步驟S104中，檢測兩個電池的電壓并進(jìn)行比較，先充電壓較低的電池直到充 滿，再充另一塊電池。作為本發(fā)明的實施例，其中一塊電池充電時，鎖定另一塊電池的放電。在步驟S105中，檢測兩個電池的電壓并進(jìn)行比較，使電壓高的電池先放電，直到 兩個電池電壓相近時，由兩塊電池交替放電設(shè)定時間，直至放完。如果是單電池方案則由硬件實現(xiàn)，直接將送給來的電流信號送給電池接口，不用 管是充電還是放電，不管在哪個電池接口上插上電池都可以實現(xiàn)充放電管理，和原來電源 模塊使用單電池相同。
綜上所述，針對傳統(tǒng)醫(yī)療電子儀器的電源模塊只能對一塊電池充放電，通過本發(fā) 明提供一種通用的實現(xiàn)單/雙電池檢測、充電和放電方案，達(dá)到了通用性好、低成本、低功 耗、開發(fā)周期短的目的。本發(fā)明能實現(xiàn)單/雙電池管理，并且具有很大的通用性，可以兼容 只能對一塊電池的電源模塊，實現(xiàn)雙電池充放電管理。本方案中采用了互鎖保護(hù)電路實現(xiàn) 了兩塊電池之間不能互相充放電功能，使雙電池在使用時更安全，并且具有成本低，開發(fā)難 度低，周期短、通用性好的優(yōu)點(diǎn)。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種醫(yī)療電子儀器雙電池供電的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟交流電檢測步驟判斷是否有交流電接入，如果有交流電接入則執(zhí)行充電步驟，如果沒 有交流電接入，則執(zhí)行放電步驟；雙電池充電步驟檢測兩個電池的電壓并進(jìn)行比較，先充電壓較低的電池直到充滿，再 充另一塊電池；雙電池放電步驟檢測兩個電池的電壓并進(jìn)行比較，使電壓高的電池先放電，直到兩個 電池電壓相近時，由兩塊電池交替放電設(shè)定時間，直至放完。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述交流電檢測步驟之前還包括檢測醫(yī)療電子儀器當(dāng)前接入的電池個數(shù)，如果是單電池，則對單電池進(jìn)行充/放電，如果是雙電池，則喚醒MCU，并由MCU控制執(zhí)行所述交流電檢測步驟、雙電池充電步驟以及雙 電池放電步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在雙電池充電步驟中，對其中一塊電池充 電時，鎖定另一塊電池的放電。
4.一種電池接口板，其特征在于，所述電池接口板包括電流檢測電路、MCU、充放電回 路、硬件邏輯控制電路以及對上述四個模塊供電的直流電壓轉(zhuǎn)換模塊，所述MCU分別與所 述電流檢測電路、充放電回路、硬件邏輯控制電路相連，所述充放電回路還與所述硬件邏輯 控制電路相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池接口板，其特征在于，所述充放電回路包括電池A充放 電回路以及與電池A充放電回路并聯(lián)的電池B充放電回路，所述電池A充放電回路的電池A 充放電上臂開關(guān)通過電池A充放電下臂開關(guān)連接到電池A的接口，所述電池B充放電回路 的電池B充放電上臂開關(guān)通過電池B充放電下臂開關(guān)連接到電池B的接口，所述電池A的 接口與電池B的接口均連接到MCU。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池接口板，其特征在于，所述硬件邏輯控制電路包括與所 述電池A充放電上臂開關(guān)相連的電池A上臂硬件邏輯控制電路、與所述電池A充放電下臂 開關(guān)相連的電池A下臂硬件邏輯控制電路、與所述電池B充放電上臂開關(guān)相連的電池B上 臂硬件邏輯控制電路，以及，與所述電池B充放電下臂開關(guān)相連的電池B下臂硬件邏輯控制 電路。
7.—種醫(yī)療電子儀器，其特征在于，所述電子儀器采用權(quán)利要求4-6的電池接口板進(jìn) 行雙電池供電。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述醫(yī)療電子儀器，其特征在于，所述醫(yī)療電子儀器為監(jiān)護(hù)儀。
全文摘要
本發(fā)明適用于醫(yī)療器械領(lǐng)域，提供了一種醫(yī)療電子儀器雙電池供電的方法、電池接口板及儀器。針對傳統(tǒng)醫(yī)療電子儀器的電源模塊只能對一塊電池充放電，通過本發(fā)明提供通用的實現(xiàn)單/雙電池檢測、充電和放電方案，達(dá)到了通用性好、低成本、低功耗、開發(fā)周期短的目的。本發(fā)明能實現(xiàn)單/雙電池管理，并且具有很大的通用性，可以兼容只能對一塊電池的電源模塊，實現(xiàn)雙電池充放電管理。本方案中采用了互鎖保護(hù)電路實現(xiàn)了兩塊電池之間不能互相充放電功能，使雙電池在使用時更安全。
文檔編號H02J7/02GK102130496SQ20111003046
公開日2011年7月20日 申請日期2011年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月28日
發(fā)明者周宏偉, 文微, 袁海龍 申請人:深圳市理邦精密儀器股份有限公司