专利名称：电源转换电路及装置的制作方法
技术领域：
电源转换电路及装置
技术领域：
本实用新型涉及医疗器械的电源电路，尤其涉及一种电源转换电路及装置。背景技术：
在医疗器械电子产品领域，电源是产品的重要组成部件之一。电源的驱动能力、散 热效率、可靠性以及安全性，对电磁阀和传感器等工作的稳定性、可靠性以及整机性能均有
着重要的影响。目前，医用电源转换电路大都采用DC-DC转换电路，即将一种直流电源转换成另 一种直流电源，转换前后电源电压的幅值有所变化，即可能将较低幅值的电压转换为较高 幅值的电压，所谓的升压DC-DC电路；也可能将较高幅值的电压转换成较低幅值的电压，所 谓的降压DC-DC电路。如图4所示为降压DC-DC电路，该电路由处理芯片Ul处理单元、开 关管Ml、续流二极管D1、以及阻容等器件组成，该电路可实现高直流电压到低电压的转换， 输入电压范围5. 3V-28V，在保证输入电流足够的情况下，输出驱动能力可达5V/3A。试验表明，该电路的驱动能力受限，假如负载需要5V/5A的驱动能力，电压跌落严 重，不能满足供电要求；电路的散热效率较低，该转换电路的热量产生集中在开关管M1，在 电路工作时，开关管Ml的温度迅速升高，对器件的可靠性和散热均不利，而且高热量影响 机内传感器的准确度；电源的可靠性和安全性难以保证，如果出现异常导致源电压直接输 出到输出端，那么输出端便呈现较高的电压，损坏后续的芯片器件，或者导致机器控制混 乱，危及到病人的安全。现有技术需要改进和提高。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种能有效提高安全性的电源转换电路以 及基于该电路的装置。本实用新型提供包括开关单元连接于电源输入端，控制电源的输入与断开；取 样单元，连接于开关单元，控制电源输出端的电流大小；驱动单元，连接于取样单元，对电源 输入进行电压转换后输出转换电压；处理单元，连接于取样单元与驱动单元之间；反馈单 元，连接于驱动单元，输出转换电压的反馈信息至所述处理单元。作为本实用新型的进一步改进，驱动单元采用互补放大电路进行电压转换，所述 互补放大电路包括三极管Q2、三极管Q3与电阻R5，三极管Q2与三极管Q3的集电极均连接 至所述处理单元，三极管Q2与三极管Q3的基极均通过电阻R4连接至所述处理单元，电阻 R5串联于所述三极管Q2的发射极与所述三极管Q3的发射极之间。作为本实用新型的进一步改进，驱动单元采用多个驱动管进行散热，驱动管的数 量>=2个。作为本实用新型的进一步改进，还提供了一种基于该电源转换电路的电源转换装置。[0011]作为本实用新型的进一步改进，还包括控制单元连接于所述开关单元与处理单 元，控制所述开关单元与所述处理芯片的工作状态，包括控制芯片U2、开关Ql、电容R3与电 阻R3，控制芯片U2连接于所述开关单元及开关Ql的栅极，开关Ql的源极连接于反馈单元， 开关Ql的漏极连接于处理单元，所述电容R3与所述电阻R3串联于所述开关Ql的源极与 漏极之间。本发明与现有技术相比较的有益效果是(1)本发明采用反馈单元对电源输出端进行实时检测，并及时反馈至处理单元，由 处理单元对驱动单元进行控制，提高了后续电路电源应用的可靠性和安全性；(2)本发明在驱动单元中采用互补功率放大电路，提高了驱动单元的驱动能力和 可靠性；(3)本发明在驱动单元中采用多个驱动管散热，提高了驱动单元的散热效果。
图1是本实用新型电源转换电路一种实施方式的模块图；图2是本实用新型电源转换电路第一种实施方式的电路图；图3是本实用新型电源转换电路第二种实施方式的电路图；图4是本实用新型电源转换电路现有技术的电路图。
具体实施方式
以下结合附图和本实用新型的实施方式作进一步详细说明。如图1所示是电源转换电路一种实施方式的模块图。本实施方式包括开关单元 10，取样单元20，处理单元50，驱动单元30与反馈单元40。驱动单元30包括互补功率放大 电路、驱动管Q4与驱动管Q5。开关单元10连接于电源输入端Vin，反馈单元40连接于电 源输出端Vout。在本实施方式中，开关单元10控制直流电源输入端Vin的接入，若出现输出异常， 则断开外部输入电源。取样单元20提供取样电阻R1，该取样电阻Rl控制电源输出端Vout 的最大输出电流。驱动单元30实现输出供电能力的控制，提供适当的输出电源。反馈单元 40反馈输出电压的信息至处理单元50，由处理单元50控制驱动单元30的工作状态。本实施方式还可以包括控制单元70，连接于开关单元10与处理单元50，根据人为 操作或者电路的控制信息控制开关单元10与处理单元50的工作状态。本实施方式还可以包括AD采样单元60连接于电源输出端Vout与控制单元70之 间，实时监测电源输出端Vout的电压，并反馈至控制单元70，由控制单元70控制开关单元 10与处理单元50的工作状态。如图2所示是本实用新型电源转换电路第一种实施方式的电路图。本实施方式包 括开关单元10，取样单元20，驱动单元30，处理单元50，反馈单元40与控制单元70，控制单 元70包括控制芯片U2。开关单元10，连接于电源输入端Vin，根据控制单元70的信号，实时控制电源的输 入与断开，包括继电器K1、续流二极管Dl和电容Cl，继电器Kl的两个输入控制端分别连接 电源输入端Vin与取样单元20，第一输出控制端连接至控制芯片U2，第二输出控制端接地。续流二极管Dl的正极接地，负极连接于继电器Kl的第一输出控制端。电容Cl连接于电源 输入端Vin与继电器Kl的第二输出控制端之间。取样单元20，连接于开关单元10，控制电源输出端Vout的电流大小。包括电阻 Rl,电阻R2与电容C2，电阻Rl连接于开关单元10与驱动单元30之间，电阻R2连接于电阻 Rl与处理单元50之间，电容C2连接于开关单元10与处理单元50之间，该取样单元20通 过电阻Rl控制输出电流。驱动单元30，连接于取样单元20，对输入的电压进行电压转换后输出转换电压。 该驱动单元30采用互补放大电路进行电压转换，采用多个驱动管进行散热，驱动管的数量 >=2 个。互补放大电路包括三极管Q2、三极管Q3与电阻R5，三极管Q2与三极管Q3的集电 极均连接至处理单元50，三极管Q2与三极管Q3的基极均通过电阻R4连接至处理单元50， 电阻R5串联于三极管Q2的发射极与三极管Q3的发射极之间。多个驱动管包括驱动管Q4与驱动管Q5，其栅极均连接于电阻R5与三极管Q3的发 射极之间，源极均连接于处理单元50，漏极均连接于取样单元20处理单元50，连接于取样单元20与驱动单元30之间，用于控制驱动单元30的使 能，该处理单元50为集成芯片Ul。反馈单元40，连接于驱动单元30，输出转换电压的反馈信息，采用电阻R6与电阻 R7分压的方式，实现输出电压的反馈。处理单元50根据该反馈控制驱动单元30的工作状 态，若是输出电压正常，则驱动单元30进行电压转换并输出；若是输出电压不正常，则控制 驱动单元30停止电压转换，电源输出端停止输出。本实施方式还可以包括控制单元70，连接于开关单元10与处理单元50，接收用户 界面或者来自电路的控制信息，并根据控制信息控制对开关单元10与处理单元50的信号 输出。该控制单元70包括控制芯片U2、开关Q1、电容R3与电阻R3，控制芯片U2连接于开 关单元10及开关Ql的栅极，开关Ql的源极连接于反馈单元40，开关Ql的漏极连接于处理 单元50，电容R3与电阻R3串联于开关Ql的源极与漏极之间。本实施方式中还可以包括AD采样单元60，连接于所述电源输出端与控制芯片U2 之间，用于实时监控所述电源输出端的输出电压，并反馈所述输出电压信息至控制芯片U2， 由控制芯片U2控制开关单元与处理单元的工作状态。AD采样单元60为一种AD采样芯片， 是另一附加电源监测防护措施。如图3所示是本实用新型电源转换电路第二种实施方式的电路图。本实施方式与 图3所示的第一种实施方式的不同之处在于，开关单元10采用了开关管Q6取代了继电器 Kl，开关单元10包括开关管Q6与电容Cl，开关管Q6的栅极连接于所述控制芯片U2，漏极 连接于电源输入端Vin，源极连接于取样单元20，电容Cl连接于电源输入端Vin与地之间。本发明所提供的电源转换电路及装置，本发明采用反馈单元40对电源输出端进 行实时检测，并及时反馈至处理单元50，由处理单元50对驱动单元30进行控制，提高了后 续电路电源应用的可靠性和安全性，解决了图4所示的现有技术中出现异常导致源电压直 接输出到输出端，危及病人的问题；在驱动单元30采用互补功率放大电路，提高了驱动单 元30的驱动能力和可靠性，解决了图4所示的现有技术中，驱动能力受限，电压跌落严重， 不能满足供电要求的问题；在驱动单元30中采用多个驱动管散热，提高了驱动单元30的散
5热效果，解决了图4所示的现有技术中器件的可靠性和散热均不利，而且高热量影响机内 传感器的准确度的问题。 以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能 认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术 人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视 为属于本实用新型的保护范围。
权利要求一种电源转换电路，实现从电源输入端到电源输出端的电源转换，其特征在于，包括开关单元，连接于电源输入端，控制电源的输入与断开；取样单元，连接于所述开关单元，控制电源输出端的电流大小；驱动单元，连接于所述取样单元，对输入的电压进行电压转换后输出转换电压；处理单元，连接于所述取样单元与所述驱动单元之间，控制所述驱动单元的工作状态；反馈单元，连接于所述驱动单元，输出转换电压的反馈信息至所述处理单元。
2.根据权利要求1所述的电源转换电路，其特征在于所述驱动单元采用互补放大电 路进行电压转换，所述互补放大电路包括三极管Q2、三极管Q3与电阻R5，三极管Q2与三极 管Q3的集电极均连接至所述处理单元，三极管Q2与三极管Q3的基极均通过电阻R4连接 至所述处理单元，电阻R5串联于所述三极管Q2的发射极与所述三极管Q3的发射极之间。
3.根据权利要求2所述的电源转换电路，其特征在于所述驱动单元采用多个驱动管 进行散热，驱动管的数量>=2个。
4.根据权利要求3所述的电源转换电路，其特征在于所述驱动单元包括驱动管Q4与 驱动管Q5，其栅极均连接于所述电阻R5与所述三极管Q3的发射极之间，源极均连接于所述 处理单元，漏极均连接于所述取样电路。
5.根据权利要求3所述的电源转换电路，其特征在于还包括控制单元连接于所述开 关电路与处理单元，控制所述开关单元与所述处理单元的工作状态，包括控制芯片U2、开关 Q1、电容R3与电阻R3，控制芯片U2连接于所述开关电路及开关Q1的栅极，开关Q1的源极 连接于反馈电路，开关Q1的漏极连接于处理单元，所述电容R3与所述电阻R3串联于所述 开关Q1的源极与漏极之间。
6.根据权利要求5所述的电源转换电路，其特征在于还包括AD采样单元，连接于所 述电源输出端与控制芯片U2之间，用于实时监控所述电源输出端的输出电压，反馈所述输 出电压至所述处理单元。
7.根据权利要求3所述的电源转换电路，其特征在于所述开关单元包括继电器K1、 续流二极管D1和电容C1，继电器K1的两个输入控制端分别连接电源输入端Vin与取样单 元，第一输出控制端连接至控制芯片U2，第二输出控制端接地，续流二极管D1的正极接地， 负极连接于继电器K1的第一输出控制端，电容C1连接于电源输入端Vin与继电器K1的第 二输出控制端之间。
8.根据权利要求3所述的电源转换电路，其特征在于所述开关单元包括开关管Q6与 电容C1，开关管Q6的栅极连接于所述控制芯片U2，漏极连接于电源输入端Vin，源极连接于 取样单元，电容C1连接于电源输入端Vin与地之间。
9.根据权利要求3所述的电源转换电路，其特征在于所述反馈单元包括电阻R6与电 阻R7，采用电阻R6与电阻R7分压的方式，实现输出电压的反馈。
10.一种电源转换装置，其特征在于包括权利要求1至权利要求9任一项所述的电源 转换电路。
专利摘要一种电源转换电路，包括开关单元连接于电源输入端，控制电源的输入与断开；取样单元，连接于开关单元，控制电源输出端的电流大小；驱动单元，连接于取样单元，对电源输入进行电压转换后输出转换电压；处理单元连接于取样单元与驱动单元之间；反馈单元，连接于驱动单元，输出转换电压的反馈信息至所述处理单元。本实用新型还提供了一种电源转换装置。本实用新型所提供的电源转换电路及装置的处理单元根据反馈单元的反馈信息控制电路对电源输出端进行检测，提高了后续电路电源应用的可靠性和安全性。
文档编号H02M3/155GK201656774SQ20102013731
公开日2010年11月24日 申请日期2010年3月19日 优先权日2010年3月19日
发明者赵天锋 申请人:深圳市普博科技有限公司