用于采集生理信号的医用电子仪器的电源装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种用于采集生理信号的医用电子仪器的电源装置，包括变压器、第一桥式整流滤波电路、一级线性稳压电路、若干个二级线性稳压电路和π型滤波电路及第二桥式整流滤波电路、开关型稳压电路。变压器的次级绕组N1经第一桥式整流滤波电路、一级线性稳压电路和各个二级线性稳压电路相连，每个二级线性稳压电路再一一对应地和一个π型滤波电路相连，每个π型滤波电路输出一路稳压电源，分别供给仪器中电源稳压性能要求高、纹波小的电路；变压器的次级绕组N2经第二桥式整流滤波电路、开关型稳压电路输出开关型稳压电源，供给仪器中工作电流消耗大的电路。本实用新型对各功能电路进行分路独立供电，避免互相干扰，提高稳定性和可靠性。
【专利说明】用于采集生理信号的医用电子仪器的电源装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电源装置，尤其涉及一种用于采集生理信号的医用电子仪器的电源装置。
【背景技术】
[0002]随着现在医学的发展和普及，医用电子仪器得到了广泛应用，对医用电子仪器的性能要求也越来越高。电源对于医用电子仪器来说，好比人的心脏一样重要，特别是对于采集生理信号的医用电子仪器来说尤为重要。人体生理信号通常比较微弱，至多为mV量级，如果医用电子仪器的工作电源波动大，mV量级的信号就会被淹没，医用电子仪器中的传感器就不能正常采集到各种生理信号。目前的医用电子仪器的供电电源大多是对市电进行降压、整流、滤波及稳压后共同供给医用电子仪器的信号采集传感器、信号运算放大器(模拟电路)、信号数字处理电路(数字电路)及显示屏、步进电机、热敏打印机等电路的。医用电子仪器在工作过程中，显示屏、步进电机和热敏打印机等部件的工作电流消耗较大，在工作中容易引起电源不稳定，电源纹波较大；而信号采集传感器、信号运算放大器等部件对工作电源的要求是稳压精度高、纹波小，因而电源波动会引起信号采集不稳定，甚至出现异常。因此，目前的采集生理信号的医用电子仪器，由于各功能电路由同一路电源进行共同供电，电源在各部分电路之间易引起波动，产生干扰，造成仪器工作不稳定，不能正常采集到人体的各种生理信号，甚至出现异常现象。
【发明内容】
[0003]本实用新型主要解决原有采集生理信号的医用电子仪器，各功能电路由同一路电源进行共同供电，电源在各部分电路之间易引起波动，产生干扰，造成仪器工作不稳定，不能正常采集到人体的各种生理信号，甚至出现异常现象的技术问题；提供一种用于采集生理信号的医用电子仪器的电源装置，其对各功能电路进行分路独立供电，有效避免电源在各部分电路之间引起波动，避免互相干扰，保证人体生理信号采集的稳定性和可靠性。
[0004]本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:本实用新型包括变压器T、第一桥式整流滤波电路、一级线性稳压电路、若干个二级线性稳压电路和若干个H型滤波电路及第二桥式整流滤波电路、开关型稳压电路；所述的变压器T有两个次级绕组，变压器T的初级绕组N接220V市电，变压器T的次级绕组NI和所述的第一桥式整流滤波电路的输入端相连，变压器T的次级绕组N2和所述的第二桥式整流滤波电路的输入端相连，第一桥式整流滤波电路的输出端和所述的一级线性稳压电路的输入端相连，所述的二级线性稳压电路的输入端均和所述的一级线性稳压电路的输出端相连，每个二级线性稳压电路的输出端一一对应地和一个η型滤波电路的输入端相连，每个η型滤波电路的输出端输出一路稳压电源，所述的第二桥式整流滤波电路的输出端和所述的开关型稳压电路的输入端相连，开关型稳压电路的输出端输出开关型稳压电源。各个η型滤波电路分路输出稳压电源，分别供给用于采集生理信号的医用电子仪器中电源稳压性能要求高、纹波小的电路，如信号采集传感器、信号运算放大器(模拟电路)、信号数字处理电路(数字电路)等电路；开关型稳压电路输出的开关型稳压电源供给用于采集生理信号的医用电子仪器中工作电流消耗大的电路，如显示屏、步进电机和热敏打印机等电路。将工作电流消耗较大的电路与电源稳压性能要求高、纹波小的电路，分别进行独立供电，两者的电气完全隔离，在工作过程中，两者电源互不影响、互不干扰，不会引起电源波动；将各电源稳压性能要求高、纹波小的电路，由先共用一级稳压再分路二级稳压进行分路供电，各电路电气实现相对独立供电，将电源波动降至最小。确保医用电子仪器采集人体生理信号的稳定性和可靠性。
[0005]作为优选，所述的二级线性稳压电路和所述的π型滤波电路分别有三个，所述的稳压电源有三路，分别为第一路稳压电源、第二路稳压电源和第三路稳压电源；其中第一路稳压电源包括正电源和负电源，输出第一路稳压电源的η型滤波电路的输出端输出所述的正电源，正电源和一正负电源转换电路的输入端相连，正负电源转换电路的输出端输出所述的负电源。将其中一个η型滤波电路输出的稳压正电源通过正负电源转换电路进行反转，得到相对应的稳压负电源，正电源和负电源构成正负对称的双电源，供给对电源精度要求高、纹波小的电路，如需要双电源供电的心率、脉搏、血氧等信号运算放大电路。
[0006]作为优选，输出所述的第一路稳压电源的二级线性稳压电路及π型滤波电路包括电容C5、电容Ε5和线性稳压块U3及电容Ε6、电容C6、电容C7、电容Ε7和电感L2，所述的正负电源转换电路包括电荷泵ICl及电容Ε8、电容Ε9和电容C9，电荷泵ICl采用ICL7660极性反转电源转换器，电容C5、电容Ε5的一端及线性稳压块U3的3脚均和所述的一级线性稳压电路的输出端相连，电容C5、电容Ε5的另一端及线性稳压块U3的I脚均接地，线性稳压块U3的2脚和电容Ε6、电容C6、电感L2的一端相连，电感L2的另一端和电容C7、电容Ε7的一端相连，电容Ε6、电容C6的另一端及电容C7、电容Ε7的另一端均接地，电感L2和电容Ε7的并接端输出所述的第一路稳压电源的正电源，正电源和电荷泵ICl的8脚相连，电荷泵ICl的3脚和6脚接地，电荷泵ICl的2脚经电容Ε8接电荷泵ICl的4脚，电荷泵ICl的5脚输出所述的第一路稳压电源的负电源，电荷泵ICl的5脚和接地端之间连接有电容Ε9和电容C9的并联电路；输出所述的第二路稳压电源的二级线性稳压电路及π型滤波电路包括电容C10、电容ElO和线性稳压块U4及电容E11、电容C11、电容C12、电容E12和电感L3，电容C10、电容ElO的一端及线性稳压块U4的3脚均和所述的一级线性稳压电路的输出端相连，电容C10、电容ElO的另一端及线性稳压块U4的I脚均接地，线性稳压块U4的2脚和电容E11、电容C11、电感L3的一端相连，电感L3的另一端和电容C12、电容E12的一端相连，电容E11、电容Cll的另一端及电容C12、电容E12的另一端均接地，电感L3和电容E12的并接端输出所述的第二路稳压电源；输出所述的第三路稳压电源的二级线性稳压电路及
型滤波电路包括电容C13、电容E13和线性稳压块U5及电容E14、电容C14、电容C15、电容E15和电感L4，电容C13、电容E13的一端及线性稳压块U5的3脚均和所述的一级线性稳压电路的输出端相连，电容C13、电容E13的另一端及线性稳压块U5的I脚均接地，线性稳压块U5的2脚和电容E14、电容C14、电感L4的一端相连，电感L4的另一端和电容C15、电容E15的一端相连，电容E14、电容C14的另一端及电容C15、电容E15的另一端均接地，电感L4和电容E15的并接端输出所述的第三路稳压电源；线性稳压块U3、线性稳压块U4及线性稳压块U5均采用AMS117三端稳压块。电路简单,性能稳定,成本较低。
[0007]作为优选，所述的第一桥式整流滤波电路包括桥堆Dl和电容Cl、电容E1，所述的一级线性稳压电路包括线性稳压块Ul和电容E2、电容C2，线性稳压块Ul为7812三端稳压块；桥堆Dl的输入端接所述的变压器T的次级绕组NI，桥堆Dl的一个输出端接地，另一个输出端和电容Cl、电容El的一端及线性稳压块Ul的I脚相连，电容Cl、电容El的另一端及线性稳压块Ul的2脚均接地，线性稳压块Ul的3脚和电容E2、电容C2的一端相连，电容E2、电容C2的另一端均接地，线性稳压块Ul的3脚和所述的二级线性稳压电路的输入端相连。电路简单，性能稳定，成本较低。
[0008]作为优选，所述的第二桥式整流滤波电路桥堆D2和电容C3、电容E3，所述的开关型稳压电路包括开关电源模块U2和二极管D3、电感L1、电容E4、电容C4，开关电源模块U2采用LM2567开关电源芯片；桥堆D2的输入端接所述的变压器T的次级绕组N2，桥堆D2的一个输出端接地，另一个输出端和电容C3、电容E3的一端及开关电源模块U2的I脚相连，电容C3、电容E3的另一端及开关电源模块U2的3脚、5脚均接地，开关电源模块U2的2脚和电感LI的一端、二极管D3的负极相连，电感LI的另一端和开关电源模块U2的4脚及电容E4、电容C4的一端相连，电容E4、电容C4的另一端及二极管D3的正极均接地，电感LI和电容E4的并接端输出所述的开关型稳压电源。电路简单，性能稳定，成本较低。
[0009]本实用新型的有益效果是:将工作电流消耗较大的电路与电源稳压性能要求高、纹波小的电路，分别进行独立供电，两者的电气完全隔离，在工作过程中，两者电源互不影响、互不干扰，不会引起电源波动；将各电源稳压性能要求高、纹波小的电路，由先共用一级稳压再分路二级稳压进行分路供电，各电路电气实现相对独立供电，将电源波动降至最小。确保医用电子仪器采集人体生理信号的稳定性和可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是本实用新型的一种电路原理连接结构框图。
[0011]图2是本实用新型的一种电路原理图。
[0012]图中1.第一桥式整流滤波电路，2.—级线性稳压电路，3.二级线性稳压电路，
4.型滤波电路，5.第二桥式整流滤波电路，6.开关型稳压电路，7.开关型稳压电源，8.第一路稳压电源，9.第二路稳压电源，10.第三路稳压电源，11.正负电源转换电路，81.正电源,82.负电源。
【具体实施方式】
[0013]下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
[0014]实施例:本实施例的用于采集生理信号的医用电子仪器的电源装置，如图1所示，包括变压器T、第一桥式整流滤波电路1、一级线性稳压电路2、三个二级线性稳压电路3、三个η型滤波电路4、正负电源转换电路11及第二桥式整流滤波电路5、开关型稳压电路6。变压器T有两个次级绕组，变压器T的初级绕组N接220V市电，变压器T的次级绕组NI和第一桥式整流滤波电路I的输入端相连,第一桥式整流滤波电路I的输出端和一级线性稳压电路2的输入端相连，一级线性稳压电路2的输出端和三个二级线性稳压电路3的输入端相连，三个二级线性稳压电路3的输出端 对应地和三个π型滤波电路4的输入端相连，其中一个η型滤波电路4的输出端输出第一路稳压电源8的正电源81，其它两个π型滤波电路4的输出端分别输出第二路稳压电源9和第三路稳压电源10，正电源81和正负电源转换电路11的输入端相连，正负电源转换电路11的输出端输出第一路稳压电源8的负电源82。变压器T的次级绕组N2和第二桥式整流滤波电路5的输入端相连，第二桥式整流滤波电路5的输出端和开关型稳压电路6的输入端相连，开关型稳压电路6的输出端输出开关型稳压电源7。
[0015]如图2所示，第一桥式整流滤波电路I包括桥堆Dl和电容Cl、电容El 级线性稳压电路2包括线性稳压块Ul和电容E2、电容C2，线性稳压块Ul为7812三端稳压块。桥堆Dl的输入端接变压器T的次级绕组NI，桥堆Dl的一个输出端接地，另一个输出端和电容Cl、电容El的一端及线性稳压块Ul的I脚相连，电容Cl、电容El的另一端及线性稳压块Ul的2脚均接地，线性稳压块Ul的3脚和电容E2、电容C2的一端相连，电容E2、电容C2的另一端均接地，线性稳压块Ul的3脚输出+12V电压。
[0016]输出第一路稳压电源8的二级线性稳压电路3及π型滤波电路4包括电容C5、电容Ε5和线性稳压块U3及电容Ε6、电容C6、电容C7、电容Ε7和电感L2，正负电源转换电路11包括电荷泵ICl及电容Ε8、电容Ε9和电容C9，电荷泵ICl采用ICL7660极性反转电源转换器。电容C5、电容Ε5的一端及线性稳压块U3的3脚均接线性稳压块Ul的3脚输出的+12V电压，电容C5、电容Ε5的另一端及线性稳压块U3的I脚均接地，线性稳压块U3的2脚和电容Ε6、电容C6、电感L2的一端相连，电感L2的另一端和电容C7、电容Ε7的一端相连，电容Ε6、电容C6的另一端及电容C7、电容Ε7的另一端均接地，电感L2和电容Ε7的并接端输出+5V电压，即为第一路稳压电源8的正电源81，正电源81和电荷泵ICl的8脚相连，电荷泵ICl的3脚和6脚接地，电荷泵ICl的2脚经电容Ε8接电荷泵ICl的4脚，电荷泵ICl的5脚输出-5V，即为第一路稳压电源8的负电源82，电荷泵ICl的5脚和接地端之间连接有电容Ε9和电容C9的并联电路。正电源和负电源构成正负对称的双电源，供给用于采集生理信号的医用电子仪器中对电源精度要求高、纹波小的电路，如需要双电源供电的心率、脉搏、血氧等信号运算放大电路。
[0017]输出第二路稳压电源9的二级线性稳压电路3及型滤波电路4包括电容C10、电容ElO和线性稳压块U4及电容E11、电容C11、电容C12、电容E12和电感L3。电容C10、电容ElO的一端及线性稳压块U4的3脚均接线性稳压块Ul的3脚输出的+12V电压，电容C10、电容ElO的另一端及线性稳压块U4的I脚均接地，线性稳压块U4的2脚和电容E11、电容Cl 1、电感L3的一端相连，电感L3的另一端和电容C12、电容E12的一端相连，电容E11、电容Cl I的另一端及电容C12、电容E12的另一端均接地，电感L3和电容E12的并接端输出电压VCC，即为第二路稳压电源9。得到精度高、纹波小的电源，供给用于采集生理信号的医用电子仪器中心率、脉搏、血氧等信号采集传感器。
[0018]输出第三路稳压电源10的二级线性稳压电路3及π型滤波电路4包括电容C13、电容Ε13和线性稳压块U5及电容Ε14、电容C14、电容C15、电容Ε15和电感L4。电容C13、电容Ε13的一端及线性稳压块U5的3脚均接线性稳压块Ul的3脚输出的+12V电压，电容C13、电容Ε13的另一端及线性稳压块U5的I脚均接地，线性稳压块U5的2脚和电容Ε14、电容C14、电感L4的一端相连，电感L4的另一端和电容C15、电容Ε15的一端相连，电容Ε14、电容C14的另一端及电容C15、电容Ε15的另一端均接地，电感L4和电容Ε15的并接端输出VDD电压，即为第三路稳压电源10。得到精度高、纹波小的电源，供给用于采集生理信号的医用电子仪器中的信号数字处理电路。[0019]线性稳压块U3、线性稳压块U4及线性稳压块U5均采用AMS117三端稳压块。
[0020]第二桥式整流滤波电路5包括桥堆D2和电容C3、电容E3，开关型稳压电路6包括开关电源模块U2和二极管D3、电感L1、电容E4、电容C4，开关电源模块U2采用LM2567开关电源芯片。桥堆D2的输入端接变压器T的次级绕组N2，桥堆D2的一个输出端接地，另一个输出端和电容C3、电容E3的一端及开关电源模块U2的I脚相连，电容C3、电容E3的另一端及开关电源模块U2的3脚、5脚均接地，开关电源模块U2的2脚和电感LI的一端、二极管D3的负极相连，电感LI的另一端和开关电源模块U2的4脚及电容E4、电容C4的一端相连，电容E4、电容C4的另一端及二极管D3的正极均接地，电感LI和电容E4的并接端输出POWER电压，即为开关型稳压电源7。该电源供给用于采集生理信号的医用电子仪器中对电源纹波要求不高、工作电流要求较大的电路，如屏幕、步进电机、热敏打印机等电路。
[0021]本实用新型将工作电流消耗较大的电路与电源稳压性能要求高、纹波小的电路，分别进行独立供电，两者的电气完全隔离，在工作过程中，两者电源互不影响、互不干扰，不会引起电源波动；将各电源稳压性能要求高、纹波小的电路，由先共用一级稳压再分路二级稳压进行分路供电，各电路电气实现相对独立供电，将电源波动降至最小。确保医用电子仪器采集人体生理信号的稳定性和可靠性。
【权利要求】
1.一种用于采集生理信号的医用电子仪器的电源装置，其特征在于包括变压器T、第一桥式整流滤波电路(I)、一级线性稳压电路(2)、若干个二级线性稳压电路(3)和若干个η型滤波电路(4)及第二桥式整流滤波电路(5)、开关型稳压电路(6);所述的变压器T有两个次级绕组，变压器T的初级绕组N接220V市电，变压器T的次级绕组NI和所述的第一桥式整流滤波电路(I)的输入端相连，变压器T的次级绕组N2和所述的第二桥式整流滤波电路(5)的输入端相连，第一桥式整流滤波电路(I)的输出端和所述的一级线性稳压电路(2)的输入端相连，所述的二级线性稳压电路(3)的输入端均和所述的一级线性稳压电路(2)的输出端相连，每个二级线性稳压电路(3)的输出端对应地和一个π型滤波电路(4)的输入端相连，每个π型滤波电路(4)的输出端输出一路稳压电源，所述的第二桥式整流滤波电路(5)的输出端和所述的开关型稳压电路(6)的输入端相连，开关型稳压电路(6)的输出端输出开关型稳压电源(7)。
2.根据权利要求1所述的用于采集生理信号的医用电子仪器的电源装置，其特征在于所述的二级线性稳压电路(3)和所述的π型滤波电路(4)分别有三个，所述的稳压电源有三路，分别为第一路稳压电源(8)、第二路稳压电源(9)和第三路稳压电源(10);其中第一路稳压电源⑶包括正电源(81)和负电源(82)，输出第一路稳压电源⑶的π型滤波电路(4)的输出端输出所述的正电源(81),正电源(81)和一正负电源转换电路(11)的输入端相连，正负电源转换电路(11)的输出端输出所述的负电源(82)。
3.根据权利要求2所述的用于采集生理信号的医用电子仪器的电源装置，其特征在于输出所述的第一路稳压电源⑶的二级线性稳压电路⑶及η型滤波电路⑷包括电容C5、电容Ε5和线性稳压块U3及电容Ε6、电容C6、电容C7、电容Ε7和电感L2，所述的正负电源转换电路(11)包括电荷泵ICl及电容Ε8、电容Ε9和电容C9，电荷泵ICl采用ICL7660极性反转电源转换器，电容C5`、电容Ε5的一端及线性稳压块U3的3脚均和所述的一级线性稳压电路(2)的输出端相连，电容C5、电容Ε5的另一端及线性稳压块U3的I脚均接地，线性稳压块U3的2脚和电容Ε6、电容C6、电感L2的一端相连，电感L2的另一端和电容C7、电容Ε7的一端相连，电容Ε6、电容C6的另一端及电容C7、电容Ε7的另一端均接地，电感L2和电容Ε7的并接端输出所述的第一路稳压电源(8)的正电源(81)，正电源(81)和电荷泵ICl的8脚相连，电荷泵ICl的3脚和6脚接地，电荷泵ICl的2脚经电容Ε8接电荷泵ICl的4脚，电荷泵ICl的5脚输出所述的第一路稳压电源⑶的负电源(82)，电荷泵ICl的5脚和接地端之间连接有电容Ε9和电容C9的并联电路；输出所述的第二路稳压电源(9)的二级线性稳压电路(3)及π型滤波电路(4)包括电容C10、电容ElO和线性稳压块U4及电容El1、电容C11、电容C12、电容E12和电感L3，电容C10、电容ElO的一端及线性稳压块U4的3脚均和所述的一级线性稳压电路(2)的输出端相连，电容C10、电容ElO的另一端及线性稳压块U4的I脚均接地，线性稳压块U4的2脚和电容El1、电容C11、电感L3的一端相连，电感L3的另一端和电容C12、电容E12的一端相连，电容E11、电容Cll的另一端及电容C12、电容E12的另一端均接地，电感L3和电容E12的并接端输出所述的第二路稳压电源(9);输出所述的第三路稳压电源(10)的二级线性稳压电路(3)及π型滤波电路⑷包括电容C13、电容E13和线性稳压块U5及电容E14、电容C14、电容C15、电容E15和电感L4，电容C13、电容E13的一端及线性稳压块U5的3脚均和所述的一级线性稳压电路(2)的输出端相连，电容C13、电容E13的另一端及线性稳压块U5的I脚均接地，线性稳压块U5的2脚和电容E14、电容C14、电感L4的一端相连，电感L4的另一端和电容C15、电容E15的一端相连，电容E14、电容C14的另一端及电容C15、电容E15的另一端均接地，电感L4和电容E15的并接端输出所述的第三路稳压电源(10);线性稳压块U3、线性稳压块U4及线性稳压块U5均采用AMSl 17三端稳压块。
4.根据权利要求1或2或3所述的用于采集生理信号的医用电子仪器的电源装置，其特征在于所述的第一桥式整流滤波电路(I)包括桥堆Dl和电容Cl、电容El，所述的一级线性稳压电路(2)包括线性稳压块Ul和电容E2、电容C2，线性稳压块Ul为7812三端稳压块；桥堆Dl的输入端接所述的变压器T的次级绕组NI，桥堆Dl的一个输出端接地，另一个输出端和电容Cl、电容El的一端及线性稳压块Ul的I脚相连，电容Cl、电容El的另一端及线性稳压块Ul的2脚均接地，线性稳压块Ul的3脚和电容E2、电容C2的一端相连，电容E2、电容C2的另一端均接地，线性稳压块Ul的3脚和所述的二级线性稳压电路(3)的输入端相连。
5.根据权利要求1或2或3所述的用于采集生理信号的医用电子仪器的电源装置，其特征在于所述的第二桥式整流滤波电路(5)包括桥堆D2和电容C3、电容E3，所述的开关型稳压电路(6)包括开关电源模块U2和二极管D3、电感L1、电容E4、电容C4，开关电源模块U2采用LM2567开关电源芯片；桥堆D2的输入端接所述的变压器T的次级绕组N2，桥堆D2的一个输出端接地，另一个输出端和电容C3、电容E3的一端及开关电源模块U2的I脚相连，电容C3、电容E3的另一端及开关电源模块U2的3脚、5脚均接地，开关电源模块U2的2脚和电感LI的一端、二极管D3的负极相连，电感LI的另一端和开关电源模块U2的4脚及电容E4、电容C4的一端相连，电容E4、电容C4的另一端及二极管D3的正极均接地，电感LI和电容E4的并接端输出所述`的开关型稳压电源(7)。
【文档编号】H02M7/06GK203632563SQ201320832489
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年12月17日 优先权日:2013年12月17日
【发明者】寿张根, 严华根, 张微, 张百炁 申请人:杭州大力神医疗器械有限公司