一种防褥疮床垫控制器使用的交流电源恒压装置的制作方法

本实用新型涉及电源设备领域，特别一种防褥疮床垫控制器使用的交流电源恒压装置。

背景技术：

防褥疮床垫又叫防褥疮气垫、防褥疮气垫床等。工作时定期对两个气囊轮换充气和放气，从而使卧床人身体的着床部位不断变化，既起到了人工按摩的作用，又能促进血液流通、防止肌肉萎缩作用，工作时连续不断，不需人工干预，为病人的康复提供了有效帮助，因此世界范围内使用较为广泛。在世界范围内，由于国情不同，有的国家使用110v交流电源作为家用用电设备的工作电源(比如美国)；有的国家采用220v交流电源作为用电设备的工作电源(比如我国)；有的国家甚至220v和110v交流电源并存供电(比如巴西)。因此对于不同国家的电源电压标准，生产防褥疮床垫的厂家需要生产不同工作电压下的防褥疮床垫控制器，应用到110v电源供电电压的国家就生产工作电压为110v的防褥疮床垫，应用到220v电源供电电压的国家就生产工作电压为220v的防褥疮床垫，但是110v电源供电的防褥疮床垫应用到220v和110v交流电源并存供电的国家使用时，如果使用者疏忽大意或者不具有相关知识，将110v工作电压的防褥疮床垫控制器电源插头插入220v电源的插座内，将导致控制器发生损毁、爆炸、起火等危害生命财产安全的问题。

技术实现要素：

为了克服现有防褥疮床垫控制器无法有效同时适用于220v、110v交流供电中存在的弊端，本实用新型提供了适用于防褥疮床垫控制器配套使用，使用前无需进行任何操作，既可以在交流110v电压下工作，还能在交流220v电压下工作，由此给使用者带来了方便，减少了防褥疮床垫控制器损坏的几率，并且由于生产厂家无需再针对不同用电电压国家及地区，生产不同工作电压的防褥疮床垫控制器，给生产防褥疮床垫的厂家带来了便利，并减少了生产成本的一种防褥疮床垫控制器使用的交流电源恒压装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种防褥疮床垫控制器使用的交流电源恒压装置，包括自耦变压器，其特征在于还具有直流电源电路、检测电路、调节电路；所述自耦变压器、直流电源电路、检测电路、调节电路安装在电路板上并经导线连接，电路板安装在防褥疮床垫控制器的元件盒内；所述自耦变压器的其中一组输出绕组一端和调节电路第一个控制电源输入端连接，自耦变压器的其中一组输出绕组另一端和调节电路第二个控制电源输入端连接，调节电路的电源输出端、自耦变压器的另一个输入输出绕组一端和防褥疮床垫控制器的电源输入两端分别连接；所述自耦变压器的另一组输出绕组两端和直流电源电路的电源输入两端分别连接，直流电源电路的电源输出两端和检测电路、调节电路的电源输入两端分别连接，检测电路的信号输出端和调节电路信号输入端连接.

进一步地，所述自耦变压器的输入绕组两端并联有一只压敏电阻和一只安规电容。

进一步地，所述直流电源电路包括型号kbl41的整流桥堆、电解电容、瓷片电容和电阻，其间经电路板布线连接，整流桥堆正极电源输出端和电阻一端、电解电容正极、瓷片电容一端连接，整流桥堆负极电源输出端和电阻另一端、电解电容负极、瓷片电容另一端接地。

进一步地，所述检测电路包括型号tl431的稳压集成电路、电解电容、电阻、二极管、型号lm393ah的电压比较器，其间经电路板布线连接，第一只电阻一端和第二只电阻一端、第四只电阻一端、比较器正极电源输入端8脚连接，第一只电阻另一端和稳压集成电路阴极3脚、参考极1脚、比较器的反向输入端2脚连接，第二只电阻另一端和第三只电阻一端、第六只电阻一端、电解电容正极、比较器同相输入端3脚连接，第三只电阻另一端和二极管负极连接，二极管正极和第四只电阻另一端、比较器的输出端1脚、第五只电阻一端连接，稳压集成电路的阳极2脚和电解电容负极、第六只电阻另一端、比较器负极电源输入端4脚接地。

进一步地，所述调节电路包括npn三极管、二极管和继电器，其间经电路板布线连接，npn三极管集电极和继电器负极电源输入端、二极管正极连接，继电器正极电源输入端和二极管负极连接，npn三极管发射极接地。

进一步地，所述自耦变压器其中一组输出绕组一端和自耦变压器的另一个输入输出绕组一端之间的电压，高于自耦变压器其中一组输出绕组另一端和自耦变压器的另一个输入输出绕组一端之间电压的两倍。

本实用新型有益效果是：本新型实际使用中，自耦变压器其中一组输出绕组一端和自耦变压器的另一个输入输出绕组一端之间、输出和自耦变压器输入端一样电压的电源，自耦变压器其中一组输出绕组另一端和自耦变压器的另一个输入输出绕组一端之间、输出和自耦变压器输入端一半电压的电源。在直流电源电路、检测电路共同作用下，当输入电源是交流110v时，调节电路直接将自耦变压器输入的电源电压输送给防褥疮床垫控制器电源输入两端，于是，防褥疮床垫控制器在交流110v全电压下工作，当输入电源是交流220v时，调节电路将自耦变压器输入的电源电压的一半输送给防褥疮床垫控制器电源输入两端，于是，防褥疮床垫控制器在一半电压下工作，这样无论是输入220v电源，还是110v电源，本新型均能保证防褥疮床垫控制器在110v电压下工作。本实用新型适用于防褥疮床垫控制器配套使用，使用前无需进行任何操作，既可以在交流110v电压下工作，还能在交流220v电压下工作，由此给使用者带来了方便，减少了防褥疮床垫控制器损坏的几率，并且由于生产厂家无需再针对不同用电电压国家及地区生产不同工作电压的防褥疮床垫控制器，给生产防褥疮床垫的厂家带来了便利，并减少了生产成本。基于上述，本新型具有好的应用前景。

附图说明

以下结合附图和实施例将本实用新型做进一步说明。

图1是本实用新型实施例1电路图。

图2是本实用新型实施例2电路图。

图3是本实用新型结构框图。

具体实施方式

图3中所示，一种防褥疮床垫控制器使用的交流电源恒压装置，包括自耦变压器，还具有直流电源电路、检测电路、调节电路；所述自耦变压器、直流电源电路、检测电路、调节电路安装在电路板上并经导线连接，电路板安装在防褥疮床垫控制器的元件盒内；所述自耦变压器的其中一组输出绕组一端和调节电路第一个控制电源输入端连接，自耦变压器的其中一组输出绕组另一端和调节电路第二个控制电源输入端连接，调节电路的电源输出端、自耦变压器的另一个输入输出绕组一端和防褥疮床垫控制器的电源输入两端分别连接；所述自耦变压器的另一组输出绕组两端和直流电源电路的电源输入两端分别连接，直流电源电路的电源输出两端和检测电路、调节电路的电源输入两端分别连接，检测电路的信号输出端和调节电路信号输入端连接。

图1中所示，实施例1中，自耦变压器t1的输入绕组两端并联有一只压敏电阻mov1和一只安规电容cx1(主要起到过压、防雷等保护作用)。直流电源电路包括型号kbl41的整流桥堆bd1、电解电容c2、瓷片电容c3和电阻r2，其间经电路板布线连接，整流桥堆bd1正极电源输出端和电阻r2一端、电解电容c2正极、瓷片电容c3一端连接，整流桥堆bd1负极电源输出端和电阻r2另一端、电解电容c2负极、瓷片电容c3另一端接地。检测电路包括型号tl431的稳压集成电路u1，电解电容c4，电阻r3、r4、r6、r7、r5、r8，二极管d1，型号lm393ah的电压比较器u2a；其间经电路板布线连接，第一只电阻r3一端和第二只电阻r4一端、第四只电阻r7一端、比较器u2a正极电源输入端8脚连接，第一只电阻r3另一端和稳压集成电路u1阴极3脚及参考极1脚、比较器u2a的反向输入端2脚连接，第二只电阻r4另一端和第三只电阻r6一端、第六只电阻r5一端、电解电容c4正极、比较器u2a同相输入端3脚连接，第三只电阻r6另一端和二极管d1负极连接，二极管d1正极和第四只电阻r7一端、比较器u2a的输出端1脚、第五只电阻r8一端连接，稳压集成电路u2a的阳极2脚和电解电容c4负极、第六只电阻r5另一端、比较器u2a负极电源输入端4脚接地。调节电路包括npn三极管q1、二极管d2和继电器k1，其间经电路板布线连接，npn三极管q1集电极和继电器k1负极电源输入端、二极管d1正极连接，继电器k1正极电源输入端和二极管d1负极连接，npn三极管q1发射极接地。自耦变压器t1其中一组输出绕组ac-low一端和自耦变压器的另一个输入输出绕组一端0v端口之间的电压，高于自耦变压器t1其中一组输出绕组另一端ac-hi和自耦变压器t1的另一个输入输出绕组一端0v端口之间电压的两倍。

图1中所示，实施例1中，自耦变压器t1的其中一组输出绕组一端ac-low和调节电路第一个控制电源输入端继电器k1常闭触点端连接，自耦变压器t1的其中一组输出绕组另一端ac-hi和调节电路第二个控制电源输入端继电器k1常开触点端连接，调节电路的电源输出端继电器k1控制电源输入端、自耦变压器t1的另一个输入输出绕组一端0v端口和防褥疮床垫控制器a的电源输入两端分别连接，自耦变压器的另一组输出绕组两端12vac、0v端口和直流电源电路的整流桥堆bd1电源输入两端分别连接，直流电源电路的电源输出两端电解电容c2的正负两极和检测电路电源输入两端电阻r3一端及电阻r5另一端、调节电路的电源输入两端继电器k1正极电源输入端及npn三极管q1发射极分别连接，检测电路的信号输出端电阻r8另一端和调节电路信号输入端npn三极管q1基极连接。

图1中所示，实施例1，本新型使用中，自耦变压器t1(1kw)输入端通过电源插头插入交流输出插座后，如果输入电源是220v，那么，自耦变压器t1其中一组输出绕组ac-low一端和自耦变压器的另一个输入输出绕组一端0v端口之间的电压为220v，自耦变压器t1其中一组输出绕组另一端ac-hi和自耦变压器t1的另一个输入输出绕组一端0v端口之间电压为110v左右，自耦变压器的另一组输出绕组两端12vac、0v端口之间电压为12v左右；如果输入电源是110v，那么自耦变压器t1其中一组输出绕组ac-low一端和自耦变压器的另一个输入输出绕组一端0v端口之间的电压为110v，自耦变压器t1其中一组输出绕组另一端ac-hi和自耦变压器t1的另一个输入输出绕组一端0v端口之间电压为55v左右，自耦变压器的另一组输出绕组两端12vac、0v端口电压为6v左右。当自耦变压器t1的另一组输出绕组两端12vac、0v端口输出的12v或6v左右电源进入整流桥堆bd1后，整流桥堆bd1在其内部电路作用下，其直流电源输出端会输出整流后12v或6v直流电源进入调节电路以及检测电路的电源输入两端，于是，调节电路和检测电路处于得电工作状态。直流电源电路中，电解电容c2、瓷片电容c3、电阻r2组成阻容滤波，保证了整流桥堆bd1输出电源的稳定。直流电源电路整流桥堆bd1输出的12v或6v直流电源进入检测电路后，12v或6v直流电源正极会经电阻r3进入稳压集成电路u1的阴极3脚以及参考极1脚(稳压集成电路u1阳极接地)，稳压集成电路u1在其内部电路以及外围元件电阻r3(参考电阻)共同作用下，在稳压集成电路u1的阴极处会产生2.5v稳压电源并进入电压比较器u2a的反相输入端2脚、作为电压比较参考电压值。当直流电源电路整流桥堆bd1输出的12v或6v直流电源进入稳压集成电路u1的同时，12v或6v直流电源还会经电阻r4、r5分压后进入比较器的同相输入端3脚(电解电容c4起到滤波作用)，本新型中，当自耦变压器t1的输入电压高于170v±3v时(220v电源波动低至170v左右)，此刻经电阻r4、r5分压后进入比较器u2a的同相输入端3脚的电压高于2.5v(实际情况下，输入电源低于167v，经电阻r4、r5分压后进入比较器u2a的同相输入端3脚的电压就会低于2.5v，防褥疮床垫控制器a在167以下能正产工作)，于是在比较器u2a内部电路作用下，比较器u2a的1脚会输出高电平；当自耦变压器t1的输入电压低于160v±3v时(110v电源波动高至160v)，此刻经电阻r4、r5分压后进入比较器u2a的同相输入端3脚的电压低于2.5v，于是在比较器u2a内部电路作用下，比较器u2a的1脚不输出高电平；当输入ac电压需高过ac170v±3v检测电路判断为输入电源为ac220v，输入ac电压低于ac160v±3v检测电路判断为输入电源为ac110v。在直流电源电路中，整流桥堆bd1整流后的直流电源(vcc)是供应整体线路的直流电源，也是侦测自耦变压器t1电源输入高低电压的来源，检测电路判断自耦变压器t1电源输入高低压的临界点设定为ac165v，为防止高低压切换的临界点电路会有不稳定现象，二极管d1、电阻r6组成迟滞回路(电阻r7是比较器u2a输出电压的提升电阻)；迟滞回路工作原理是当比较器u2a的3脚处电压＝i5*r5高于(vf)2.5v时，比较器u2a的1脚输出高电平，此时vo>(v-1)处故会产生i6电流，所以流经电阻r5的电流i5＝i4+i6，会导致(v-1)处的电压瞬间提升，因此可防止临界点不稳定的情况，反之(v-1)处由高电平下降至低于2.5v时比较器u2a的1脚停止输出高电平，(v-1)处电压也将会因减少了i6电流而使(v-1)处电压再略为下降，进而防止不稳定状态。当自耦变压器t1输入电源为交流220v(也就是市电电源为交流220v、高于167v)，比较器u2a的1脚输出高电平后，高电平会经电阻r8降压限流进入npn三极管q1的基极，于是，npn三极管q1导通集电极输出低电平进入继电器k1负极电源输入端，继电器k1(正极和整流桥堆bd1正极电源输出端连接)于是得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合(二极管d2主要作用是防止继电器k1吸合与放开时线圈所产生的突波高压损坏三极管q1)；由于，自耦变压器t1的其中一组输出绕组另一端ac-hi和继电器k1常开触点端连接，继电器k1控制电源输入端、自耦变压器t1的另一个输入输出绕组一端0v端口和防褥疮床垫控制器a的电源输入两端分别连接，所以此刻自耦变压器t1其中一组输出绕组另一端ac-hi输出的降压后110v电源会进入防褥疮床垫控制器a的电源输入两端，于是，防褥疮床垫控制器a处于正常110v电源工作状态，保证了防褥疮床垫的正常使用。当自耦变压器t1输入电源为交流110v(也就是市电电源为交流110v、低于167v)，比较器u2a的1脚不输出高电平，继电器k1处于失电状态其控制电源输入端和常闭触点端闭合，由于，自耦变压器t1的其中一组输出绕组一端ac-low和继电器k1常闭触点端连接，继电器k1控制电源输入端、自耦变压器t1的另一个输入输出绕组一端0v端口和防褥疮床垫控制器a的电源输入两端分别连接，所以此刻自耦变压器t1的其中一组输出绕组一端ac-low输出的110v电源会直接进入防褥疮床垫控制器a的电源输入两端，于是，防褥疮床垫控制器a处于正常110v电源工作状态，保证了防褥疮床垫的正常使用。

图2中所示，实施例2，本新型还可采用整流桥堆bd21，电阻r22、r23、r24、r25，电解电容c22，瓷片电容c23，稳压二极管zd1作用检测电路和直流电源电路，整流桥堆的正极输出端和第一只电阻r22一端、电解电容c22正极、瓷片电容c23一端、稳压二极管zd1负极连接，稳压二极管zd1正极和第二只电阻r23一端、第三只电阻r24一端连接，第三只电阻r24另一端和第四只电阻r25一端连接，整流桥堆的负极输出端和第一只电阻r22另一端、电解电容c22负极、瓷片电容c23另一端、第三只电阻r23另一端、第四只电阻r25一端接地。当自耦变压器t1输入电源为交流220v(高于167v以上)时，整流桥堆bd21输出的电源经电阻r22、电解电容c22、瓷片电容c23阻容滤波后高于10v，于是，稳压二极管zd1迅速导通输出直流电源经电阻r24、r25分压后进入npn三极管q21的基极(电阻r23为稳压二极管zd1限流电阻之一，用于调整npn三极管q21导通的适当电压点；注：zd1的限流电阻＝r23//{r24+r25})，npn三极管q21导通集电极输出低电平进入继电器k1负极电源输入端，继电器k1于是得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合，此刻自耦变压器t1其中一组输出绕组另一端ac-hi输出的降压后110v电源会进入防褥疮床垫控制器a的电源输入两端，于是，防褥疮床垫控制器a处于正常110v电源工作状态，保证了防褥疮床垫的正常使用；当自耦变压器t1输入电源为交流110v(低于167v以下)，整流桥堆bd21输出的电源经电阻r22、电解电容c22、瓷片电容c23阻容滤波后低于10v，于是，稳压二极管zd1少许的漏电电流无法驱动npn三极管q1导通，继电器k1处于失电状态其控制电源输入端和常闭触点端闭合，自耦变压器t1的其中一组输出绕组一端ac-low输出的110v电源会直接进入防褥疮床垫控制器a的电源输入两端，于是，防褥疮床垫控制器a处于正常110v电源工作状态，保证了防褥疮床垫的正常使用。本实用新型适用于110v防褥疮床垫控制器配套使用，使用前无需进行任何操作，既可以在交流110v电压下工作，还能在交流220v电压下工作，由此给使用者带来了方便，减少了防褥疮床垫控制器损坏的几率，并且由于生产厂家无需再针对不同用电电压国家及地区、生产不同工作电压的防褥疮床垫控制器，给生产防褥疮床垫的厂家带来了便利，并减少了生产成本。本新型元件型号在附图中均已标注，此处不再做赘述。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征及本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。