实现短路保护和避免漏电的医用开关电源的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种开关电源，具体来说，涉及一种利用电流和电压双参数反馈的实现短路保护和避免漏电的医用开关电源。
【背景技术】
[0002]医疗电子设备产业是关系到人类生命健康的新兴产业，近十余年来，在世界发达国家一直保持着很高的市场年增长率，因而被誉为朝阳产业。随着医疗水平的提高，越来越多先进的医疗设备广泛运用在各种医疗场合，开关电源作为医疗电子设备的重要组成部分，它相对于其他种类的电源产品有更为严苛的要求，使用交流供电的医疗诊断、测量和治疗设备，可能会由于不合适的接地和电绝缘产生漏电流，而使患者以及医疗人员暴露在电击、烧伤、内脏器官损伤和心律不齐等潜在危险之中，鉴于医疗设备的特殊使用环境，医疗电源产品在安全性和可靠性方面有着更为严苛的要求，例如，必须满足IEC60601-1安规的绝缘和漏电流要求，或其相关标准，诸如:EN60601-1、UL60601-1和CSA22.2第601.1M90标准。
【发明内容】
[0003]针对以上的不足，本发明提供了一种利用电流和电压双参数反馈的实现短路保护和避免漏电的医用开关电源，它包括用于对外部接入电流进行整流处理的整流电路和用于实现电压稳定输出的稳压输出控制电路，还包括用于抑制交流输入电源涌动的交流浪涌抑制电路，抑制后的交流电再经过整流电路进行整流处理。
[0004]为了进一步实现本发明，所述交流浪涌抑制电路采用扼流电抗实现抑制交流输入电源涌动，它由双模输入电抗EMl，电容Cl、C2、C3和C4构成，当外部交流电源出现浪涌电压和浪涌电流时，利用电容Cl和C2来抑制浪涌电压，利用双模输入电抗EMl抑制浪涌电流。
[0005]为了进一步实现本发明，本开关电源还包括整个开关电源的控制中心的主控电路，所述主控电路由主控芯片Ul及其外围电路组成，所述稳压输出控制电路实现多级电压稳定输出，以适应各种不同用电规格的用电设备。
[0006]为了进一步实现本发明，所述稳压输出控制电路由变压器Tl、稳压芯片U5、电容C43、调整电位器RV2、电阻R20、R22、光电耦合器U6和其外围电路构成，其中一个输出支路由变压器Tl的引脚13、引脚14、二极管D4、电容C16、电感L2、电解电容C17、C18、电阻RlO和Rll组成，实现+IlOV电压输出；第二个输出支路由变压器Tl的引脚12、引脚11、二极管D5、电容C19、电感L3、电解电容C20、C21和电阻R12组成，实现-125V电压输出；第三个输出支路由变压器Tl的引脚10、引脚8、二极管D8A、二极管D8B、电容C32、电感L6、电解电容C33、C34、C36、电阻13、三极管Q2、电容35、二极管U4、电阻R25、R15、R14和压敏电阻RVl组成，实现+12V电压输出；第四个输出支路由变压器Tl的引脚9、引脚8、二极管D6、电容C22、电感L4、电解电容C23、C24、C26和单片机U2组成，实现+8V电压输出；第五个输出支路由变压器Tl的引脚7、引脚8、二极管D7、电容C27、电感L5、电解电容C28、C29、C31和单片机U3组成，实现-8V电压输出；第六个输出支路由变压器Tl的引脚5、引脚6、双二极管D9、电容C38、电感L7、电解电容C39、C40、C41和电阻Rl7组成，实现+8V电压输出。
[0007]为了进一步实现本发明，本开关电源还包括当输出电压超过设计值时，把输出电压限定在某一安全值的范围内，以保护后级用电设备的过压保护电路，所述过压保护电路包括电容C12、C13、二极管D3、稳压二极管ZD1、电阻R8、R7、R9和电感LI，当外部交流输入电源在过高电压时，全桥整流后的直流电压随之大幅升高，利用变压器Tl的3、4反馈绕组和电阻R7构成变压器Tl的1、2输入绕组的负反馈控制电路，实现交流输入过电压保护作用。
[0008]为了进一步实现本发明，本开关电源还包括采用双路采集短路信号作为主控电路的控制信号，以实现短路保护的短路保护电路，所述短路保护电路采样的控制信号分别来自采样电阻R17和R25，其中，来自R17的采样信号通过R18、三极管Q4、电容C42、电阻R23和二极管D15构成的+5V电源的其中一个信号反馈电路；来自R25的采样信号通过R26、三极管Q3、电阻R27和二极管DlO构成+12V电源的另外一个信号反馈电路。
[0009]为了进一步实现本发明，本开关电源还包括用于实现抑制电流的升高，以达到过载保护作用的过载保护电路，所述过载保护电路包括热敏电阻RTl和电容ClO构成。
[0010]本发明的有益效果:本发明的开关电源采用扼流电抗实现抑制交流输入电源涌动，当外部交流电源出现浪涌电压和浪涌电流时，利用电容Cl和C2来抑制浪涌电压，利用双模输入电抗EMl抑制浪涌电流，可以极大保证输入电流的稳定性，避免因为电流质量对用电设备造成影响；本发明的稳压输出控制电路可以实现多级电压稳定输出，以适应各种不同用电规格的用电设备；本发明利用过压保护电路、短路保护电路和过载保护电路实现短路保护和避免漏电的医用开关电源在开关电源技术的基础上，利用电流和电压双参数反馈，实现短路保护和避免漏电流的技术，提高了开关电源的可靠性。
【附图说明】
[0011]图1为本发明的开关电源的功能框图；
[0012]图2为本发明的交流浪涌抑制电路的电路原理图；
[0013]图3为本发明的整流电路的电路原理图；
[0014]图4为本发明的主控电路的电路原理图；
[0015]图5为本发明的稳压输出控制电路的电路原理图；
[0016]图6为本发明的过压保护电路的电路原理图；
[0017]图7为本发明的短路保护电路的电路原理图；
[0018]图8为本发明的过载保护电路的电路原理图；
[0019]图9为本发明的开关电源的电路原理图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本发明进行进一步阐述，其中，本发明的方向以图1为标准。
[0021]如图1和图9所示，本发明的实现短路保护和避免漏电的医用开关电源包括交流浪涌抑制电路1、整流电路2、主控电路3、稳压输出控制电路4、过压保护电路5、短路保护电路6和过载保护电路7，其中，
[0022]如图2所示，交流浪涌抑制电路I用于抑制交流输入电源的涌动，由于雷击或者大功率用电设备的起停等原因，容易导致本发明的外部接入的交流输入电源不够稳定，输入电源会出现浪涌电压或浪涌电流现象，极易导致击穿和烧坏本发明的开关电源电路。本发明设计采用扼流电抗实现抑制交流输入电源涌动，具体电路由双模输入电抗EM1，电容Cl、C2、C3和C4构成，当外部交流电源出现浪涌电压和浪涌电流时，利用电容Cl和C2来抑制浪涌电压，利用双模输入电抗EMl抑制浪涌电流。
[0023]如图3所示，整流电路2用于对交流浪涌抑制电路I抑制后的交流电进行整流处理，从而形成更加适合医疗设备工作的直流电。整流电路2为由BDl?4形成的整流桥。
[0024]如图4所示，主控电路3作为整个开关电源的控制中心，用于根据其它各单元的检测信号控制稳压输出控制电路4的实际输出，主控电路3由主控芯片Ul及其外围电路组成。
[0025]如图6所示，过压保护电路5用于保护后级用电设备，当输出电压超过设计值时，把输出电压限定在某一安全值的范围内。当外部交流输入电源供电质量不高时，存在交流输入电压过高或过低情况，输入电压过低，虽然对开关电源不造成损坏，当会影响用电设备的正常工作；输入电压过高，极易对开关电源造成损坏。本发明的过压保护电路由电容C12、C13、二极管D3、稳压二极管ZD1、电阻R8、R7、R9和电感LI组成，当外部交流输入电源在过高电压时，全桥整流后的直流电压随之大幅升高，为了遏制此电压波动，本发明利用变压器Tl (高频变压器)的3、4反馈绕组和电阻R7构成变压器Tl的1、2输入绕组的负反馈控制电路，实现交流输入过电压保护作用。
[0026]如图5所示，稳压输出控制电路4用于实现本发明开关电源的多级电压稳定输出，以适应各种不同用电规格的用电设备，本发明的稳压输出控制电路4可以提供六种规格的稳定电压输出，分别为+5V、+8V、-8V、+12V、+110V、-125V。本发明的稳压输出控制电路4由变压器Tl、稳压芯片U5、电容C43、调整电