医用高频高压电源的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种医用高频高压电源，包括主电路、连接主电路的控制电路、位于主电路和控制电路之间的驱动电路、连接在整流电路后面的软启动电路，主电路包括依次连接的滤波电路、整流电路、逆变电路和高频高压器，软启动电路用于在交流电整流成直流后减小电压冲击；所述软启动电路包括限流电阻、与限流电阻连接的继电器、与继电器连接的延时电路、给延时电路提供工作电压的低压电源。本实用新型的输出功率与输入功率之比转换效率高（达80%)，能量利用效率显著提高，明显减少电网供电的负荷空损率，有利于节约能源；能有效提高体外结石病的临床治疗效果。在医用X光机方面能有效地提高图象的清淅度。
【专利说明】医用局频局压电源
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及电源【技术领域】，特别是一种医用高频高压电源。
【背景技术】
[0002]闻频闻压电源是相对于工频闻压电源和中频闻压电源而目的。闻频闻压电源是一种高压开关电源，其开关频率大约在50kHz左右，中频在2kHz左右，工频为50/60HZ，高频高压电源由于频率高，变压器可以做得很小。高频高压电源的优点是:体积小，精度高，动态响应快，技术含量高，随着原材料价格的飞涨和技术发展，高频高压电源在价格上越来越具优势。
[0003]随着医疗技术的发展，高频高压电源在医疗上得到广泛运用。现有技术中，申请号为201020520057.1的实用新型公开了一种医用高频高压发生器，包括整流滤波模块、电源变换电路模块、负载模块、控制回路模块，所述的整流滤波模块与电源变换电路模块连接，所述的电源变换电路模块与负载模块连接，所述的控制回路模块与电源变换电路模块连接。申请号为201020186768.X实用新型公开了一种用于医用高频诊断X射线机的高频高压发生器，主要由控制单元、驱动单元、电源供电单元以及X射线发生单元构成。中央控制器与驱动控制器、交流接触器、整流滤波器、旋转阳极驱动器以及控制台相连接；驱动控制器与灯丝加热器、高压油箱以及高频逆变器相连接；X射线管与灯丝加热器以及高压油箱相连接；电源供电单元的三相滤波器、交流接触器、整流滤波器和高频逆变器依次连接，电源变压器同时连接于旋转阳极驱动器以及交流接触器和整流滤波器之间相连接的线路上。申请号为201120071368.9的实用新型公开了一种高频高压电源:主回路中单相交流电源顺次连接全控桥式整流电路，LC滤波电路，IGBT全桥逆变电路，高频升压变压器，整流取样电路，脉冲激发电路和除尘电场。申请号为201310507603.6的发明公开了一种高频高压电源用散热系统，包括:安装在外壳内的底面上的第一风机和第二风机；设置在外壳底面上，与第一风机位置对应的进风口 I ;设置在外壳底面上，与第二风机位置对应的出风口 ；安装在油箱和逆变箱外壁上的散热器；安装在油箱盖上，用于监测高压变压器温度变化的第一温度传感器；安装在逆变箱内，用于监测逆变箱内温度变化的第二温度传感器；安装在逆变箱门上的第三风机；设置在逆变箱门上，与第三风机位置对应的进风口 II ;开设在逆变箱顶部的多个散热孔；设置在外壳底部四个角处的支架；与第一温度传感器、第二温度传感器、第一风机、第二风机和第三风机相连接，的风机控制器。
[0004]其他相关现有技术:论文《高频高压开关电源的设计》(中国知网，王蓉，南昌大学，2008 年)。
[0005]上述现有技术，在如何节约能源方面，有待进一步改进。
实用新型内容
[0006]本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种医用高频高压电源，其输出功率与输入功率之比转换效率高，有利于节约能源。
[0007]本实用新型的技术方案是:一种医用高频高压电源，包括主电路、连接主电路的控制电路和位于主电路和控制电路之间的驱动电路，所述主电路包括依次连接的滤波电路、整流电路、逆变电路和高频高压器，还包括连接在整流电路后面的软启动电路，用于在交流电整流成直流后减小电压冲击。
[0008]所述软启动电路包括限流电阻、与限流电阻连接的继电器、与继电器连接的延时电路、给延时电路提供工作电压的低压电源。
[0009]单相交流电整流成直流后，经限流电阻给电解电容充电，同时低压电源给延时电路提供正常工作电压，延时15秒后继电器吸合，将限流电阻短接，后级负载正常供电。
[0010]所述控制电路包括防止高压误输出电路，用于在设备启动防止高压误输出，所述防止高压误输出电路主要由电阻、三极管、电容、二极管和压力控制开关组成。
[0011]所述控制电路还包括高压过压保护电路，高压过压保护电路主要由压力控制开关、二极管组成的桥式整流电路、电阻、电容、低压电源、三极管组成。
[0012]所述控制电路还包括高温保护电路，高温保护电路主要由三极管、电阻和电容组成。
[0013]所述控制电路还包括限流稳压电路，限流稳压电路主要由半波整流电路、集成电路、电阻、二极管、电容和低压电源组成。
[0014]所述控制电路还包括高压控制电路，高压控制电路主要由电阻、电位器、可变电阻组成。
[0015]所述医用高频高压电源还包括主开关电路和显示电路；所述主开关电路为通用半桥电路；显示电路采用电压表、高压电压表显示或者采用单片机数码显示。
[0016]所述控制电路为占空比控制电路。
[0017]所述医用高频高压电源包括机箱，所述机箱内部设有侧板、上板和下板；所述侧板竖直安装在机箱内中部后侧，上板和下板分别固定在侧板的上部和下部，所述逆变电路、驱动电路安装在上板上，所述控制电路安装在侧板上，所述滤波电路、整流电路、软启动电路和高频高压器安装在下板上。
[0018]所述医用高频高压电源还包括散热系统；所述散热系统包括进风口、出风口和散热风机，上板和下板上设有通风孔，上板、下板、侧板与机箱内壁之间均预留有气流通道，进风口设在机箱正面下部，出风口设在机箱顶部，散热风机安装在机箱内的出风口附近。
[0019]本实用新型的优点是:输出功率与输入功率之比转换效率高(达80%)，能量利用效率显著提高，明显减少电网供电的负荷空损率，有利于节约能源；高频高压电源波纹系数小，直流充电效率高、稳定，对体外冲击波碎石机的冲击波稳定产生与焦点集中有利，能有效提高体外结石病的临床治疗效果。在医用X光机方面能有效地提高图象的清淅度。散热系统的设置，有利于医用高频高压电源内部的通风散热和正常使用，延长电子元件的使用寿命。
[0020]本实用新型医用高频高压电源，主要用于医用体外冲击波碎石机，也可广泛用于X光高压源、臭氧产生、高压静电喷涂等领域。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是本实用新型医用闻频闻压电源的电路结构不意图；
[0022]图2是本实用新型中的软启动电路的结构原理示意图；
[0023]图3是本实用新型中的防止高压误输出电路的结构原理示意图；
[0024]图4是本实用新型中的高压过压保护电路的结构原理示意图；
[0025]图5是本实用新型中的高温保护电路的结构原理示意图；
[0026]图6是本实用新型中的限流稳压电路的结构原理示意图；
[0027]图7是本实用新型中的高压控制电路的结构原理示意图。
【具体实施方式】
[0028]如图1所示，医用高频高压电源包括主电路、连接主电路的控制电路和位于主电路和控制电路之间的驱动电路，所述主电路包括依次连接的滤波电路、整流电路、逆变电路和高频高压器，还包括连接在整流电路后面的软启动电路，用于在交流电整流成直流后减小电压冲击。
[0029]电路原理:AC220V电源经全波整流、逆变、占空比控制、驱动、高频变压器输出高压、保护及显示电路。
[0030]电源输出指标:方波；电压有效值配置O?20KV，高压表显示；固定频率15KHz —40kHz ;占空比控制调制O?50%可调。
[0031]本实用新型参数主要用于医用体外冲击波碎石机，固定频率15KHz — 40kHz,高压输出最大值20kV，(可调整占空比，改变高压输出值)；高压开关管开关电压1kV(不可调)。
[0032]工作原理概述:
[0033]1、整流与软启动电路:输入电源为单相交流220V，经滤波后由全桥整流、大电容滤波输出可得约310V的直流电压。如图2所示。
[0034]软启动电路主要由集成电路IC555组成。由于整流电路中的滤波电容比较大，经整流后的直流电压达310V，如果这个电压直接加在C4、C5电容上，会导致过大的冲击电流，为减小冲击，避免烧坏整流块DC，采用了软启动电路。
[0035]软启动原理:单相交流电整流成直流后，经限流电阻Rl给电解电容C4、C5充电，同时低压电源VCCl给IC555延时电路提供正常工作电压，延时15秒后JKl继电器吸合，常开触头JKl闭合将限流电阻Rl短接，后级负载正常供电，达到了软启动的目的。
[0036]2、设备启动防止高压误输出
[0037]原理:如图3所示，上电时检测点(测V)检测到1V电压，此电压经RlO提供Q6控制电压，Q6导通，SP8输出1V左右电压直接控制SG3525第8脚(高电位有效)，禁止SG3525第11、14脚输出脉冲信号，C19充电到一定值后Q7导通，Q6基极低电位，Q6截止，SP8输出低电位，禁止高压输出解除。
[0038]3、高压过压保护
[0039]原理:设备正常工作后，高压变压器检测绕组输出检测电压(方波交流信号)经SP7输入见，如图4所示，检测的方波交流电压经整流、R7、R8分压后，由U9第三脚输入与U9第二脚设定电压比较，符合设定值时在U9第六脚输出控制电压(高电位有效)。
[0040]保护过程与上述“2、设备启动防止高压误输出”原理相同，保护电压高、低值可调整WRl设定。
[0041]4、高温保护
[0042]原理:如图5所示，V输出点与SG3525第10脚连接，设备在规定温度范围正常工作时，Rt电阻近似无穷大，Q2截止，V输出点输出低电位，当主电路负载加重或有故障时温度上升Rt电阻变小到调整值时，Q2导通，V输出点输出高电位控制SG3525第10脚，SG3525禁止第11、14脚输出脉冲信号，主电路停止工作达到保护功能。
[0043]5、限流稳压
[0044]原理:如图6所示，取样电压由开关管对地回路E极磁圈耦合取得经S4输入，半波整流后给IC4提供控制电压。取样电低时IC2第6脚输出1.4V电压，可控连续升、降高压，当取样电高于调整值时IC2第6脚输出11.4V电压，电路处于稳压状态，则高压不能再控制上升，同时起限压作用。
[0045]6、高压控制
[0046]如图7所示，高压控制电路由电阻R3、电位器WR2、可变电阻WR3等组成，R3与WR3是高压控制上限、下限电阻，参数调整后即固定不变，调压时只调整电位器WR2，实则是调整SG3525第8脚的输入电压，改变输出波形的占空比达到高压输出的高低控制。
[0047]7、主开关电路
[0048]主开关电路为通用半桥电路。
[0049]8、显示电路
[0050]电压表及高压电压表显示，也可实现单片机数码显示。
[0051]所述医用高频高压电源包括机箱，所述机箱内部设有侧板、上板和下板；所述侧板竖直安装在机箱内中部后侧，上板和下板分别固定在侧板的上部和下部，所述逆变电路、驱动电路安装在上板上，所述控制电路安装在侧板上，所述滤波电路、整流电路、软启动电路和高频高压器安装在下板上。
[0052]所述医用高频高压电源还包括散热系统；所述散热系统包括进风口、出风口和散热风机，上板和下板上设有通风孔，上板、下板、侧板与机箱内壁之间均预留有气流通道，进风口设在机箱正面下部，出风口设在机箱顶部，散热风机安装在机箱内的出风口附近。启动散热风机，机箱外冷空气从进风口进入机箱内下部，顺着机箱内的气流通道，穿过上板和下板上的通风孔，带走机箱内电器元件产生的热量，从机箱顶部的出风口流出。还可在机箱二侧加设侧面进风口，使外部冷空气更容易流经机箱内各电器元件。还可将控制电路安装在侧板的正面，在侧板的反面安装散热器，散热器的翅片穿过侧板，散热器位于侧板与机箱内后壁之间的气流通道内，能够更好地将控制电路元器件产生的热量散出去。
[0053]以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种医用闻频闻压电源，包括王电路、连接王电路的控制电路和位于王电路和控制电路之间的驱动电路，所述主电路包括依次连接的滤波电路、整流电路、逆变电路和闻频闻压器，其特征是，还包括连接在整流电路后面的软启动电路；所述软启动电路包括限流电阻、与限流电阻连接的继电器、与继电器连接的延时电路、给延时电路提供工作电压的低压电源。
2.根据权利要求1所述的医用高频高压电源，其特征是，单相交流电整流成直流后，经限流电阻给电解电容充电，同时低压电源给延时电路提供正常工作电压，延时15秒后继电器吸合，将限流电阻短接，后级负载正常供电。
3.根据权利要求1所述的医用高频高压电源，其特征是，所述控制电路包括防止高压误输出电路，用于在设备启动防止高压误输出。
4.根据权利要求1所述的医用高频高压电源，其特征是，所述控制电路还包括高压过压保护电路、高温保护电路和限流稳压电路。
5.根据权利要求1所述的医用高频高压电源，其特征是，所述控制电路还包括高压控制电路，高压控制电路主要由电阻、电位器、可变电阻组成。
6.根据权利要求1所述的医用高频高压电源，其特征是，还包括主开关电路和显示电路；所述主开关电路为通用半桥电路；显示电路采用电压表、高压电压表显示或者采用单片机数码显示。
7.根据权利要求1所述的医用高频高压电源，其特征是，所述控制电路为占空比控制电路。
8.根据权利要求1所述的医用高频高压电源，其特征是，包括机箱，所述机箱内部设有侧板、上板和下板；所述侧板竖直安装在机箱内中部后侧，上板和下板分别固定在侧板的上部和下部，所述逆变电路、驱动电路安装在上板上，所述控制电路安装在侧板上，所述滤波电路、整流电路、软启动电路和闻频闻压器安装在下板上。
9.根据权利要求8所述的医用高频高压电源，其特征是，还包括散热系统；所述散热系统包括进风口、出风口和散热风机，上板和下板上设有通风孔，上板、下板、侧板与机箱内壁之间均预留有气流通道，进风口设在机箱正面下部，出风口设在机箱顶部，散热风机安装在机箱内的出风口附近。
【文档编号】H05K7/20GK204030969SQ201420327706
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年6月18日 优先权日:2014年6月18日
【发明者】郑华生 申请人:湛江市美健医疗器械有限公司