专利名称：一种掌上机械扇扫b超机、探头及其探头低功耗驱动电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机械扇扫B超机的结构设计领域，尤其涉及的是，一 种掌上机械扇扫B超机、探头及其探头低功耗驱动电路。
背景技术：
B超仪一般有主机和探头两部份组成，根据不同的配置探头，对应有 机械扇扫B超、电子线阵B超和电子凸阵B超等产品。其中，机械扇扫B 超的工作原理是由主机控制探头驱动电路驱动探头内的电机转动，从而 带动发射和接收超声的压电振子(俗称晶片)来回摆动，再辅以超声发射、 接收、放大和数字扫描变换器(DSC)等电路实现超声扫描，从而在监视 器屏幕上显示人体二维截面图像。此B超仪使用的机械扇扫探头是由电动 机、传动机构和晶片组成，电动机是其最大的耗能器件，探头的功耗几乎 全部由它产生；而探头用的电动机一般可以采用直流电机、步进电机和直 流无刷电机等，目前在摆动式机械扇扫探头中多数采用步进电机。
现有技术中常用的机械扇扫B超机存在以下几点缺点
一、 如图1所示，常用的机械B超探头中，在探头内的面板上还设置 有15个电阻R1-R15。 R1~R15均为68欧/5瓦线绕电阻，电阻体面积是 8.5mmx28mm，每个电阻占板面积238平方毫米，则R1 R15电阻占板面 积至少要有15 x 238=3570平方毫米，这样导致探头电路板面积无法缩小， 不利于B超机的小型化。
二、 如图l所示，常用的机械B超探头中使用三片型号为ULN2003的 驱动芯片驱动三相步进电机、并采用步距角5细分法，其控制电路复杂，同时必须给出.15根驱动控制线，控制线过多，也不利于B超机的小型化。 三、图1中的机械扇扫B超机探头处于扫描状态(工作状态)时，驱
动电路供电电源为12V，输出电流0.6A;因此，该方案探头和驱动电路功
耗约为7,2W,相对来说，其探头驱动电路功耗大。
因此可见，现有4支术存在一定的缺陷，为了使B超机能够小型化，需
要对探头的结构进行一定的改进。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种掌上机械扇扫B超机、探头及其探头 低功耗驱动电路，其驱动电路结构筒单，并且占用电路板的空间结构少、 便于B超机的小型化设计。
为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案 本实用新型提供了一种机械扇扫探头低功耗驱动电路，其掌上机械扇 扫B超机的探头上，所述驱动电路包括 一含有达林顿管阵列的功率驱动 控制电路、和含有电容的滤波单元；所述功率驱动控制电路的输入端接收 外部逻辑控制信号，所述功率驱动控制电路的驱动控制信号输出端通过所 .述滤波单元连接参考地，并且所述功率驱动控制电路的驱动控制信号输出 端连接探头内的电机，所述功率驱动控制电路用于产生探头内电机驱动控 制信号。
其中，所述探头内采用三相步进电机，并且，所述功率驱动控制电路 采用 一片型号为ULN2003的达林顿管阵列，所述达林顿管阵列的1脚和2 脚连接用于接收一路逻辑控制信号，所述达林顿管阵列的3脚和4脚连接 用于接收另一路逻辑控制信号，所述达林顿管阵列的5、 6、 7脚连接用于 接收又一路逻辑控制信号，所述达林顿管阵列的8脚连接参考地，该阵列 .的9脚连接一正直流电源的输出端；所述达林顿管阵列的15脚和16脚连 接所述电机的第一个电源输入端，所述达林顿管阵列的13脚和14脚连接所述电机的第二个电源输入端，所述达林顿管阵列的IO、 11、 12脚连接所 述电机的第三个电源输入端。
其中，所述滤波单元包括三个电容，所述达林顿管阵列的15脚和16 脚通过第一个电容连接参考地，所述达林顿管阵列的13脚和14脚通过第 二个电容连接参考地，所述ii^顿管阵列的10、 11、 12脚通过第三个电容 连接参考地。
本实用新型还提供了一种机械扇扫B超探头，所述探头包括传感器、 用于带动传感器往复摇摆或连续旋转的电机、以及用于驱动电机的驱动电 路,所述驱动电路包括 一含有达林顿管阵列的功率驱动控制电路、和含 有电容的滤波单元；所述功率驱动控制电路的输入端用于接收外部的逻辑
.控制信号，所述功率驱动控制电路的驱动控制信号输出端通过所述滤波单 元接参考地，并且所述功率驱动控制电路的驱动控制信号输出端连接所述 电机，所述功率驱动控制电路用于产生探头内电机驱动控制信号。
其中，所述功率驱动控制电路采用一片型号为ULN2003的达林顿管阵 列，所述达林顿管阵列的1脚和2脚连接用于接收一路逻辑控制信号，所 述达林顿管阵列的3脚和4脚连接用于接收另一路逻辑控制信号，所述达 林顿管阵列的5、 6、 7脚连接用于接收又一路逻辑控制信号，所述达林顿 管阵列的8脚连接参考地，所述达林顿管阵列的9脚连接一正直流电源的
.输出端；所述达林顿管阵列的15脚和16脚连接所述电机的第一个电源输 入端，所述达林顿管阵列的13脚和14脚连接所述电机的第二个电源输入 端，所述达林顿管阵列的10、 11、 12脚连接所述电机的第三个电源输入端； 所述滤波单元包括三个电容，所述达林顿管阵列的15脚和16脚通过第一 个电容接参考地，所述达林顿管阵列的13脚和14脚通过第二个电容接参 考地，所述达林顿管阵列的IO、 11、 12脚通过第三个电容接参考地。
在上述结构的基础上，本实用新型还提供了一种掌上机械扇扫B超机， 所述B超机包括B超主机和探头，所述探头与B超主机相连，所述探头包括传感器、用于带动传感器往复摇摆或连续旋转的电机、以及用于驱动 电机的驱动电路，所述驱动电路包括 一含有达林顿管阵列的功率驱动控 制电路、和含有电容的滤波单元；所述功率驱动控制电路的输入端连接所 述B超主机的逻辑控制信号输出端，所述功率驱动控制电路的驱动控制信 .号输出端通过所述滤波单元接参考地，并且所述功率驱动控制电路的驱动 控制信号输出端连接所述电机，所述功率驱动控制电路用于产生探头内电 机驱动控制信号。
其中，所述电机采用三相步进电机，并且所述功率驱动控制电路釆用 一片型号为ULN2003的达林顿管阵列，所述ii^顿管阵列的1脚和2脚连 接所述B超主机的第一个逻辑控制信号输出端，所述达林顿管阵列的3脚 和4脚连接所述B超主机的第二个逻辑控制信号输出端，所述达林顿管阵 列的5、 6、 7脚连接所述B超主机的第三个逻辑控制信号输出端，所述达 .林顿管阵列的8脚连接参考地，所述达林顿管阵列的9脚连接一正直流电 源的输出端；所述达林顿管阵列的15脚和16脚连接所述电机的第一个电 源输入端，所述达林顿管阵列的13脚和14脚连接所述电机的第二个电源 输入端，所述达林顿管阵列的10、 11、 12脚连接所述电机的第三个电源输 入端；所述滤波单元包括三个电容，所述达林顿管阵列的15脚和16脚通 过第一个电容接参考地，所述达林顿管阵列的13脚和14脚通过第二个电 容接参考地，所述达林顿管阵列的10、 11、 12脚通过第三个电容接参考地。 其中，所述电机采用直径为25毫米的三相步进电机。 其中，所述探头采用正五伏电压输出、0.5安电流输出的电机驱动电源。 相对于现有技术，本实用新型所提供的驱动电路通过减少机械扇扫探 头驱动电路中的限流电阻，而降低了成本、缩减了电路板的体积，能更好 的应用于掌上小型化B超;f几上；并且本实用新型通过增加平滑电容滤波单 元，来保证探头内电机转动的稳定性、及图像获取的连续性。
另外，本实用新型的驱动电路可以只采用一片由达林顿管阵列构成的驱动集成电路，这样减低了成片、减少了外部或B超主机的逻辑控制线路， 更加有利于B超机的小型化设计。
图1为现有技术的结构示意图2为本实用新型探头驱动电路的电路结构示意图3为本实用新型B超机的系统结构示意图。
具体实施方式
以下结合图2详细描述本实用新型的较佳实施例。
如图3所示，本实施例提供了一种掌上机械扇扫B超机，该B超机包 括B超主机100和探头200，其中探头200与B超主机100相连，探头200 包括传感器230、用于带动传感器230往复摇摆或连续旋转的电机220、 以及用于驱动电机220的驱动电路210。 B超机的其他常规结构和单元部分 不在此详细说明，本实施例的主要发明点是上述驱动电路210包括一 用于产生所述电机220驱动控制信号的功率驱动控制电路211和由电容构 成的滤波单元212;功率驱动控制电路211的输入端连接B超主机100的逻 辑控制信号输出端，功率驱动控制电路21i的驱动控制信号输出端通过滤 波单元212接参考地，并且功率驱动控制电路211的驱动控制信号输出端 连接电机220。本实施例中，功率驱动控制电路211只包括达林顿管阵列， 相对于图l所示的电路结构，本实施例减少了 15个限流电阻，缩減了驱动 控制电路板的体积和占用空间，从而使得B超机的设计能够小型化；同时， 为了保证驱动电机转动的平稳和减低噪音，本实施例增加了低等效内阻的 平滑电容。
如图2所示，以探头采用三相步进电机为例，详细说明本实施例中探 头驱动电路的结构。从图2可以看出，本实施例由一片驱动集成电路，三.只平滑电容，以及4笨头外部的驱动逻辑控制信号、正5伏电机驱动电源组 成低功耗、小体积、低成本的机械扇扫B超探头驱动电路，适用于小型化 的B超机探头上。
图2所示，在本实施例中，上述功率驱动控制电路211只采用一片型 号为ULN2003的iii^顿管阵列Ul。
其中，达林顿管阵列Ul的1脚和2脚相连用于接收一路逻辑控制信号 PA，在B超机中，该1脚和2脚直接连接B超主机100的第一个逻辑控制 信号输i端；达林顿管阵列Ul的3脚和4脚相连用于接收另一路逻辑控制 .信号PB，在B超机中，该3脚和4脚直接连接B超主机100的第二个逻辑 控制信号输出端；达林顿管阵列U1的5、 6、 7脚相连用于接收又一路逻辑 控制信号PC，在B超机中，该5、 6、 7脚直接连接B超主机100的第三个 逻辑控制信号PC输出端；达林顿管阵列Ul的8脚连接参考地，达林顿管 阵列Ul的9脚连接一正直流电源的输出端。另外，达林顿管阵列Ul的15 脚和16脚连接电机220的第一个电源输入端PA1，达林顿管阵列Ul的13 脚和14脚连接电机220的第二个电源输入端PB1，达林顿管阵列Ul的10、 11、 12脚连接电机220的第三个电源输入端PC1。
图2所示，滤波单元212包括三个电容，达林顿管阵列Ul的15脚和 16脚通过第一个电容C1接参考地，达林顿管阵列Ul的13脚和14脚通过 第二个电容C2接参考地，达林顿管阵列Ul的10、 11、 12脚通过第三个电 容C3接参考地。
从图2所示的电路结构可以看出，相对于图1所示的电路结构而言， 本实施例中减少了两个达林顿管阵列结构，缩减了驱动控制电路板的体积 和占用空间，并且减少了控制线的个数，减低了成本，有利于B超机设计 的小型化。
如图2所示，本实施例在实际使用时，采用直径为25mm的步进电机， 在探头处于扫描状态(工作状态)时，电机驱动电源的输出电压为5V，输出电流0.5A,功耗约为2.5W;相对于现有技术而言，其降低了功耗，缩小 了电才几的体积，有利于B超机的小型化设计；并且通过适当的匹配设置，
.同样能获得较为清晰的人体二维界面图像，实现B超检测。
综上所述，本实用新型针对现有技术中存在的缺点，通过改进，达到 了掌上B超机体积小、电池供电要求功耗低的要求。从上述的结构描述， 本实用新型提供了 一种机械扇扫探头低功耗驱动电路、及采用此种驱动电 路的B超探头、以及一种掌上机械扇扫B超机。通过B超主机产生步进电 机驱动逻辑控制信号控制驱动电路产生步进电机转动所需的PA、 PB、 PC 三相矩形波驱动信号，此信号直接驱动三相步进电机，并且通过在PA、 PB、 PC三相驱动线上增加平滑电容，将矩型波驱动信号的上升和下降沿进行平
.滑，从而解决了由于每步距转动角度比较大而带来的转动不平稳、震动噪 音大的问题。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以 改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的 保护范围。
权利要求1、一种机械扇扫探头低功耗驱动电路，其用于掌上机械扇扫B超机的探头上，其特征在于，所述驱动电路包括一含有达林顿管阵列的功率驱动控制电路、和含有电容的滤波单元；所述功率驱动控制电路的输入端接收外部逻辑控制信号，所述功率驱动控制电路的驱动控制信号输出端通过所述滤波单元连接参考地，并且所述功率驱动控制电路的驱动控制信号输出端连接探头内的电机，所述功率驱动控制电路用于产生探头内电机驱动控制信号。
2、 根据权利要求l所述的驱动电路，其特征在于，所述探头内釆用三 相步进电机，并且，所述功率驱动控制电路采用一片型号为ULN2003的达 林顿管阵列，所述达林顿管阵列的1脚和2脚连接用于接收一路逻辑控制 信号，所述达林顿管阵列的3脚和4脚连接用于接收另 一路逻辑控制信号， 所述达林顿管阵列的5、 6、 7脚连接用于接收又一路逻辑控制信号，所述 达林顿管阵列的8脚连接参考地，该阵列的9脚连接一正直流电源的输出 端；所述达林顿管阵列的15脚和16脚连接所述电机的第一个电源输入端， 所述达林顿管阵列的13脚和14脚连接所述电机的第二个电源输入端，所 述达林顿管阵列的IO、 11、 12脚连接所述电机的第三个电源输入端。
3、 根据权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，所述滤波单元包括 三个电容，所述ii;沐顿管阵列的15脚和16脚通过第一个电容连接参考地， 所述达林顿管阵列的13脚和14脚通过第二个电容连接参考地，所述达林 顿管阵列的IO、 11、 12脚通过第三个电容连接参考地。
4、 一种机械扇扫B超探头，所述探头包括传感器、用于带动传感器 往复摇摆或连续旋转的电机、以及用于驱动电机的驱动电路，其特征在于，所述驱动电路包括 一含有达林顿管阵列的功率驱动控制电路、和含有电 容的滤波单元；所述功率驱动控制电路的输入端用于接收外部的逻辑控制信号，所述 功率驱动控制电路的驱动控制信号输出端通过所述滤波单元接参考地，并 且所述功率驱动控制电路的驱动控制信号输出端连接所述电机，所述功率 驱动控制电路用于产生探头内电机驱动控制信号。
5、 根据权利要求4所述的B超探头，其特征在于，所述功率驱动控制 电路采用一片型号为ULN2003的达林顿管阵列，所述ii^沐顿管P车列的1脚 和2脚连接用于接收一路逻辑控制信号，所述达林顿管阵列的3脚和4脚 连接用于接收另一路逻辑控制信号，所述达林顿管阵列的5、 6、 7脚连接 用于接收又一路逻辑控制信号，所述达林顿管阵列的8脚连接参考地，所 述达林顿管阵列的9脚连接一正直流电源的输出端；所述达林顿管阵列的 15脚和16脚连接所述电^L的第一个电源输入端，所述达林顿管阵列的13 脚和14脚连接所述电机的第二个电源输入端，所述达林顿管阵列的10、 11、 12脚连接所述电才几的第三个电源输入端；所述滤波单元包括三个电容，所 述达林顿管阵列的15脚和16脚通过第一个电容接参考地，所述达林顿管 阵列的13脚和14脚通过第二个电容接参考地，所述达林顿管阵列的10、 11、 12脚通过第三个电容接参考地。
6、 一种掌上机械扇扫B超机，所述B超机包括B超主机和探头，所 述探头与B超主才M目连，所述探头包括传感器、用于带动传感器往复摇 摆或连续旋转的电机、以及用于驱动电机的驱动电路，其特征在于，所述 驱动电路包括 一含有达林顿管阵列的功率驱动控制电路、和含有电容的 滤波单元；所述功率驱动控制电路的输入端连接所述B超主机的逻辑控制信号输 出端，所述功率驱动控制电路的驱动控制信号输出端通过所述滤波单元接参考地，并且所述功率驱动控制电路的驱动控制信号输出端连接所述电机， 所述功率驱动控制电路用于产生探头内电机驱动控制信号。
7、 根据权利要求6所述的B超机，其特征在于，所述电机采用三相步 进电机，并且所述功率驱动控制电路采用一片型号为ULN2003的达林顿管 阵列，所述达林顿管阵列的1脚和2脚连接所述B超主机的第一个逻辑控 制信号输出端，所述达林顿管阵列的3脚和4脚连接所述B超主机的第二 个逻辑控制信号输出端，所述达林顿管阵列的5、 6、 7脚连接所述B超主 机的第三个逻辑控制信号输出端，所述达林顿管阵列的8脚连接参考地， 所述达林顿管阵列的9脚连接一正直流电源的输出端；所述达林顿管阵列 的15脚和16脚连接所述电机的第一个电源输入端，所述达林顿管阵列的 13脚和14脚连接所述电机的第二个电源输入端，所述达林顿管阵列的10、 11、 12脚连接所述电机的第三个电源输入端；所述滤波单元包括三个电容， 所述达林顿管阵列的15脚和16脚通过第一个电容接参考地，所述达林顿 管阵列的13脚和14脚通过第二个电容接参考地，所述达林顿管阵列的10、 11、 12脚通过第三个电容接参考地。
8、 根据权利要求6或7所述的B超机，其特征在于，所述电机采用直 径为25毫米的三相步进电机。
9、 根据权利要求6或7所述的B超机，其特征在于，所述探头采用正 五伏电压输出、0.5安电流输出的电机驱动电源。
专利摘要本实用新型提供了一种掌上机械扇扫B超机、探头及其探头低功耗驱动电路，其所述的驱动电路包括一含有达林顿管阵列的功率驱动控制电路、和含有电容的滤波单元；所述功率驱动控制电路的输入端接收外部逻辑控制信号，所述功率驱动控制电路的驱动控制信号输出端通过所述滤波单元连接参考地，并且所述功率驱动控制电路的驱动控制信号输出端连接探头内的电机，所述功率驱动控制电路用于产生探头内电机驱动控制信号。本实用新型具有低功耗、小体积、低成本的优点。
文档编号A61B8/14GK201227287SQ20082009403
公开日2009年4月29日 申请日期2008年5月20日 优先权日2008年5月20日
发明者全宏岳, 李元强, 覃卫传 申请人:深圳市威尔德医疗电疗股份有限公司