医疗电源控制系统的制作方法
【专利摘要】医疗电源控制系统通过充放电管理模块对电池进行充电或放电，即直接将适配器输出的直流电压转换成电池电压。并通过电压隔离模块控制电池充放电过程中的压差。同时，采用电压选择模块控制电压输出模块对应输出不同大小的直流电压。电池管理电路输出的电压经由升压调节模块后，能够升压到第一额定直流电压，从而满足设备中需要较高电压的电子设备。通过降压调节模块能够将输入的高电压降压到第二额定直流压降，从而满足设备中需要较低电压的电子设备。因而无需直流交流直接转换，而是直接将直流电压转换为对应大小的直流电压，避免了电源的二次转换，使得医疗电源控制系统的使用效率大大提高，避免能源浪费。
【专利说明】医疗电源控制系统
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及UPS电源，特别是涉及一种用于医疗设备的、转换率高的医疗电 源控制系统。
【背景技术】
[0002] UPS (Uninterruptible Power System/Uninterruptible Power Supply)，即不间 断电源，是将蓄电池（多为铅酸免维护蓄电池）与主机相连接，通过主机逆变器等模块电路 将直流电转换成市电的系统设备。主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电 子设备提供稳定、不间断的电力供应。当市电输入正常时，UPS将市电稳压后供应给负载使 用，此时的UPS就是一台交流市电稳压器，同时它还向机内电池充电；当市电中断（事故停 电）时，UPS立即将电池的直流电能，通过逆变零切换转换的方法向负载继续供应220V交流 电，使负载维持正常工作。因此，主机内的电子设备需要直流电时，即将UPS的直流电转换 为交流电，然后通过逆变器再将交流电转换为直流电供给主机内的电子设备。因而UPS经 过多次转换，使得UPS的使用效率降低，造成能源浪费。 实用新型内容
[0003] 基于此，有必要提供一种用于医疗设备的、转换效率高的医疗电源控制系统。
[0004] 一种医疗电源控制系统，用于为主机提供直流电源，包括电池管理电路、用于将所 述电池管理电路输出的直流电压升高到第一额定直流电压的升压调节模块及用于将所述 升压调节模块输出的第一额定直流电压降低到第二额定直流电压的降压调节模块；
[0005] 所述电池管理电路输出多个直流电压，所述电池管理电路的输出端接所述升压调 节模块的输入端，所述升压调节模块输出第一额定直流电压，所述降压调节模块的输入端 接所述升压调节模块的输出端，所述降压调节模块的输出端输出第二额定直流电压；
[0006] 所述电池管理电路的输入端用于电连接适配器，所述电池管理电路包括充放电管 理模块、电压隔离模块、电压选择模块及电压输出模块；所述充放电管理模块同时连接所述 电压隔离模块、所述电压选择模块及所述电压输出模块；所述电压输出模块同时连接所述 电压隔离模块及所述电压选择模块；
[0007] 所述充放电管理模块用于控制电池进行充电或放电；所述电压隔离模块用于将所 述充放电管理模块输出的电压分隔成固定的正负电压差；所述电压选择模块用于根据用户 要求选择输出电压反馈信号，并将选择后的电压反馈信号输出给所述电压输出模块；所述 电压输出模块用于在所述适配器不对所述电池充电时，根据所述电压选择模块输出电压反 馈信号控制所述电池输出对应直流电压；所述电压输出模块用于在所述适配器对所述电池 充电时，截止所述电池输出直流电压。
[0008] 在其中一个实施例中，所述升压调节模块包括升压芯片LM5122、电阻R17、电阻 R18、电阻R20、电阻R21、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电容PC21、电容PC22、电容PC23、电 容PC24、电容PC29、电容PC31、电容PC32、电容PC33、电容PC34、电容PC35、电感PL2、二极 管TO2、场效应管PQ3及场效应管PQ4 ;
[0009] 所述电容PC29 -端接所述电池管理电路的输出端，另一端接地；
[0010] 所述电阻R20和所述电阻R23串联于所述电池管理电路的输出端和接地之间；所 述电阻R20和所述电阻R23的公共连接点接所述升压芯片LM5122的UVL0端；
[0011] 所述电阻R18和所述电容PC31串联于所述电池管理电路的输出端和接地之间；其 中，所述电容PC31 -端接地，所述电阻R18和所述电容PC31的公共连接点接所述升压芯片 LM5122 的 VIN 端；
[0012] 所述电阻R24 -端接所述升压芯片LM5122的SLOPE端，另一端接地；
[0013] 所述电阻R25 -端接所述升压芯片LM5122的SYNCIN/RT端，另一端接地；
[0014] 所述电阻R17连接于所述升压芯片LM5122的CSN端和CSP端之间；
[0015] 所述电感PL2连接于所述升压芯片LM5122的CSN端和SW端；
[0016] 所述电容PC22、所述二极管TO2、所述电容PC21依次串联后，所述电容PC22 -端 接所述升压芯片LM5122的SW端，所述电容PC21 -端接地，所述二极管PD2的正极接所述 升压芯片LM5122的VCC端，所述二极管TO2的负极接所述升压芯片LM5122的BST端；
[0017] 所述电容PC34连接于所述升压芯片LM5122的SS端和接地之间；
[0018] 所述电容PC35连接于所述升压芯片LM5122的RES端和接地之间；
[0019] 所述场效应管PQ3源极接地、栅极接所述升压芯片LM5122的L0端、漏极接所述升 压芯片LM5122的SW端；
[0020] 所述场效应管PQ4的栅极接所述升压芯片LM5122的H0端、源极接所述升压芯片 LM5122的SW端、漏极输出第一额定直流电压；
[0021] 所述电容PC23 -端接所述场效应管PQ4的漏极，另一端接地；
[0022] 所述电容PC24 -端接所述场效应管PQ4的漏极，另一端接地；
[0023] 所述电阻R19和所述电阻R22串联于所述场效应管PQ4的漏极和接地之间；其 中，所述电阻R22的一端接地，所述电阻R19和所述电阻R22的公共连接点接所述升压芯片 LM5122 的 FB 端；
[0024] 所述电容PC32连接于所述升压芯片LM5122的FB端与C0MP端之间；
[0025] 所述电阻R21和所述电容PC33串联后、与所述电容PC32并联。
[0026] 在其中一个实施例中，所述降压调节模块包括降压芯片LM3150、电阻R48、电阻 R133、电阻R43、电阻R44、电阻R45、电阻R46、电阻R47、电感PL5、电容PC64、电容PC62、电 容PC63、电容PC65、电容PC66、电容PC67、电容PC68、电容PC69、电容PC70、场效应管PQ9及 场效应管PQ10 ;
[0027] 所述电阻R48和所述电阻R133串联于所述升压调节模块的输出端和接地之间；其 中，所述电阻R133 -端接地，所述电阻R48和所述电阻R133的公共连接点接所述降压芯片 LM3150 的 EN 端；
[0028] 所述电阻R43 -端接所述升压调节模块的输出端，另一端接所述降压芯片LM3150 的ROM端；
[0029] 所述电容PC64 -端接地，另一端接所述降压芯片LM3150的SS端；
[0030] 所述LM3150的VIN端接所述升压调节模块的输出端；
[0031] 所述电容PC62 -端接地，另一端接所述升压调节模块的输出端；
[0032] 所述电容PC63 -端接地，另一端接所述降压芯片LM3150的VCC端；
[0033] 所述电容PC65连接于所述降压芯片LM3150的BST端和SW端之间；
[0034] 所述电阻R44连接于所述降压芯片LM3150的IUM端和SW端之间；
[0035] 所述场效应管PQ9的漏极接所述升压调节模块的输出端、栅极接所述降压芯片 LM3150的HG端、源极接所述降压芯片LM3150的SW端；
[0036] 所述场效应管PQ10的栅极接所述降压芯片LM3150的LG端、源极接地、漏极接所 述降压芯片LM3150的SW端；
[0037] 所述电感PL5 -端接所述降压芯片LM3150的SW端，另一端输出第二额定直流电 压；所述电感PL5输出第二额定直流电压的一端为所述降压调节模块的输出端；
[0038] 所述电阻R45和所述电容PC66串联后、与所述电感PL5并联；
[0039] 所述电容PC67 -端接所述电阻R45和所述电容PC66的公共连接点，另一端接所 述降压芯片LM3150的FB端；
[0040] 所述电阻R46和所述电阻R47串联于所述降压调节模块的输出端和接地之间，其 中，所述电阻R47的一端接地，所述电阻R46和所述电阻R47的公共连接点接所述降压芯片 LM3150 的 FB 端；
[0041] 所述电容PC68连接于所述降压调节模块的输出端和接地之间；所述电容PC69与 所述电容PC68并联；所述电容PC70与所述电容PC68并联。
[0042] 在其中一个实施例中，所述充放电管理模块包括芯片BQ24630、电阻R1、电阻R2、 电阻R3、电阻R5、电阻R6、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻 R26、电阻R106、电阻R10、电容PC10、电容PC11、电容PC14、电容PC15、电容PC19、电容PC20 二极管PD9及二极管PD1 ;
[0043] 所述电阻R3和所述电阻R9串联于适配器与所述芯片BQ24630的
【权利要求】
1. 一种医疗电源控制系统，用于为主机提供直流电源，其特征在于，包括电池管理电 路、用于将所述电池管理电路输出的直流电压升高到第一额定直流电压的升压调节模块及 用于将所述升压调节模块输出的第一额定直流电压降低到第二额定直流电压的降压调节 模块； 所述电池管理电路输出多个直流电压，所述电池管理电路的输出端接所述升压调节模 块的输入端，所述升压调节模块输出第一额定直流电压，所述降压调节模块的输入端接所 述升压调节模块的输出端，所述降压调节模块的输出端输出第二额定直流电压； 所述电池管理电路的输入端用于电连接适配器，所述电池管理电路包括充放电管理模 块、电压隔离模块、电压选择模块及电压输出模块；所述充放电管理模块同时连接所述电压 隔离模块、所述电压选择模块及所述电压输出模块；所述电压输出模块同时连接所述电压 隔离模块及所述电压选择模块； 所述充放电管理模块用于控制电池进行充电或放电；所述电压隔离模块用于将所述充 放电管理模块输出的电压分隔成固定的正负电压差；所述电压选择模块用于根据用户要求 选择输出电压反馈信号，并将选择后的电压反馈信号输出给所述电压输出模块；所述电压 输出模块用于在所述适配器不对所述电池充电时，根据所述电压选择模块输出电压反馈信 号控制所述电池输出对应直流电压；所述电压输出模块用于在所述适配器对所述电池充电 时，截止所述电池输出直流电压。
2. 根据权利要求1所述的医疗电源控制系统，其特征在于，所述升压调节模块包括升 压芯片LM5122、电阻R17、电阻R18、电阻R20、电阻R21、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电容 PC21、电容PC22、电容PC23、电容PC24、电容PC29、电容PC31、电容PC32、电容PC33、电容 PC34、电容PC35、电感PL2、二极管TO2、场效应管PQ3及场效应管PQ4 ; 所述电容PC29 -端接所述电池管理电路的输出端，另一端接地； 所述电阻R20和所述电阻R23串联于所述电池管理电路的输出端和接地之间；所述电 阻R20和所述电阻R23的公共连接点接所述升压芯片LM5122的UVLO端； 所述电阻R18和所述电容PC31串联于所述电池管理电路的输出端和接地之间；其中， 所述电容PC31 -端接地，所述电阻R18和所述电容PC31的公共连接点接所述升压芯片 LM5122 的VIN端； 所述电阻R24 -端接所述升压芯片LM5122的SLOPE端，另一端接地； 所述电阻R25 -端接所述升压芯片LM5122的SYNCIN/RT端，另一端接地； 所述电阻R17连接于所述升压芯片LM5122的CSN端和CSP端之间； 所述电感PL2连接于所述升压芯片LM5122的CSN端和SW端； 所述电容PC22、所述二极管TO2、所述电容PC21依次串联后，所述电容PC22 -端接所 述升压芯片LM5122的SW端，所述电容PC21 -端接地，所述二极管PD2的正极接所述升压 芯片LM5122的VCC端，所述二极管TO2的负极接所述升压芯片LM5122的BST端； 所述电容PC34连接于所述升压芯片LM5122的SS端和接地之间； 所述电容PC35连接于所述升压芯片LM5122的RES端和接地之间； 所述场效应管PQ3源极接地、栅极接所述升压芯片LM5122的LO端、漏极接所述升压芯 片LM5122的SW端； 所述场效应管PQ4的栅极接所述升压芯片LM5122的HO端、源极接所述升压芯片 LM5122的SW端、漏极输出第一额定直流电压； 所述电容PC23 -端接所述场效应管PQ4的漏极，另一端接地； 所述电容PC24 -端接所述场效应管PQ4的漏极，另一端接地； 所述电阻R19和所述电阻R22串联于所述场效应管PQ4的漏极和接地之间；其中，所述 电阻R22的一端接地，所述电阻R19和所述电阻R22的公共连接点接所述升压芯片LM5122 的FB端； 所述电容PC32连接于所述升压芯片LM5122的FB端与COMP端之间； 所述电阻R21和所述电容PC33串联后、与所述电容PC32并联。
3. 根据权利要求1所述的医疗电源控制系统，其特征在于，所述降压调节模块包括降 压芯片LM3150、电阻R48、电阻R133、电阻R43、电阻R44、电阻R45、电阻R46、电阻R47、电 感PL5、电容PC64、电容PC62、电容PC63、电容PC65、电容PC66、电容PC67、电容PC68、电容 PC69、电容PC70、场效应管PQ9及场效应管PQlO; 所述电阻R48和所述电阻R133串联于所述升压调节模块的输出端和接地之间；其中， 所述电阻R133 -端接地，所述电阻R48和所述电阻R133的公共连接点接所述降压芯片 LM3150 的EN端； 所述电阻R43 -端接所述升压调节模块的输出端，另一端接所述降压芯片LM3150的 匪端； 所述电容PC64 -端接地，另一端接所述降压芯片LM3150的SS端； 所述LM3150的VIN端接所述升压调节模块的输出端； 所述电容PC62 -端接地，另一端接所述升压调节模块的输出端； 所述电容PC63 -端接地，另一端接所述降压芯片LM3150的VCC端； 所述电容PC65连接于所述降压芯片LM3150的BST端和SW端之间； 所述电阻R44连接于所述降压芯片LM3150的ILM端和SW端之间； 所述场效应管PQ9的漏极接所述升压调节模块的输出端、栅极接所述降压芯片LM3150 的HG端、源极接所述降压芯片LM3150的SW端； 所述场效应管PQlO的栅极接所述降压芯片LM3150的LG端、源极接地、漏极接所述降 压芯片LM3150的SW端； 所述电感PL5 -端接所述降压芯片LM3150的SW端，另一端输出第二额定直流电压；所 述电感PL5输出第二额定直流电压的一端为所述降压调节模块的输出端； 所述电阻R45和所述电容PC66串联后、与所述电感PL5并联； 所述电容PC67 -端接所述电阻R45和所述电容PC66的公共连接点，另一端接所述降 压芯片LM3150的FB端； 所述电阻R46和所述电阻R47串联于所述降压调节模块的输出端和接地之间，其中， 所述电阻R47的一端接地，所述电阻R46和所述电阻R47的公共连接点接所述降压芯片 LM3150 的FB端； 所述电容PC68连接于所述降压调节模块的输出端和接地之间；所述电容PC69与所述 电容PC68并联；所述电容PC70与所述电容PC68并联。
4. 根据权利要求1所述的医疗电源控制系统，其特征在于，所述充放电管理模块包括 芯片BQ24630、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R5、电阻R6、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻 R12、电阻R13、电阻R14、电阻R26、电阻R106、电阻R10、电容PC10、电容PC11、电容PC14、电 容PC15、电容PC19、电容PC20二极管PD9及二极管HH; 所述电阻R3和所述电阻R9串联于适配器与所述芯片BQ24630的端，其中，所 述电阻R3连接适配器； 所述二极管PD9的正极接适配器、负极接所述电阻R1，所述电阻Rl的另一端接所述芯 片BQ24630 的VCC端； 所述电容PClO-端接所述芯片BQ24630的VCC端，另一端接地； 所述电阻R5和所述电阻R12串联于变动参考电源CHG_VREF端和接地之间；所述电阻R5和所述电阻R12的公共连接点接所述芯片BQ24630的ACSET端； 所述电阻R8和所述电阻Rl3串联于变动参考电源CHG_VREF端和接地之间；所述电阻R8和所述电阻R13的公共连接点接所述芯片BQ24630的ISET2端； 所述电阻R6和所述电阻R14串联于变动参考电源CHG_VREF端和接地之间；所述电阻R6和所述电阻R14的公共连接点接所述芯片BQ24630的ISETl端； 所述电容PC15 -端接变动参考电源CHG_VREF端，另一端接地；所述芯片BQ24630的VREF端接变动参考电源CHG_VREF端； 所述电阻R26和所述电阻R106串联于变动参考电源CHG_VREF端和接地之间；所述电 阻R26和所述电阻R106的公共连接点接所述芯片BQ24630的TS端； 所述电容PC19 -端接所述芯片BQ24630的TS端，另一端接地； 所述电容PC20 -端接所述芯片BQ24630的TTC端，另一端接地； 所述电阻RlO-端接所述芯片BQ24630的BTST端，另一端接所述电容PC11，所述电容PCll远离所述电阻RlO的一端接所述芯片BQ24630的PH端，所述电容PCll与所述芯片 BQ24630的PH端的公共连接点接电压隔离模块； 所述二极管PDl正极接所述芯片BQ24630的REGN端、负极接所述电阻RlO和所述电容PCll的公共连接点； 所述电容PC14 -端接所述芯片BQ24630的REGN端，另一端接地； 所述芯片BQ24630的端接所述电压输出模块、HIDRV端接所述电压隔离模 块、LODRV端接所述电压隔离模块、VFB端接所述电压选择模块、STATl端接CHG_STAT1端、 STAT2 端接CHG_STAT2 端、^ 端接AC_IN_N端。
5.根据权利要求4所述的医疗电源控制系统，其特征在于，所述电压隔离模块包括场 效应管PQl、场效应管PQ2、电感PLl、电阻Rl1、电容PC16及电容PC17 ; 所述场效应管PQl的栅极接所述芯片BQ24630的HIDRV端、源极接所述场效应管PQ2 的漏极、漏极接适配器； 所述场效应管PQ2的栅极接所述芯片BQ24630的LODRV端、源极接地； 所述场效应管PQl源极和所述场效应管PQ2漏极的公共连接点接所述芯片BQ24630的PH端； 所述电感PLl-端接所述芯片BQ24630的PH端，另一端接所述电阻Rl1，所述电阻Rl1 远离所述电感PLl的一端接所述电压输出模块及芯片BQ24630的SRN端； 所述电容PC16与所述电阻Rll并联； 所述电容PC17 -端接所述电感PLl与所述电阻Rll的公共连接点，另一端接地；所述 电感PLl与所述电阻Rll的公共连接点还接所述芯片BQ24630的SRP端。
6. 根据权利要求4所述的医疗电源控制系统，其特征在于，所述电压选择模块包括电 阻R15、电阻R16、电阻R118、电阻R109、电容PC18、场效应管Q22、场效应管Q25及选择芯片 J8 ； 所述电阻R15 -端接所述电压输出模块，另一端接所述电阻R16,所述电阻R16远离所 述电阻R15的一端接地；所述电阻R15和所述电阻R16的公共连接点接所述芯片BQ24630 的VFB端；所述电容PC18与所述电阻R15并联；所述场效应管Q22的栅极接第一CHG_EN 端、源极接地、漏极接所述选择芯片J8的3端；所述场效应管Q25的栅极接第二CHG_EN端、 源极接地、漏极接所述选择芯片J8的1端；所述电阻R109 -端接所述芯片BQ24630的VFB 端，另一端接所述选择芯片J8的3端；所述电阻Rl18 -端接所述芯片BQ24630的VFB端， 另一端接所述选择芯片J8的1端；所述选择芯片J8的2端接地。
7. 根据权利要求4所述的医疗电源控制系统，其特征在于，所述电压输出模块包括电 阻R4、电阻R7、电容PC8、场效应管Q19、场效应管Q3及电容PC13 ; 所述电阻R4-端接所述电压输出模块的输出端；另一端接所述电阻R7,所述电阻R7 远离所述电阻R4的一端接所述芯片BQ24630^BATDRVm;所述电容PC8与所述电阻R4 并联；所述场效应管Q19的栅极接所述电阻R4和所述电阻R7的公共连接点、漏极接所述电 压选择模块、源极接所述电压输出模块的输出端；所述场效应管Q3的栅极、漏极、源极对应 接所述场效应管Q19的栅极、漏极、源极；所述电容PC13 -端接所述电压选择模块，另一端 接地。
8. 根据权利要求5、6或7所述的医疗电源控制系统，其特征在于，所述电压隔离模块、 所述电压选择模块及所述电压输出模块公共连接点接电池正极。
9. 根据权利要求4所述的医疗电源控制系统，其特征在于，还包括用于防止输入电源 反接的防反接模块，所述防反接模块输入端接适配器、输出端接所述充放电管理模块。
10. 根据权利要求9所述的医疗电源控制系统，其特征在于，所述防反接模块包括电容 PC91、电阻R113、电阻R3、电容PC5、二极管TO9、电阻R1、电阻R2、电容PC7、电容PC9、电阻 R9、场效应管Q2及场效应管Q24 ; 所述电容PC91分别接适配器的正负极，所述电阻R113与所述电容PC91并联；所述场 效应管Q2的源极及所述场效应管Q24的源极接适配器的正极，所述场效应管Q2的栅极及 所述场效应管Q24的栅极同时接所述芯片BQ24630的ACP端；所述场效应管Q2的漏极及所 述场效应管Q24的漏极；所述电容PC5连接于所述场效应管Q2的源极和栅极之间，所述电 阻R3与所述电容PC5并联；所述电阻R9 -端接所述场效应管Q2的栅极，另一端接所述芯 片BQ24630^ACDRV s%;所述电阻R2 -端接所述场效应管Q2的漏极，另一端接所述电压 输出模块的输出端及所述芯片BQ24630的ACN端；所述电容PC7与所述电阻R2并联；所述 电容PC9 -端接所述芯片BQ24630的ACP端，另一端接地；所述二极管PD9正极接适配器 正极、负极接所述电阻R1，所述电阻Rl远离所述二极管TO9的一端接所述芯片BQ24630的 VCC端。
【文档编号】H02J7/00GK204089279SQ201420550432
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月23日 优先权日:2014年9月23日
【发明者】周星汉, 孟凡成 申请人:深圳诺博医疗设备有限公司