電源切換電路及人工心臟系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】電源切換電路及人工心臟系統(tǒng)
本申請是申請日為2013年09月30日、發(fā)明名稱為“電源切換電路及人工心臟系統(tǒng)”的、國家申請?zhí)枮?01380003676.X的發(fā)明專利申請的分案申請。
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種電源切換電路及人工心臟系統(tǒng)等。
【背景技術】
[0002]以往，在像人工心臟系統(tǒng)等的電氣設備那樣持續(xù)向負荷連續(xù)供電時，預先將多個電源連接于電源切換電路，且電源切換電路選擇1個電源。這種電源切換電路例如具有作為電子開關的場效應晶體管(Field Effect Transistor:以下FET)，通過由邏輯電路或微型計算機將該FET控制為導通或關斷來切換電源的供給源。關于這種電源切換電路的技術例如公開在專利文獻1?專利文獻5中。
[0003]專利文獻1中公開有如下方法，通過避免連接在主電源和副電源之間的PM0S晶體管的柵極電壓和源極電壓之間產(chǎn)生電位差，從而在備用時防止PM0S晶體管的誤動作。專利文獻2中公開有如下方法，通過在從一個電源切換至另一個電源時響應于另一個電源的輸出而使一個電源的輸出停止，從而避免供給電壓瞬時下落。專利文獻3中公開有如下方法，比較主電源電壓和參考電壓，當主電源電壓低于備用電源的電壓時，即使選擇主電源，也避免電流從備用電源流向負荷。專利文獻4中公開有在二極管0R連接的構(gòu)成中使用繼電器的電源的切換方法。專利文獻5中公開有如下方法，設置事故發(fā)生判斷單元，當一個系統(tǒng)發(fā)生事故時，防止事故波及到另一個系統(tǒng)。
[0004]專利文獻1:日本國特開平9-19085號公報專利文獻2:日本國特開平10-320081號公報專利文獻3:日本國特開2008-86100號公報
專利文獻4:日本國特開2008-99404號公報專利文獻5:日本國特開2012-5208號公報
[0005]在專利文獻1?專利文獻5所公開的方法中，通過將電子開關控制為導通或關斷，或者切換繼電器，從而切換電源的供給源。因此，在除專利文獻2以外的上述專利文獻所公開的方法中存在如下問題，在生成用于進行電源切換的控制信號的邏輯電路或微型計算機、繼電器發(fā)生誤動作或故障時，因電源中斷而導致電氣設備停止。
[0006]與此相對，在專利文獻2所公開的方法中，由于在開關單元的漏極?源極之間設置有二極管，因此有時即使因邏輯電路的誤動作等而開關單元變?yōu)殛P斷，也能夠介由該二極管向負荷連續(xù)供電。然而，如果僅單純地設置二極管則存在如下問題，在切換電源后會從切換后的電源向切換前的電源供給電壓，白白消耗切換后的電源，導致可靠性降低。
[0007]另外，如果通過專利文獻1?專利文獻5所公開的方法僅單純地切換多個蓄電池電源，則也可以考慮到由于接觸不良等而因某種原因頻繁地切換電源。此時，也有可能導致多個電源大致同時消耗掉余量的事態(tài)，存在可靠性降低的問題。
[0008]如上，在現(xiàn)有的方法中，很難以高可靠性實現(xiàn)用于持續(xù)向電氣設備連續(xù)供電的電源切換。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]本發(fā)明是鑒于如上技術課題而進行的。根據(jù)本發(fā)明的幾個方式，可以提供一種以高可靠性實現(xiàn)電源切換的電源切換電路及人工心臟系統(tǒng)等。
[0010](1)本發(fā)明的第1方式是一種用于切換至少一方是蓄電池電源的第1電源及第2電源并連接于負荷的電源切換電路，其包括:第1電源連接部，構(gòu)成為可連接所述第1電源；第2電源連接部，構(gòu)成為可連接所述第2電源；負荷連接部，構(gòu)成為可連接所述負荷；第1開關部，設置在所述第1電源連接部和所述負荷連接部之間；第2開關部，設置在所述第2電源連接部和所述負荷連接部之間；及切換控制部，進行所述第1開關部及所述第2開關部的開關控制，所述第1開關部及所述第2開關部分別具有多個場效應晶體管，其沿同一方向串聯(lián)連接，使各場效應晶體管的體二極管的負極側(cè)為所述負荷連接部側(cè)，且由所述切換控制部進行開關控制，所述多個場效應晶體管的件數(shù)是串聯(lián)連接的多個體二極管的正向下降電壓的總和超過所述蓄電池電源的滿電電壓與放電電壓之差的件數(shù)。
[0011]根據(jù)本方式，即使因切換控制部等的誤動作、故障等而無法實現(xiàn)第1開關部及第2開關部的FET的開關控制，也能夠介由使負極側(cè)為負荷連接部側(cè)的多個體二極管而向負荷連續(xù)供電。由此，可避免由電源中斷引起的設備停止這樣的事態(tài)，可實現(xiàn)具有極高可靠性的電源切換。而且，由于體二極管的正向下降電壓的總和比蓄電池電源的滿電電壓與放電電壓之差大，因此不會從一個蓄電池電源向另一個蓄電池電源供給電壓。因此，不可能因白白消耗電源而導致設備停止，可以使可靠性進一步提高。
[0012](2)本發(fā)明的第2方式所涉及的電源切換電路為，在第1方式中，所述第2電源連接部構(gòu)成為可連接AC/DC電源的第3電源，所述切換控制部在所述第1電源連接部所連接的所述第1電源向所述負荷供電的狀態(tài)下，當所述第2電源連接部上連接有所述第3電源時，進行所述第1開關部及所述第2開關部的開關控制，從所述第1電源切換至所述第3電源并向所述負荷供電。
[0013]在本方式中，能夠使第2電源連接部連接蓄電池電源或AC/DC電源。而且，在由蓄電池電源向負荷進行供電時連接了 AC/DC電源時，切換至AC/DC電源而向負荷供電。根據(jù)本方式，除上述效果以外，可以與蓄電池電源相比優(yōu)先使用不需要擔心余量的AC/DC電源，可以避免因電源中斷引起的設備停止，使可靠性提高。
[0014](3)本發(fā)明的第3方式所涉及的電源切換電路為，在第2方式中，包括第2電源檢測部，檢測出所述第2電源連接部所連接的電源的供給電壓，所述切換控制部在根據(jù)所述第2電源檢測部的檢測結(jié)果而檢測出所述第2電源連接部上連接有所述第3電源時，進行所述第1開關部及所述第2開關部的開關控制，從所述第1電源切換至所述第3電源并向所述負荷供電。
[0015]根據(jù)本方式，由于根據(jù)第2電源連接部所連接的電源的供給電壓而檢測出AC/DC電源的連接，因此可以用非常簡單的構(gòu)成實現(xiàn)具有上述效果的電源切換電路。
[0016](4)本發(fā)明的第4方式所涉及的電源切換電路為，在第3方式中，所述第2電源檢測部在比較所述第3電源的供給電壓和AC/DC電源檢測電平，且所述第3電源的供給電壓為所述AC/DC電源檢測電平以上時，則檢測出所述第3電源的連接。
[0017]根據(jù)本方式，由于通過與預先規(guī)定的AC/DC電源檢測電平的比較來檢測出AC/DC電源的連接，因此可以通過非常簡單的構(gòu)成的比較器來進行AC/DC電源的連接檢測。
[0018](5)本發(fā)明的第5方式所涉及的電源切換電路為，在第3方式或第4方式中，包括:充電電源生成部，根據(jù)供給至所述負荷連接部的電壓而生成充電電源；及第1充電控制開關部，設置在所述充電電源生成部和所述第1電源連接部之間，所述切換控制部在檢測出所述第2電源連接部上連接有所述第3電源時，進行所述第1充電控制開關部的開關控制，向所述第1電源連接部供給所述充電電源。
[0019]根據(jù)本方式，在相對于蓄電池電源使AC/DC電源優(yōu)先而切換電源時，介由第1充電控制開關部，向蓄電池電源供給由AC/DC電源生成的充電電源而進行充電。根據(jù)本方式，在切換至AC/DC電源后，可以利用該AC/DC電源向蓄電池電源進行充電，防止過充電，并具備該蓄電池電源的下一次的使用機會。
[0020](6)本發(fā)明的第6方式所涉及的電源切換電路為，在第5方式中，包括第1電源檢測部，檢測出所述第1電源連接部的電壓，所述切換控制部在所述第1電源連接部所連接的電源的供給電壓為比所述滿電電壓高的充電完成電壓以上時，進行所述第1充電控制開關部的開關控制，停止向所述第1電源連接部供給所述充電電源。
[0021]根據(jù)本方式，由于在切換至AC/DC電源后對蓄電池電源進行充電時，通過監(jiān)控該蓄電池電源的供給電壓來防止過充電，因此可以實現(xiàn)可靠性更高的電源切換。
[0022](7)本發(fā)明的第7方式所涉及的電源切換電路為，在第5方式或第6方式中，包括第2充電控制開關部，其設置在所述充電電源生成部和所述第2電源連接部之間，所述切換控制部在檢測出所述第1電源連接部上連接有所述第3電源時，進行所述第2充電控制開關部的開關控制，向所述第2電源連接部供給所述充電電源。
[0023]根據(jù)本方式，不限于在第1電源連接部上連接有蓄電池電源，在第2電源連接部上連接有AC/DC電源時，在第2電源連接部上連接有蓄電池電源，在第1電源連接部上連接有AC/DC電源時，也能通過AC/DC電源向蓄電池電源進行充電，從而具備該蓄電池電源的下一次的使用機會。
[0024](8)本發(fā)明的第8方式所涉及的電源切換電路為，在第7方式中，所述切換控制部在所述第2電源連接部的電壓為比所述滿電電壓高的充電完成電壓以上時，進行所述第2充電控制用開關部的開關控制，停止向所述第2電源連接部供給所述充電電源。
[0025]根據(jù)本方式，在第1電源連接部及第2電源連接部的一個上連接蓄電池電源，在另一個上連接AC/DC電源時，可以由AC/DC電源向蓄電池電源進行充電，防止過充電，并具備該蓄電池電源的下一次的使用機會。
[0026](9)本發(fā)明的第9方式所涉及的電源切換電路為，在第1方式至第8方式的任意一個中，所述切換控制部在所述第1電源連接部所連接的所述第1電源向所述負荷供電的狀態(tài)下，當所述第2電源連接部上連接有所述第2電源時，繼續(xù)由所述第1電源向所述負荷供電。
[0027]在本方式中，在第2電源連接部上連接有蓄電池電源時，仍舊繼續(xù)由第1電源連接部所連接的蓄電池電源向負荷供電。由此，可以避免如下事態(tài)，即每次蓄電池電源被連接時頻繁進行切換，結(jié)果兩個蓄電池電源大致同時消耗掉殘余量，并因電源中斷而引起設備停止這樣的事態(tài)，從而使可靠性提高。
[0028](10)本發(fā)明的第10方式是一種用于切換蓄電池電源的第1電源及第2電源并連接于負荷的電源切換電路，其包括:第1電源連接部，構(gòu)成為可連接所述第1電源；第2電源連接部，構(gòu)成為可連接所述第2電源；負荷連接部，構(gòu)成為可連接所述負荷；第1開關部，設置在所述第1電源連接部和所述負荷連接部之間；第2開關部，設置在所述第2電源連接部和所述負荷連接部之間；及切換控制部，進行所述第1開關部及所述第2開關部的開關控制，所述切換控制部在所述第1電源連接部所連接的所述第1電源向所述負荷供電的狀態(tài)下，當所述第2電源連接部上連接有所述第2電源時，繼續(xù)由所述第1電源向所述負荷供電。
[0029]根據(jù)本方式，即使因切換控制部等的誤動作、故障等而無法實現(xiàn)第1開關部及第2開關部的FET的開關控制，也能夠介由使負極側(cè)為負荷連接部側(cè)的多個體二極管而向負荷連續(xù)供電。由此，可避免由電源中斷引起的設備停止這樣的事態(tài)，可實現(xiàn)具有極高可靠性的電源切換。另外，在本方式中，在第2電源連接部上連接有蓄電池電源時，仍舊繼續(xù)由第1電源連接部所連接的蓄電池電源向負荷供電。由此，可以避免如下事態(tài)，即每次蓄電池電源被連接時頻繁進行切換，結(jié)果兩個蓄電池電源大致同時消耗掉殘余量，并因電源中斷而引起設備停止這樣的事態(tài)，從而