用于醫(yī)療器械的電源適配器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種用于醫(yī)療器械的電源適配器，其包括殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)的電路板，其中，所述電路板為一塊矩形板，并在其上設(shè)置有：市電接入單元，其布置在矩形板的左下區(qū)域；整流濾波單元，其布置在矩形板的左上區(qū)域；用于對濾波后的直流電信號(hào)進(jìn)行變壓處理以輸出相應(yīng)電壓的變壓器單元，其包括布置于矩形板中部的變壓器、和布置于矩形板右上區(qū)域的變壓輸出模塊；用于控制變壓器單元輸入電壓的開關(guān)電源控制單元，其布置于矩形板中部、并位于變壓器單元的左側(cè)；以及用于接收變壓器單元輸出電壓并向開關(guān)電源控制單元進(jìn)行電壓反饋的穩(wěn)壓反饋單元，其布置于矩形板的右下區(qū)域。本實(shí)用新型提出的電源適配器電路板布局清晰，元器件交叉少，性能良好。
【專利說明】
用于醫(yī)療器械的電源適配器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及醫(yī)療機(jī)械供電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于醫(yī)療器械的電源適配器。
【背景技術(shù)】
[0002]電源適配器是小型便攜式電子設(shè)備及電子電器的供電電源變換設(shè)備，一般由外殼、變壓器、電感、電容、控制IC、PCB板等元器件組成，它的工作原理由交流輸入轉(zhuǎn)換為直流輸出。按照連接方式通常分為插墻式和桌面式。其中插墻式也可稱為壁插式的電源適配器。在不同供電技術(shù)領(lǐng)域，電源適配器的設(shè)計(jì)雖具有大致相同的電路格局，但是仍然具有特殊的要求。比如，醫(yī)療電源是各醫(yī)院經(jīng)常用到的設(shè)備，主要起對各醫(yī)療裝置提供電能的作用，由于醫(yī)院職責(zé)的特殊性，便對醫(yī)療電源的性能提出了很高的要求，比如說一些與人體緊密接觸的儀器在使用時(shí)，不能因?yàn)槭褂脙x器而對人體造成有觸電或者其他方面的任何危險(xiǎn)。換句話說，對于醫(yī)療電源而言，其對電源適配器的設(shè)計(jì)提出了更高的要求?，F(xiàn)在一些醫(yī)療電源的電源適配器存在電路布局繁亂，各電路單元的元器件交叉多，導(dǎo)致PCB板面積較大，并且為在殼體上設(shè)計(jì)散熱結(jié)構(gòu)也增大了困難度。尤其是在布局市電接入單元和整流濾波單元時(shí)，器件雖少但種類較多，大小差異大，如若不好好布局，不僅會(huì)使輸入的交流電信號(hào)干擾大影響后期電壓的輸出，而且占據(jù)的PCB面積大，還有可能會(huì)影響到整個(gè)電路板的工作性會(huì)泛。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足，本實(shí)用新型提供了一種用于醫(yī)療器械的電源適配器，該電源適配器的各電路單元布局清晰，使得各單元的元器件交叉少，進(jìn)而可獲得小面積的PCB電路板，有效控制了發(fā)熱面積，尤其是對市電接入單元和整流濾波單元進(jìn)行清晰布局，使得信號(hào)的輸入干擾小，整個(gè)電路板工作性能良好。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了如下的技術(shù)方案:
[0005]—種用于醫(yī)療器械的電源適配器，其包括殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)的電路板，其中，所述電路板為一塊矩形板，并在其上設(shè)置有:
[0006]用于接入市電的市電接入單元，其布置在矩形板的左下區(qū)域，所述市電接入單元包括市電火、零線接口，保險(xiǎn)管Fl、保險(xiǎn)管F2、壓敏電阻ZVRl和熱敏電阻NTCl，其中所述市電火、零線接口布置于矩形板的左下角，所述保險(xiǎn)管Fl橫向布置于市電火、零線接口的上側(cè)且一端與火線接口連接，所述保險(xiǎn)管F2豎向布置于市電火、零線接口的右側(cè)且一端與零線接口連接，所述壓敏電阻ZVRl橫向布置于保險(xiǎn)管Fl上側(cè)，且兩端分別與保險(xiǎn)管Fl和保險(xiǎn)管F2的另一端相連，所述熱敏電阻NTCl橫向布置于壓敏電阻ZVRl的上側(cè)，且一端連接至保險(xiǎn)管F2的所述另一端；
[0007]用于將市電交流電信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流電信號(hào)，并對直流電信號(hào)濾波的整流濾波單元，其布置在矩形板的左上區(qū)域，所述整流濾波單元包括輸入濾波電容CXl、共模電感L1、整流橋BDl和輸出濾波電容，其中所述輸入濾波電容CXl布置于矩形板左上區(qū)域、并位于熱敏電阻NTCl的上側(cè)，且兩端分別連接至熱敏電阻NTCl的另一端和保險(xiǎn)管F2的另一端，所述共模電感LI布置于輸入濾波電容CXl的上側(cè)，且連接在輸入濾波電容CXl和整流橋BDl的輸入端之間，所述整流橋BDl布置于共模電感LI的上側(cè)，所述輸出濾波電容布置于整流橋BDl的右側(cè)，且并聯(lián)在整流橋BDl的輸出端；
[0008]用于對濾波后的直流電信號(hào)進(jìn)行變壓處理以輸出相應(yīng)電壓的變壓器單元，其包括布置于矩形板中部的變壓器Tl、和布置于矩形板右上區(qū)域的變壓輸出模塊，所述變壓輸出模塊連接在變壓器Tl的副邊繞組側(cè)；
[0009]用于控制變壓器單元輸入電壓的開關(guān)電源控制單元，其布置于矩形板中部區(qū)域、并位于變壓器單元的左側(cè)；以及
[0010]用于接收變壓器單元輸出電壓并向開關(guān)電源控制單元進(jìn)行電壓反饋的穩(wěn)壓反饋單元，其布置于矩形板的右下區(qū)域。
[0011]相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有如下有益效果:
[0012]本實(shí)用新型提供的用于醫(yī)療器械的電源適配器，主要通過對市電接入單元、整流濾波單元、變壓器單元、開關(guān)電源控制單元和穩(wěn)壓反饋單元在電路板上的布局進(jìn)行了有效分區(qū)，使得各單元之間不會(huì)出現(xiàn)過多的元器件交叉，尤其是市電接入單元和整流濾波單元的布局巧妙，從而獲得了布局緊湊、空間利用率高的小面積PCB板，同時(shí)還獲得了抗干擾性能、整機(jī)效率提升的效果。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型所述用于醫(yī)療器械的電源適配器的PCB布局簡圖；
[0014]圖2為本實(shí)用新型所述用于醫(yī)療器械的電源適配器的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與作用更加清楚及易于了解，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型作進(jìn)一步闡述:
[0016]參見圖1-2，本實(shí)用新型提出了一種用于醫(yī)療器械的電源適配器，其包括殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)的電路板100，所述電路板100為一塊矩形板，并在其上設(shè)置有:用于接入市電的市電接入單元200，其布置在矩形板的左下區(qū)域；用于將市電交流電信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流電信號(hào)，并對直流電信號(hào)濾波的整流濾波單元300，其布置在矩形板的左上區(qū)域；用于對濾波后的直流電信號(hào)進(jìn)行變壓處理以輸出相應(yīng)電壓的變壓器單元400，其包括布置于矩形板中部的變壓器Tl、和布置于矩形板右上區(qū)域的變壓輸出模塊，所述變壓輸出模塊連接在變壓器Tl的副邊繞組側(cè)(FL+、FL_);用于控制變壓器單元400輸入電壓的開關(guān)電源控制單元500，其布置于矩形板中部區(qū)域、并位于變壓器單元400的左側(cè)；以及用于接收變壓器單元400輸出電壓并向開關(guān)電源控制單元500進(jìn)行電壓反饋的穩(wěn)壓反饋單元600，其布置于矩形板的右下區(qū)域。
[0017]上述方案中，本實(shí)用新型主要通過對市電接入單元200、整流濾波單元300、變壓器單元400、開關(guān)電源控制單元500和穩(wěn)壓反饋單元600在電路板100上的布局進(jìn)行了有效分區(qū)，使得各單元之間不會(huì)出現(xiàn)過多的元器件交叉，從而獲得了布局緊湊的小面積PCB板。
[0018]如圖2所示并結(jié)合圖1，本實(shí)用新型所述市電接入單元200包括市電火、零線接口，保險(xiǎn)管F1、保險(xiǎn)管F2、壓敏電阻ZVRl和熱敏電阻NTCl;其中，所述市電火、零線接口布置于矩形板100的左下角;所述保險(xiǎn)管Fl橫向布置于市電火、零線接口的上側(cè)且一端與火線接口 L連接;所述保險(xiǎn)管F2豎向布置于市電火、零線接口的右側(cè)且一端與零線接口 N連接;所述壓敏電阻ZVRl橫向布置于保險(xiǎn)管Fl上側(cè)，且兩端分別與保險(xiǎn)管Fl和保險(xiǎn)管F2的另一端相連；所述熱敏電阻NTCl橫向布置于壓敏電阻ZVRl的上側(cè)，且一端連接至保險(xiǎn)管F2的所述另一端。當(dāng)壓敏電阻ZVRl兩端的電壓發(fā)生急劇變化時(shí)，電阻短路，保險(xiǎn)管熔斷，斷開市電。因此，這里壓敏電阻ZVRl和保險(xiǎn)管F1、F2在電路中起到電源過壓保護(hù)和穩(wěn)壓的作用。通過將市電接入單元的各個(gè)組成元件進(jìn)行上述布局方式進(jìn)行布局，使得該單元能夠占據(jù)最小的面積。
[0019]參照圖2和圖1，所述整流濾波單元300包括輸入濾波電容CXl、共模電感L1、整流橋BDI和輸出濾波電容(所述輸出濾波電容包括相互并聯(lián)在整流橋BDI輸出端的Cl和C2);其中，所述輸入濾波電容CXl布置于矩形板左上區(qū)域，并位于熱敏電阻NTCl的上側(cè)、且兩端分別連接至熱敏電阻NTCl的另一端和保險(xiǎn)管F2的另一端;所述共模電感LI布置于輸入濾波電容CXI的上側(cè)，且連接在輸入濾波電容CXl和整流橋BDI的輸入端之間；所述整流橋BDI布置于共模電感LI的上側(cè);所述輸出濾波電容布置于整流橋BDI的右側(cè)，且并聯(lián)在整流橋BDI的輸出端(C2布置于Cl下側(cè))。這里，輸入濾波電容CXl先對送進(jìn)的交流信號(hào)進(jìn)行交流濾波、再經(jīng)共模電感LI過濾共模的電磁干擾信號(hào)，然后送入整流橋BDl進(jìn)行交/直流的轉(zhuǎn)換，再經(jīng)輸出成濾波電容進(jìn)行直流濾波，以使得到的直流電壓信號(hào)更加穩(wěn)定，無干擾。
[0020]所述變壓輸出模塊包括整流二極管D8、吸收保護(hù)電路、電容Cl1、電容Cl 2和濾波電感L2;其中，所述整流二極管D8布置于矩形板的右上角，所述吸收保護(hù)電路、電容C12、濾波電感L2、電容Cll按由上往下的順序布置于整流二極管D8下側(cè)，且整流二極管D8位于變壓器Tl右上方，電容C 11和電容C12布置于變壓器Tl的右側(cè)，參見圖1。所述吸收保護(hù)電路由R12、R19、C5構(gòu)成，其作用是抑制反向峰值電壓(浪涌電壓)對整流二極管D8的影響，以保護(hù)二極管耐壓不足不致引起可能的損壞。圖1中的V+、V-為電源適配器的電壓輸出端。變壓器Tl在副邊繞組側(cè)FL+、FL-輸出的信號(hào)經(jīng)過D8整流、C12/L2/C11濾波后輸出一個(gè)較低的直流電壓。
[0021]如圖1所示并參照圖2，所述開關(guān)電源控制單元500包括控制芯片Ul和控制芯片Ul的外圍連接電路，所述外圍連接電路包括取壓電路、功率管電路和尖峰電壓吸收電路；其中，所述尖峰電壓吸收電路布置于矩形板中部，且處于輸出濾波電容的的右下側(cè)、變壓器Tl的左側(cè);所述控制芯片U1、取壓電路、功率管電路均位于尖峰電壓吸收電路下側(cè)，并位于變壓器Tl左側(cè)。
[0022]所述取壓電路為相互串聯(lián)的Rl和R2，控制芯片Ul的電源端VDD從整流濾波單元輸出的直流電壓中獲取啟動(dòng)電壓而工作(向電容ClO充電)。當(dāng)其工作后，改由變壓器Tl的原邊繞組pin4-pin5產(chǎn)生的感應(yīng)脈沖電壓經(jīng)R21限流、DlO整流后的直流電壓為芯片VDD供電。所述尖峰電壓吸收電路由R4、R5、R6、R7、C4、D5構(gòu)成，當(dāng)功率管截止瞬間，可通過尖峰電壓吸收電路抑制變壓器Pinl_pin3繞組產(chǎn)生的反向尖峰電壓，保護(hù)功率管不被過高的尖峰電壓擊穿。由此可見，這里在變壓器的原邊繞組設(shè)置尖峰電壓吸收電路是為了保護(hù)功率管不被損壞。所述功率管電路主要由MOS管QI構(gòu)成，控制芯片UI的SENSE管腳(電流監(jiān)測反饋輸入弓I腳)經(jīng)電阻R17接入到Ql的源極，以檢測判斷是否達(dá)到限流值，如圖2所示。
[0023]參照圖2，所述穩(wěn)壓反饋單元600包括光電耦合器U3和基準(zhǔn)電壓提供模塊(U2構(gòu)成)；其中，所述光電耦合器U3布置于矩形板的右下區(qū)域，并位于變壓器Tl的下側(cè);所述基準(zhǔn)電壓提供模塊布置于光電耦合器U3的右側(cè)(見圖1)。其中，所述光電耦合器U3的信號(hào)輸入端分別與變壓器單元的信號(hào)輸出端V+和基準(zhǔn)電壓提供模塊相連，以將所述變壓器Tl電壓的輸出電壓與基準(zhǔn)電壓提供模塊提供的基準(zhǔn)電壓相比，并在光電耦合器U3的信號(hào)輸出端輸出不同信號(hào)反饋給控制芯片U1。由圖2可得，光電耦合器U3的輸出信號(hào)是反饋到Ul的FB管腳(反饋輸入引腳)，其輸入電平值與SENSE管腳(4腳)的電流偵測值共同確定控制PffM控制信號(hào)的占空比(即GATE管腳輸出信號(hào))。如果FB端的輸入電壓大于某個(gè)設(shè)定閾值電壓，則內(nèi)部保護(hù)電路會(huì)自動(dòng)關(guān)斷PWM輸出。即，當(dāng)變壓器TI的輸出電壓V+因某種原因升高時(shí)，使得光電耦合器U3內(nèi)的發(fā)光二極管發(fā)光增強(qiáng)，光敏三極管導(dǎo)通增強(qiáng)內(nèi)阻減小，從而使得控制芯片Ul的反饋端FB電壓升高，經(jīng)控制芯片Ul內(nèi)部電路處理后，使功率管Ql導(dǎo)通時(shí)間縮短，從而影響了變壓器Tl的原邊電壓，經(jīng)電磁耦合后，使副邊的輸出電壓(V+點(diǎn)電壓)下降至額定值，從而實(shí)現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定。其中，圖2中Ul的RI管腳為內(nèi)部振蕩頻率設(shè)定管腳，工作頻率由電阻R3決定。
[0024]本實(shí)用新型所給出的電源適配器，通過在電路板上將各個(gè)單元進(jìn)行分區(qū)布置，并對每個(gè)單元的內(nèi)部布置也進(jìn)行了相應(yīng)設(shè)計(jì)，使得最終獲得的電路板結(jié)構(gòu)布局清晰，性能良好，且可使PCB面積更小，設(shè)計(jì)起散熱結(jié)構(gòu)來更加容易。
[0025]在本實(shí)用新型其中一種優(yōu)選的實(shí)施例中，所述電源適配器的電壓輸出連接端布置于電路板的右下角。所述電路板100的四角均有圓弧過渡，以與所涉及的殼體相匹配。
[0026]最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于醫(yī)療器械的電源適配器，其包括殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)的電路板，其特征在于，所述電路板為一塊矩形板，并在其上設(shè)置有: 用于接入市電的市電接入單元，其布置在矩形板的左下區(qū)域，所述市電接入單元包括市電火、零線接口，保險(xiǎn)管F1、保險(xiǎn)管F2、壓敏電阻ZVRl和熱敏電阻NTCl，其中所述市電火、零線接口布置于矩形板的左下角，所述保險(xiǎn)管Fl橫向布置于市電火、零線接口的上側(cè)且一端與火線接口連接，所述保險(xiǎn)管F2豎向布置于市電火、零線接口的右側(cè)且一端與零線接口連接，所述壓敏電阻ZVRl橫向布置于保險(xiǎn)管Fl上側(cè)，且兩端分別與保險(xiǎn)管Fl和保險(xiǎn)管F2的另一端相連，所述熱敏電阻NTCl橫向布置于壓敏電阻ZVRl的上側(cè)，且一端連接至保險(xiǎn)管F2的所述另一端； 用于將市電交流電信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流電信號(hào)，并對直流電信號(hào)濾波的整流濾波單元，其布置在矩形板的左上區(qū)域，所述整流濾波單元包括輸入濾波電容CXl、共模電感L1、整流橋BDl和輸出濾波電容，其中所述輸入濾波電容CXl布置于矩形板左上區(qū)域、并位于熱敏電阻NTCl的上側(cè)，且兩端分別連接至熱敏電阻NTCl的另一端和保險(xiǎn)管F2的另一端，所述共模電感LI布置于輸入濾波電容CXl的上側(cè)，且連接在輸入濾波電容CXl和整流橋BDl的輸入端之間，所述整流橋BDI布置于共模電感LI的上側(cè)，所述輸出濾波電容布置于整流橋BDI的右側(cè)，且并聯(lián)在整流橋BDI的輸出端； 用于對濾波后的直流電信號(hào)進(jìn)行變壓處理以輸出相應(yīng)電壓的變壓器單元，其包括布置于矩形板中部的變壓器Tl、和布置于矩形板右上區(qū)域的變壓輸出模塊，所述變壓輸出模塊連接在變壓器Tl的副邊繞組側(cè)； 用于控制變壓器單元輸入電壓的開關(guān)電源控制單元，其布置于矩形板中部區(qū)域、并位于變壓器單元的左側(cè)；以及 用于接收變壓器單元輸出電壓并向開關(guān)電源控制單元進(jìn)行電壓反饋的穩(wěn)壓反饋單元，其布置于矩形板的右下區(qū)域。2.如權(quán)利要求1所述的用于醫(yī)療器械的電源適配器，其特征在于，所述變壓輸出模塊包括整流二極管D8、吸收保護(hù)電路、電容Cl 1、電容Cl2和濾波電感L2;其中， 所述整流二極管D8布置于矩形板的右上角，所述吸收保護(hù)電路、電容C12、濾波電感L2、電容Cll按由上往下的順序布置于整流二極管D8下側(cè)，且整流二極管D8位于變壓器Tl右上方，電容Cll和電容C12布置于變壓器Tl的右側(cè)。3.如權(quán)利要求2所述的用于醫(yī)療器械的電源適配器，其特征在于，所述開關(guān)電源控制單元包括控制芯片UI和控制芯片Ul的外圍連接電路，所述外圍連接電路包括取壓電路、功率管電路和尖峰電壓吸收電路;其中， 所述尖峰電壓吸收電路布置于矩形板中部，且處于輸出濾波電容的右下側(cè)、變壓器Tl的左側(cè);所述控制芯片U1、取壓電路、功率管電路均位于尖峰電壓吸收電路下側(cè)，并位于變壓器Tl左側(cè)。4.如權(quán)利要求3所述的用于醫(yī)療器械的電源適配器，其特征在于，所述穩(wěn)壓反饋單元包括光電耦合器U3和基準(zhǔn)電壓提供模塊;其中， 所述光電耦合器U3布置于矩形板的右下區(qū)域，并位于變壓器Tl的下側(cè);所述基準(zhǔn)電壓提供模塊布置于光電耦合器U3的右側(cè)。5.如權(quán)利要求4所述的用于醫(yī)療器械的電源適配器，其特征在于，所述電源適配器的電壓輸出連接端布置于電路板的右下角。
【文檔編號(hào)】H02M3/335GK205584043SQ201620402446
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年5月5日
【發(fā)明人】王俊, 章興建, 王科
【申請人】重慶燦源電子有限公司