用于醫(yī)療器械的電源適配器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種用于醫(yī)療器械的電源適配器，其包括殼體和設置在殼體內的電路板，其中，所述電路板為一塊矩形板，并在其上設置有：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進行變壓處理以輸出相應電壓的變壓器單元，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；以及用于接收變壓器單元輸出電壓并向開關電源控制單元進行電壓反饋的穩(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
技術領域
[0001]本實用新型涉及醫(yī)療機械供電技術領域，具體涉及一種用于醫(yī)療器械的電源適配器。
【背景技術】
[0002]電源適配器是小型便攜式電子設備及電子電器的供電電源變換設備，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。在不同供電技術領域，電源適配器的設計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，不能因為使用儀器而對人體造成有觸電或者其他方面的任何危險。換句話說，對于醫(yī)療電源而言，其對電源適配器的設計提出了更高的要求?，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，導致PCB板面積較大，并且為在殼體上設計散熱結構也增大了困難度。尤其是在布局市電接入單元和整流濾波單元時，器件雖少但種類較多，大小差異大，如若不好好布局，不僅會使輸入的交流電信號干擾大影響后期電壓的輸出，而且占據(jù)的PCB面積大，還有可能會影響到整個電路板的工作性會泛。
【實用新型內容】
[0003]針對現(xiàn)有技術中所存在的不足，本實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行清晰布局，使得信號的輸入干擾小，整個電路板工作性能良好。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用了如下的技術方案:
[0005]—種用于醫(yī)療器械的電源適配器，其包括殼體和設置在殼體內的電路板，其中，所述電路板為一塊矩形板，并在其上設置有:
[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，保險管Fl、保險管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，所述保險管Fl橫向布置于市電火、零線接口的上側且一端與火線接口連接，所述保險管F2豎向布置于市電火、零線接口的右側且一端與零線接口連接，所述壓敏電阻ZVRl橫向布置于保險管Fl上側，且兩端分別與保險管Fl和保險管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，且一端連接至保險管F2的所述另一端；
[0007]用于將市電交流電信號轉換成直流電信號，并對直流電信號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，且兩端分別連接至熱敏電阻NTCl的另一端和保險管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，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，所述輸出濾波電容布置于整流橋BDl的右側，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進行變壓處理以輸出相應電壓的變壓器單元，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；
[0009]用于控制變壓器單元輸入電壓的開關電源控制單元，其布置于矩形板中部區(qū)域、并位于變壓器單元的左側；以及
[0010]用于接收變壓器單元輸出電壓并向開關電源控制單元進行電壓反饋的穩(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，本實用新型具有如下有益效果:
[0012]本實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、開關電源控制單元和穩(wěn)壓反饋單元在電路板上的布局進行了有效分區(qū)，使得各單元之間不會出現(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，同時還獲得了抗干擾性能、整機效率提升的效果。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型所述用于醫(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。
【具體實施方式】
[0015]為了使本實用新型實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與作用更加清楚及易于了解，下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步闡述:
[0016]參見圖1-2，本實用新型提出了一種用于醫(yī)療器械的電源適配器，其包括殼體和設置在殼體內的電路板100，所述電路板100為一塊矩形板，并在其上設置有: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轉換成直流電信號，并對直流電信號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進行變壓處理以輸出相應電壓的變壓器單元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(FL+、FL_);用于控制變壓器單元400輸入電壓的開關電源控制單元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；以及用于接收變壓器單元400輸出電壓并向開關電源控制單元500進行電壓反饋的穩(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上的布局進行了有效分區(qū)，使得各單元之間不會出現(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所示并結合圖1，本實用新型所述市電接入單元200包括市電火、零線接口，保險管F1、保險管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;所述保險管Fl橫向布置于市電火、零線接口的上側且一端與火線接口 L連接;所述保險管F2豎向布置于市電火、零線接口的右側且一端與零線接口 N連接;所述壓敏電阻ZVRl橫向布置于保險管Fl上側，且兩端分別與保險管Fl和保險管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，且一端連接至保險管F2的所述另一端。當壓敏電阻ZVRl兩端的電壓發(fā)生急劇變化時，電阻短路，保險管熔斷，斷開市電。因此，這里壓敏電阻ZVRl和保險管F1、F2在電路中起到電源過壓保護和穩(wěn)壓的作用。通過將市電接入單元的各個組成元件進行上述布局方式進行布局，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、且兩端分別連接至熱敏電阻NTCl的另一端和保險管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，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;所述輸出濾波電容布置于整流橋BDI的右側，且并聯(lián)在整流橋BDI的輸出端(C2布置于Cl下側)。這里，輸入濾波電容CXl先對送進的交流信號進行交流濾波、再經(jīng)共模電感LI過濾共模的電磁干擾信號，然后送入整流橋BDl進行交/直流的轉換，再經(jīng)輸出成濾波電容進行直流濾波，以使得到的直流電壓信號更加穩(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，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，參見圖1。所述吸收保護電路由R12、R19、C5構成，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FL+、FL-輸出的信號經(jīng)過D8整流、C12/L2/C11濾波后輸出一個較低的直流電壓。
[0021]如圖1所示并參照圖2，所述開關電源控制單元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、變壓器Tl的左側;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，并位于變壓器Tl左側。
[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電壓而工作(向電容ClO充電)。當其工作后，改由變壓器Tl的原邊繞組pin4-pin5產(chǎn)生的感應脈沖電壓經(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構成，當功率管截止瞬間，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置尖峰電壓吸收電路是為了保護功率管不被損壞。所述功率管電路主要由MOS管QI構成，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和基準電壓提供模塊(U2構成)；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;所述基準電壓提供模塊布置于光電耦合器U3的右側(見圖1)。其中，所述光電耦合器U3的信號輸入端分別與變壓器單元的信號輸出端V+和基準電壓提供模塊相連，以將所述變壓器Tl電壓的輸出電壓與基準電壓提供模塊提供的基準電壓相比，并在光電耦合器U3的信號輸出端輸出不同信號反饋給控制芯片U1。由圖2可得，光電耦合器U3的輸出信號是反饋到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控制信號的占空比(即GATE管腳輸出信號)。如果FB端的輸入電壓大于某個設定閾值電壓，則內部保護電路會自動關斷PWM輸出。即，當變壓器TI的輸出電壓V+因某種原因升高時，使得光電耦合器U3內的發(fā)光二極管發(fā)光增強，光敏三極管導通增強內阻減小，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內部電路處理后，使功率管Ql導通時間縮短，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+點電壓)下降至額定值，從而實現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定。其中，圖2中Ul的RI管腳為內部振蕩頻率設定管腳，工作頻率由電阻R3決定。
[0024]本實用新型所給出的電源適配器，通過在電路板上將各個單元進行分區(qū)布置，并對每個單元的內部布置也進行了相應設計，使得最終獲得的電路板結構布局清晰，性能良好，且可使PCB面積更小，設計起散熱結構來更加容易。
[0025]在本實用新型其中一種優(yōu)選的實施例中，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，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍當中。
【主權項】
1.一種用于醫(yī)療器械的電源適配器，其包括殼體和設置在殼體內的電路板，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，保險管F1、保險管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，所述保險管Fl橫向布置于市電火、零線接口的上側且一端與火線接口連接，所述保險管F2豎向布置于市電火、零線接口的右側且一端與零線接口連接，所述壓敏電阻ZVRl橫向布置于保險管Fl上側，且兩端分別與保險管Fl和保險管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，且一端連接至保險管F2的所述另一端； 用于將市電交流電信號轉換成直流電信號，并對直流電信號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，且兩端分別連接至熱敏電阻NTCl的另一端和保險管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，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，所述輸出濾波電容布置于整流橋BDI的右側，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進行變壓處理以輸出相應電壓的變壓器單元，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； 用于控制變壓器單元輸入電壓的開關電源控制單元，其布置于矩形板中部區(qū)域、并位于變壓器單元的左側；以及 用于接收變壓器單元輸出電壓并向開關電源控制單元進行電壓反饋的穩(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，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。3.如權利要求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、變壓器Tl的左側;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，并位于變壓器Tl左側。4.如權利要求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;所述基準電壓提供模塊布置于光電耦合器U3的右側。5.如權利要求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】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