專利名稱：用電設(shè)備電源的控制方法及中央處理單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用電設(shè)備電源的控制方法及中央處理單元。
背景技術(shù)：
治療型呼吸機(jī)是一種電控裝置，內(nèi)部電源是必不可少的關(guān)鍵部分，而對(duì)呼吸機(jī)的 電源進(jìn)行有效的管理，可以提高呼吸機(jī)工作的穩(wěn)定性和安全性。反之，在機(jī)器工作時(shí)則存在 巨大的安全隱患。在醫(yī)療設(shè)備中對(duì)電源進(jìn)行管理不同于通常意義的電源管理，通常的電源管理是指 如何將電源有效分配給系統(tǒng)的不同組件，以提高電源的工作效率和降低系統(tǒng)功耗為目的。 而醫(yī)療設(shè)備對(duì)電源進(jìn)行管理的根本出發(fā)點(diǎn)是提高設(shè)備的穩(wěn)定性和安全性。對(duì)電源管理的方式有很多種，目前使用在呼吸機(jī)之上的電源管理方式主要是使用 分立IC來(lái)實(shí)現(xiàn)的，實(shí)現(xiàn)的電源管理功能包括檢測(cè)輸出的電壓。檢測(cè)電壓是使用電阻分壓 的方式進(jìn)行電壓采樣，然后將采樣信號(hào)交給電源以外的電路處理；控制上電順序。上電順序 是由阻容充電的方式控制實(shí)現(xiàn)的，其缺少控制的靈活性，控制精度低；網(wǎng)電源和電池的掉電 報(bào)警處理是使用與門，定時(shí)器和觸發(fā)器組成的觸發(fā)報(bào)警電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這些功能依靠分立 元件實(shí)現(xiàn)，不僅增加了電源系統(tǒng)的復(fù)雜性和體積，而且使電源的開發(fā)難度明顯增加，同時(shí)還 受到以后功能擴(kuò)展的瓶頸。顯而易見(jiàn)，使用分立IC實(shí)現(xiàn)電源管理的方式，無(wú)法滿足市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品的功能多樣， 安全可靠的要求。尤其是要求穩(wěn)定性和安全性高的醫(yī)療產(chǎn)品，所以以下因素是值得我們?nèi)?注意的，包括接口的單一化，接線的簡(jiǎn)單化，控制的靈活性，結(jié)構(gòu)的精簡(jiǎn)化，單元的模塊化。 這些都對(duì)電源管理的穩(wěn)定和安全起到嚴(yán)重的影響，越是生命支持的設(shè)備越應(yīng)該加以嚴(yán)格控 制。綜上所述，如何克服現(xiàn)有分立元件式的電源管理的缺點(diǎn)并滿足呼吸機(jī)要求的電源 管理的條件成為關(guān)鍵，因此，本發(fā)明將闡述一種利用MCU控制方式實(shí)現(xiàn)呼吸機(jī)在輸出檢測(cè)， 上電順序，掉電報(bào)警三個(gè)方面的電源管理的方法，來(lái)解決以上問(wèn)題。通用目的輸入輸出(GeneralPurpose Input Output，簡(jiǎn)稱為 GPIO)針對(duì)相關(guān)技術(shù)中對(duì)電源系統(tǒng)中各電源的控制比較復(fù)雜的問(wèn)題，目前尚未提出有效 的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)對(duì)電源系統(tǒng)中各電源的控制比較復(fù)雜的問(wèn)題而提出本發(fā)明，為此，本發(fā)明的 主要目的在于提供一種用電設(shè)備電源的控制方法及中央處理單元，以解決上述問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用電設(shè)備電源的控制方法。根據(jù)本發(fā)明的用電設(shè)備電源的控制方法包括中央處理單元采集各電源輸出接口 的電壓信號(hào)；中央處理單元根據(jù)電壓信號(hào)得到對(duì)各電源的控制信號(hào)；中央處理單元將控制信號(hào)輸出至各電源以對(duì)各電源進(jìn)行控制。優(yōu)選地，中央處理單元采集各電源輸出接口的電壓信號(hào)包括中央處理單元使用 數(shù)模轉(zhuǎn)換接口采集各電源中一個(gè)或任意多個(gè)電源的電壓信號(hào)。優(yōu)選地，控制信號(hào)為上電控制信號(hào)，對(duì)各電源進(jìn)行控制包括控制各電源的上電順 序；控制各電源的上電時(shí)間。優(yōu)選地，在中央處理單元采集各電源輸出接口的電壓信號(hào)之后，方法還包括中央 處理單元保存電壓信號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，在中央處理單元保存電壓信號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)之后，方法還包括中央處理單 元將數(shù)據(jù)發(fā)送至預(yù)設(shè)的外部裝置。優(yōu)選地，用電設(shè)備為呼吸機(jī)或麻醉機(jī)。優(yōu)選地，方法還包括中央處理單元通過(guò)電壓信號(hào)判斷各電源是否存在掉電狀態(tài) 或低電壓狀態(tài)；在存在掉電狀態(tài)或低電壓狀態(tài)的情況下，中央處理單元進(jìn)行報(bào)警。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種中央處理單元。根據(jù)本發(fā)明的中央處理單元包括采集模塊，用于采集各電源輸出接口的電壓信 號(hào)；轉(zhuǎn)換模塊，用于根據(jù)電壓信號(hào)得到對(duì)各電源的控制信號(hào)；輸出模塊，用于將控制信號(hào)輸 出至各電源以對(duì)各電源進(jìn)行控制。優(yōu)選地，中央處理單元還包括存儲(chǔ)模塊，用于保存電壓信號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，中央處理單元還包括發(fā)送模塊，用于將數(shù)據(jù)發(fā)送至預(yù)設(shè)的外部裝置。通過(guò)本發(fā)明，采用中央處理單元采集各電源輸出接口的電壓信號(hào)；中央處理單元 根據(jù)電壓信號(hào)得到對(duì)各電源的控制信號(hào)；中央處理單元將控制信號(hào)輸出至各電源以對(duì)各電 源進(jìn)行控制，解決了相關(guān)技術(shù)中對(duì)電源系統(tǒng)中各電源的控制比較復(fù)雜的問(wèn)題，進(jìn)而達(dá)到了 電源管理系統(tǒng)穩(wěn)定和安全的效果。


此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā) 明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用電設(shè)備電源的控制方法的流程圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用電設(shè)備電源的控制方法的示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的中央處理單元的示意圖。
具體實(shí)施例方式需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相 互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了 一種用電設(shè)備電源的控制方法。圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用電設(shè)備電源的控制方法的流程圖。如圖1所示，該方法包括如下的步驟S102至步驟S 步驟S102，中央處理單元采集各電源輸出接口的電壓信號(hào)；步驟S104，中央處理單元根據(jù)電壓信號(hào)得到對(duì)各電源的控制信號(hào)；步驟S106，中央處理單元將控制信號(hào)輸出至各電源以對(duì)各電源進(jìn)行控制。
優(yōu)選地，中央處理單元采集各電源輸出接口的電壓信號(hào)包括中央處理單元使用 數(shù)模轉(zhuǎn)換接口采集各電源中一個(gè)或任意多個(gè)電源的電壓信號(hào)。優(yōu)選地，控制信號(hào)為上電控制信號(hào)，對(duì)各電源進(jìn)行控制包括控制各電源的上電順 序；控制各電源的上電時(shí)間。優(yōu)選地，在中央處理單元采集各電源輸出接口的電壓信號(hào)之后，方法還包括中央 處理單元保存電壓信號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，在中央處理單元保存電壓信號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)之后，方法還包括中央處理單 元將數(shù)據(jù)發(fā)送至預(yù)設(shè)的外部裝置。優(yōu)選地，用電設(shè)備為呼吸機(jī)或麻醉機(jī)。優(yōu)選地，方法還包括中央處理單元通過(guò)電壓信號(hào)判斷各電源是否存在掉電狀態(tài) 或低電壓狀態(tài)；在存在掉電狀態(tài)或低電壓狀態(tài)的情況下，中央處理單元進(jìn)行報(bào)警。下面將結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)描述。圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用電設(shè)備電源的控制方法的示意圖。如圖2所示，該用電設(shè)備電源的控制方法包括首先，使用單片機(jī)的A/D采集所有的電源輸出接口的電壓信號(hào)，并在單片機(jī)內(nèi)部 做處理，然后通過(guò)單片機(jī)的串口將所有電壓信號(hào)的數(shù)據(jù)傳輸給外部的串口，減少了與外部 的接口數(shù)量和線纜數(shù)量，降低了線間干擾。其次，通過(guò)單片機(jī)的GPIO控制各路電源的上電順序，由于GPIO的控制信號(hào)是受單 片機(jī)內(nèi)部程序控制，控制輸出實(shí)時(shí)精確，使得每?jī)陕冯娫瓷想姷臅r(shí)間間隔能夠準(zhǔn)確的控制， 克服了由于電容自身誤差大而造成的阻容充電式的時(shí)間控制方式的誤差大的缺點(diǎn)。并且由 于程序的修改方便的優(yōu)點(diǎn)使得各路電源上電順序的修改變的靈活方便。優(yōu)選地，一路電源的負(fù)載由電磁閥換成了電機(jī)，則該路電源的上電順序應(yīng)該作調(diào) 整，調(diào)整為最后一路啟動(dòng)。這樣的修改在使用阻容充電式的時(shí)候需要換掉電容或者電阻，從 而增加新的物料，并涉及更改大量的設(shè)計(jì)文件。而使用單片機(jī)則只要將程序修改就可以，沒(méi) 有設(shè)計(jì)任何硬件。因此，單片機(jī)可以高效的準(zhǔn)確的安全的掌握各路電源的開啟時(shí)機(jī)。在本申請(qǐng)中，在掉電報(bào)警的邏輯處理上，使用單片機(jī)的A/D對(duì)輸入的網(wǎng)電源和電 池的電壓進(jìn)行采樣，利用程序做邏輯處理，從而在元器件少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的情況下實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)電 源和電池是處于何種狀態(tài)的判斷，是處于掉電狀態(tài)還是處于低電壓狀態(tài)。并將判斷的結(jié)果 通過(guò)單片機(jī)GPIO輸出到三極管驅(qū)動(dòng)的蜂鳴器報(bào)警電路，實(shí)現(xiàn)掉電和低電壓不用節(jié)奏輸出 的報(bào)警聲音，其驅(qū)動(dòng)方式簡(jiǎn)單可靠。還為單片機(jī)設(shè)計(jì)了獨(dú)立的供電電源，使其能夠穩(wěn)定的工 作。保障采樣和驅(qū)動(dòng)處理的正確性，從而也為有效的電源管理提供穩(wěn)定的平臺(tái)。優(yōu)選地，本發(fā)明專利實(shí)施在一種治療型呼吸機(jī)上。呼吸機(jī)是一種輔助通氣裝置，它 由吸氣管和呼氣管同時(shí)連接在患者端。患者叢呼吸機(jī)吸氣管吸取氣體，再通過(guò)呼吸管排出 氣體。整個(gè)機(jī)械通氣過(guò)程全部依靠電源的支撐，合理有效的電源管理為電氣控制提供了可 靠的供電，和報(bào)警措施，使呼吸機(jī)的機(jī)械通氣過(guò)程穩(wěn)定，安全。從以上的描述中，可以看出，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果呼吸機(jī)的穩(wěn)定可靠工作 是評(píng)價(jià)呼吸機(jī)的重要指標(biāo)，可以大大降低患者的使用風(fēng)險(xiǎn)。本發(fā)明通過(guò)電源管理的方式提 高了電源的安全性和穩(wěn)定性，有效的增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，從而增強(qiáng)患者使用呼吸 機(jī)的安全性。
需要說(shuō)明的是，在附圖的流程圖示出的步驟可以在諸如一組計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中執(zhí)行，并且，雖然在流程圖中示出了邏輯順序，但是在某些情況下，可以以不 同于此處的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟。圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的中央處理單元的示意圖。如圖3所示，該中央處理單元包括采集模塊301、轉(zhuǎn)換模塊303和輸出模塊305。其中，采集模塊301，用于采集各電源輸出接口的電壓信號(hào)；轉(zhuǎn)換模塊303，用于根 據(jù)電壓信號(hào)得到對(duì)各電源的控制信號(hào)；輸出模塊305，用于將控制信號(hào)輸出至各電源以對(duì) 各電源進(jìn)行控制。優(yōu)選地，該中央處理單元還包括存儲(chǔ)模塊307。存儲(chǔ)模塊307，用于保存電壓信號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，該中央處理單元還包括發(fā)送模塊309。發(fā)送模塊309，用于將數(shù)據(jù)發(fā)送至預(yù)設(shè)的外部裝置。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的本發(fā)明的各模塊或各步驟可以用通用 的計(jì)算裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，它們可以集中在單個(gè)的計(jì)算裝置上，或者分布在多個(gè)計(jì)算裝置所組成 的網(wǎng)絡(luò)上，可選地，它們可以用計(jì)算裝置可執(zhí)行的程序代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而，可以將它們存儲(chǔ) 在存儲(chǔ)裝置中由計(jì)算裝置來(lái)執(zhí)行，或者將它們分別制作成各個(gè)集成電路模塊，或者將它們 中的多個(gè)模塊或步驟制作成單個(gè)集成電路模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣，本發(fā)明不限制于任何特定的 硬件和軟件結(jié)合。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技 術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修 改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用電設(shè)備電源的控制方法，其特征在于，包括 中央處理單元采集各電源輸出接口的電壓信號(hào)；所述中央處理單元根據(jù)所述電壓信號(hào)得到對(duì)所述各電源的控制信號(hào)； 所述中央處理單元將所述控制信號(hào)輸出至所述各電源以對(duì)所述各電源進(jìn)行控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，中央處理單元采集各電源輸出接口的電 壓信號(hào)包括所述中央處理單元使用數(shù)模轉(zhuǎn)換接口采集各電源中一個(gè)或任意多個(gè)電源的電壓信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制信號(hào)為上電控制信號(hào)，對(duì)所述各 電源進(jìn)行控制包括控制所述各電源的上電順序； 控制所述各電源的上電時(shí)間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在中央處理單元采集各電源輸出接口的 電壓信號(hào)之后，所述方法還包括所述中央處理單元保存所述電壓信號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在所述中央處理單元保存所述電壓信號(hào) 對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)之后，所述方法還包括所述中央處理單元將所述數(shù)據(jù)發(fā)送至預(yù)設(shè)的外部裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述用電設(shè)備為呼吸機(jī)或麻醉機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述方法還包括 所述中央處理單元通過(guò)所述電壓信號(hào)判斷各電源是否存在掉電狀態(tài)或低電壓狀態(tài)； 在存在掉電狀態(tài)或低電壓狀態(tài)的情況下，所述中央處理單元進(jìn)行報(bào)警。
8.一種中央處理單元，其特征在于，包括 采集模塊，用于采集各電源輸出接口的電壓信號(hào)；轉(zhuǎn)換模塊，用于根據(jù)所述電壓信號(hào)得到對(duì)所述各電源的控制信號(hào)； 輸出模塊，用于將所述控制信號(hào)輸出至所述各電源以對(duì)所述各電源進(jìn)行控制。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的中央處理單元，其特征在于，所述中央處理單元還包括 存儲(chǔ)模塊，用于保存所述電壓信號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的中央處理單元，其特征在于，所述中央處理單元還包括 發(fā)送模塊，用于將所述數(shù)據(jù)發(fā)送至預(yù)設(shè)的外部裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用電設(shè)備電源的控制方法及中央處理單元。其中，該方法包括中央處理單元采集各電源輸出接口的電壓信號(hào)；中央處理單元根據(jù)電壓信號(hào)得到對(duì)各電源的控制信號(hào)；中央處理單元將控制信號(hào)輸出至各電源以對(duì)各電源進(jìn)行控制。通過(guò)本發(fā)明，能夠提高電源管理系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。
文檔編號(hào)A61M16/01GK102117048SQ20091021759
公開日2011年7月6日 申請(qǐng)日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者郭偉 申請(qǐng)人:北京誼安醫(yī)療系統(tǒng)股份有限公司