專利名稱：功率管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一個(gè)模塊式可編程病人護(hù)理系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明涉及一種用于所述模塊式可編程病人護(hù)理系統(tǒng)的功率管理系統(tǒng)的裝置和方法。
背景技術(shù)：
在醫(yī)療領(lǐng)域包括多個(gè)注入抽運(yùn)單元和檢測設(shè)備如血壓監(jiān)視器及脈搏血氧定量計(jì)的病人護(hù)理系統(tǒng)是公知的。例如，Eggers等人的美國專利No.5,713,856公開了一種包括接口單元的模塊式可編程病人護(hù)理系統(tǒng)，所述接口單元可以移動(dòng)式地附著到多個(gè)病人功能單元中。所述接口單元在用戶和所述系統(tǒng)之間提供一個(gè)接口，它即可能是一個(gè)具有高水平接口功能性的高級(jí)接口單元或者是一個(gè)具有低水平接口功能性的基本接口單元。這些單元可能被互換以便于向用戶提供增加的靈活性、安全性及成本效率。每個(gè)接口單元具有接口端口用于信息如藥品庫、藥品注入分布、系統(tǒng)配置數(shù)值及事件歷史等的上載和下載。由于病人功能單元被添加到接口單元中，所以功率要求增加，因?yàn)槊總€(gè)功能單元從接口單元的電源中汲取電流。
病人護(hù)理系統(tǒng)具有一個(gè)備用電池以便當(dāng)AC電源出現(xiàn)故障或當(dāng)未連接上AC電源時(shí)，其用來供電。典型地，電池備用包括可充電電池如鎳鎘(NiCd)電池以降低更換電池的要求并降低操作費(fèi)用。當(dāng)電池使用后，電池需要被充電。電流的充電要從電源中汲取額外的電流并且可能是電源的主要負(fù)載。
當(dāng)通過電源汲取的電流量增加時(shí)，電源和各種元件溫度亦增加。Layman等人的美國專利No.5,712,795說明了一種用于監(jiān)視電池溫度及控制電池充電速率以延長電池使用壽命的方法。然而，這個(gè)技術(shù)并沒有考慮電源的其它重要元件。
對(duì)于其它電源元件，當(dāng)溫度增加時(shí)，可以被饋給的功率最大量下降。因此，需要一種方法和裝置來監(jiān)視電源某些其它元件的溫度并且調(diào)節(jié)所供給的功率量。
本發(fā)明概述考慮到相關(guān)技術(shù)的所述缺點(diǎn)，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種功率管理系統(tǒng)，其監(jiān)視模塊式病人護(hù)理系統(tǒng)中所選擇元件的溫度并且基于溫度調(diào)節(jié)供給的功率量。
在病人護(hù)理系統(tǒng)的電源中，功率管理系統(tǒng)監(jiān)視離線轉(zhuǎn)換開關(guān)的溫度并且調(diào)節(jié)由離線轉(zhuǎn)換開關(guān)供給的電流量以便在溫度和功率極限范圍內(nèi)操作離線轉(zhuǎn)換開關(guān)。
更具體地是，電源包括一個(gè)具有外部功率輸入及內(nèi)部功率輸出的離線轉(zhuǎn)換開關(guān)。第一溫度傳感器被熱耦合到離線轉(zhuǎn)換開關(guān)上并且輸出第一檢測溫度。一個(gè)電壓傳感器被耦合到內(nèi)部功率輸出上并且輸出離線轉(zhuǎn)換開關(guān)的檢測輸出電壓。電流傳感器被耦合到內(nèi)部功率輸出上并且輸出離線轉(zhuǎn)換開關(guān)的檢測輸出電流。電池充電器被電耦合到離線轉(zhuǎn)換開關(guān)及電池上。存儲(chǔ)器存儲(chǔ)功率管理過程。電源處理器執(zhí)行功率管理過程。功率管理過程促使電源處理器通過檢測輸出電壓VS乘以檢測輸出電流IS來確定內(nèi)部功率負(fù)載PS，并且基于第一檢測溫度確定額定功率PTEMPT和內(nèi)部功率負(fù)載PS。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面，在病人護(hù)理系統(tǒng)中，至少一個(gè)功能單元被機(jī)械地耦合到高級(jí)接口單元。所述的高級(jí)接口單元具有一個(gè)與功能單元電耦合的連接器。高級(jí)接口單元包括經(jīng)由所述連接器向功能單元供電的本發(fā)明電源。
在本發(fā)明的另外一個(gè)方面，提供一種管理病人護(hù)理系統(tǒng)中功率的方法。
在本發(fā)明的另外可選擇的方面中，提供有一個(gè)用于管理病人護(hù)理系統(tǒng)中電源的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)合使用。計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品具有一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取的存儲(chǔ)介質(zhì)及嵌入其中的計(jì)算機(jī)程序機(jī)構(gòu)。所述計(jì)算機(jī)程序機(jī)構(gòu)包括功率管理過程及周期性調(diào)用功率管理過程的指令。功率管理過程促使電池以高的充電速率來充電、測量內(nèi)部功率源的溫度、確定在高的充電速率下由內(nèi)部功率源供給的供電功率、確定第一溫度的最大允許功率并且當(dāng)所供給的功率超出最大允許功率時(shí)促使電池在低的充電速率下充電。
通過這種方法，功率管理系統(tǒng)確保電源的至少一個(gè)元件如離線轉(zhuǎn)換開關(guān)在溫度和功率極限范圍內(nèi)操作。因?yàn)楣β使芾硐到y(tǒng)調(diào)節(jié)電池的充電速率以防止離線轉(zhuǎn)換開關(guān)過熱及出現(xiàn)故障，所以功率管理系統(tǒng)有助于確保具有較高優(yōu)先權(quán)的病人護(hù)理功能單元繼續(xù)接收功率。此外，功率管理系統(tǒng)提供一個(gè)更魯棒的電源。通過在極限范圍內(nèi)操作離線轉(zhuǎn)換開關(guān)，電源延長了離線轉(zhuǎn)換開關(guān)以及由此電源的使用壽命。
附圖的簡要說明結(jié)合附圖根據(jù)下述詳細(xì)的說明及所附的權(quán)利要求，本發(fā)明的附加目的和特性將更顯而易見，其中

圖1A是連接到功能單元的高級(jí)接口單元的前視圖；圖1B是圖1A中所述高級(jí)接口單元的后視圖；圖2是圖1A中連接到四個(gè)功能單元的高級(jí)接口單元的前視圖；圖3是圖1A中高級(jí)接口單元電路的方框圖；圖4是向圖2中所述高級(jí)接口單元及功能單元供電并根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例向圖3中的電路供電的電源的方框圖；圖5是圖4中充電速率電路的電路圖；圖6是離線轉(zhuǎn)換開關(guān)的最大輸出功率與時(shí)間的關(guān)系圖形；圖7是存儲(chǔ)針對(duì)圖6圖形中溫度的最大功率值的示范性表，其由圖4的功率管理過程所使用。
圖8是由圖4中電源的電源處理器所執(zhí)行的功率管理過程實(shí)施例的流程圖；以及圖9A、9B和9C是功率管理過程的另一可供選擇實(shí)施例的流程圖，所述功率管理過程基于離線轉(zhuǎn)換開關(guān)的溫度調(diào)節(jié)功率同時(shí)亦基于電池溫度調(diào)節(jié)電池的充電速率，所述的功率管理過程由圖4中電源處理器所執(zhí)行。
圖10為示出調(diào)節(jié)圖8、9A和9C的檢測溫度步驟的另一可供選擇所優(yōu)選實(shí)施例的說明在圖1A和1B中，一個(gè)模塊式可編程病人護(hù)理系統(tǒng)包括一個(gè)高級(jí)接口單元100和至少一個(gè)功能單元150。所述高級(jí)接口單元100通常完成病人護(hù)理系統(tǒng)中的四個(gè)功能為結(jié)構(gòu)如IV極和床軌提供所述系統(tǒng)的物理附著、為系統(tǒng)供電、提供所述系統(tǒng)與外部設(shè)備之間的接口以及為用戶提供系統(tǒng)的接口。高級(jí)接口單元100具有一個(gè)信息顯示器102，此顯示器可以是任何類型的顯示器如液晶顯示器。所述顯示器102可以在建立及操作過程中使用以便利于數(shù)據(jù)的輸入及編輯。顯示器102也可能被用來顯示各種操作參數(shù)如作為泵的單獨(dú)功能單元150的預(yù)注入量(VTBI)及某天的當(dāng)前時(shí)間以及其它提示、勸告及報(bào)警條件。高級(jí)接口單元100包含用于輸入數(shù)據(jù)和命令的硬鍵104和軟鍵106。數(shù)字硬鍵104用于輸入數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，而其余的硬鍵104和軟鍵106用來輸入操作命令。
軟鍵106可以沿著顯示器102的邊緣設(shè)置，以便于與顯示器交互來限定在任何給定時(shí)間某一軟鍵106的功能。因此，當(dāng)某一軟鍵106被按下時(shí)，其將用來選擇一個(gè)選項(xiàng)，或者注入或者監(jiān)視參數(shù)，所述參數(shù)被顯示在與軟鍵相鄰的顯示器102上。如所注明，一些硬鍵104也用于輸入專門的操作命令。例如，當(dāng)硬鍵108被按下后，系統(tǒng)從備用模式變化到操作模式。另外，如果在軟件功能異常期間按下硬鍵108，則其可以被用來使音頻報(bào)警靜音并且關(guān)閉到高級(jí)接口單元100的電源。SILENCE硬鍵110可以被用來暫時(shí)地使高級(jí)接口單元100的音頻功能性無效，而OPTION硬鍵112允許用戶訪問可用的系統(tǒng)或功能單元選項(xiàng)。
高級(jí)接口單元100也具有三個(gè)指示器114、116和118。指示器114可用來指示系統(tǒng)正在與可兼容的外部計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通訊。指示器116可用來指示高級(jí)接口單元100被連接到外部電源且利用此電源操作，以及指示器118可用來指示高級(jí)接口單元100正在利用內(nèi)部電源來操作。高級(jí)接口單元100也可能包括一個(gè)防竄改控制功能(在圖1中未示出)，當(dāng)所述防竄改控制功能被啟用時(shí)其將預(yù)先設(shè)定的控制設(shè)置鎖定。
優(yōu)選地，高級(jí)接口單元100包含至少一個(gè)外部通訊接口。通訊接口120被放置在高級(jí)接口單元100的后面。優(yōu)選地，通訊接口120為一個(gè)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的個(gè)人計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)卡國際協(xié)會(huì)(PCMCIA)插槽，用于接收PCMCIA卡，盡管本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可能從市場上可買到的各種通訊裝置中進(jìn)行選擇。同樣放置在高級(jí)接口單元100后面的是至少一個(gè)接口插口122。優(yōu)選地，接口插口122是工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)RS-232插口122，同樣地，盡管本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可能從市場上可買到的各種通訊裝置中進(jìn)行選擇。要理解為雖然本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例被描述成包含一個(gè)接口120及至少一個(gè)插口122，但是高級(jí)接口單元100可能包括任何數(shù)量或組合的通訊接口和插口。
示例地，接口120和插口122可被用來下載藥品庫、藥品運(yùn)送分布曲線以及其它系統(tǒng)配置數(shù)值，或者可能被用來從高級(jí)接口單元100上載事件歷史數(shù)據(jù)。接口120及插口122也可能充當(dāng)?shù)讲∪吮O(jiān)視網(wǎng)絡(luò)及護(hù)士呼叫系統(tǒng)的接口或充當(dāng)?shù)酵獠吭O(shè)備如條形碼閱讀器的接口以提供一種從藥物或病人記錄中輸入藥品和/或病人信息的方法。利用插口122和接口120執(zhí)行這些功能將有利地提供更大的功能性和適應(yīng)性、成本節(jié)約及輸入錯(cuò)誤的減少。插口122和接口120還可以被補(bǔ)充一個(gè)“病人控制的痛覺喪失”(PCA)插口(在圖1中未示出)。所述PCA插口提供到遠(yuǎn)程手持“劑量要求”按鈕的連接，在PCA應(yīng)用期間病人可用所述按鈕來要求藥物劑量。
放置在高級(jí)接口單元100兩側(cè)的是單元連接器130和132，這些單元連接器130和132被用來附著與高級(jí)接口單元100直接接觸的功能單元150。這些連接器130和132提供對(duì)附著的功能單元150的物理支持并且提供高級(jí)接口單元和功能單元之間的功率及內(nèi)部通訊連接。功能單元150在其一側(cè)也包含這些單元連接器，以便于功能單元可以以并排的方式被連接到病人護(hù)理系統(tǒng)。一個(gè)適當(dāng)?shù)膯卧B接器在美國專利No.5,601,445中加以說明，題目為ELECTRICAL ANDSTRUCTURAL INTERCONNECTOR(電氣及結(jié)構(gòu)互連器)，在此引入作為參考。
最后，高級(jí)接口單元100包括在其后表面的夾具170，其在將高級(jí)接口單元100附著到結(jié)構(gòu)如IV臺(tái)或醫(yī)院床上時(shí)使用。所述夾具可以是任何適合于將病人監(jiān)視或注入裝置附著到這些結(jié)構(gòu)上的夾具。
同樣在圖1A中示出功能單元150。它被理解成雖然在圖1A中僅示出了單功能單元150，但是利用上面所述的單元連接器可以以任何次序?qū)⑷魏螖?shù)目的功能單元150連接到高級(jí)接口單元100的任一側(cè)。被附著到高級(jí)接口單元100的功能單元的類型和數(shù)目僅受處理所需功能單元類型和數(shù)量的接線和接口單元的物理和電氣能力的限制。功能單元150可以從包括用于病人治療及病人監(jiān)視的那些較廣種類的功能單元中加以選擇。更具體而言，功能單元150可能是標(biāo)準(zhǔn)注入抽運(yùn)單元、病人控制的痛覺喪失(PCA)泵、注射泵、脈搏血氧定量計(jì)、侵入式或非侵入式血壓監(jiān)視器、心電圖儀、條形碼閱讀器、打印機(jī)、溫度監(jiān)視器、RF遙測鏈接、流體加溫器/IV泵或高速IV泵(2000+ml/hr)。要理解為這個(gè)清單僅是用于示例性目的，而且本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可能使功能單元150適用于其它的使用。
每個(gè)功能單元150包括一個(gè)信道位置指示器155，此信道位置指示器155識(shí)別出在病人護(hù)理系統(tǒng)內(nèi)功能單元的位置。如圖1A中的位置指示器155所示，一個(gè)系統(tǒng)可能示例性地包含四個(gè)信道A、B、C和D。如果系統(tǒng)包含四個(gè)功能單元，則所述功能單元將每個(gè)處于四個(gè)信道位置A、B、C和D中的一個(gè)位置，并且在每個(gè)單獨(dú)功能單元上的信道位置指示器155將在視覺上指示出相應(yīng)的信道位置。優(yōu)選地，信道位置從左側(cè)的第一單元開始被標(biāo)明為A-D。每個(gè)功能單元的位置可以互換，但是信道位置A-D相對(duì)于高級(jí)接口單元保持在同樣位置。因此，例如如圖2所示當(dāng)四個(gè)功能單元被附著時(shí)，不管哪個(gè)單元被緊挨著高級(jí)接口單元100的左側(cè)放置，則這個(gè)單元將總是指示信道位置B。功能單元包括某些功能專用信息，這些信息告訴高級(jí)接口單元100什么類型的功能單元處于每個(gè)信道位置。每個(gè)功能單元150也具有SELECT(選擇)鍵156，這個(gè)鍵允許進(jìn)行單元選擇。
圖2舉例說明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示范性系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括四個(gè)不同的功能單元。注入泵單元150A處于位置A。注射泵150B處于位置B。PCA單元150C處于位置C，且脈搏血氧定量計(jì)150D處于位置D。在指示器155上每個(gè)功能單元的相應(yīng)位置被指示在功能單元上。因?yàn)槭褂盟膫€(gè)功能單元，所以在接口單元100上的顯示器102指示A至D。在一個(gè)實(shí)施例中，通過按下與所需要被指示的信道和功能單元相鄰的軟鍵106有可能選擇一個(gè)功能單元通過高級(jí)接口單元100來執(zhí)行某一功能或過程。然而，為了提供增加的安全性，優(yōu)選地是系統(tǒng)應(yīng)該這樣被設(shè)計(jì)，即某一功能單元的選擇要求按下位于功能單元上的SELECT(選擇)鍵156(見圖1)以為了選擇那個(gè)功能單元。這個(gè)要求將有助于確保選擇出正確的功能單元，尤其是當(dāng)注入泵單元被用于多個(gè)藥品注入時(shí)。當(dāng)所要求的功能單元被選擇時(shí)，接口單元的顯示器102被配置成使其充當(dāng)所選擇功能單元的用戶接口。更具體而言，顯示器102根據(jù)功能專用域被配置以提供下面將更詳細(xì)解釋的功能專用顯示器及軟鍵。
圖2所示的注入泵單元150A是一個(gè)用于基本流體注入的抽運(yùn)單元。注入泵單元150A包括一個(gè)控制由此泵所執(zhí)行各種功能的系統(tǒng)，其包括控制運(yùn)送到病人的流體控制及對(duì)流體路徑的封閉或線路中空氣的監(jiān)視。注入泵單元150A包含兩個(gè)顯示器。速率顯示器154可以被用來顯示泵正在操作時(shí)刻的實(shí)際注入速度。信道信息顯示器152可以被用來顯示有著信息、咨詢、報(bào)警或故障信息。注入泵控制也可能包括用于數(shù)據(jù)和命令輸入的硬鍵。如所提及硬鍵156允許用戶選擇用于注入?yún)?shù)輸入的信道。硬鍵158允許在注入正在進(jìn)行當(dāng)中用戶暫停注入。硬鍵160允許用戶恢復(fù)從前暫停注入的操作，且當(dāng)硬鍵162被按下后其中止出現(xiàn)在信道上的注入、取消選定的信道，并且若在信道上的功能單元已經(jīng)是唯一操作的功能單元時(shí)，則關(guān)閉系統(tǒng)。
注入泵單元150A也具有指示器164，當(dāng)功能單元處于報(bào)警或注入完成條件時(shí)、當(dāng)功能單元被編程用于將來的啟動(dòng)時(shí)間或已經(jīng)被暫停時(shí)、或當(dāng)功能單元正在執(zhí)行一項(xiàng)注入時(shí)，所述指示器示例性地發(fā)光。其它適當(dāng)?shù)呐酒骺梢员话ㄔ谄渌墓δ軉卧小?br> 在圖2中還示出了注射泵150B、PCA單元150C和脈搏血氧定量計(jì)150D。如所示，注射泵150B和PCA單元150C每個(gè)均包含一組象在注入泵單元150A中所發(fā)現(xiàn)的那些硬鍵156、158、160和162。注射泵150B和PCA單元150C也包含注射器以及用于手動(dòng)注入流體的推動(dòng)器175。PCA單元150C包括用于為封閉麻醉劑或其它要被注入的物質(zhì)提供安全性的門鎖178。此外，泵150B、PCA單元150C和脈搏血氧定量計(jì)150D每個(gè)均包括一個(gè)或多個(gè)顯示器及指示器，它們可能用于顯示適當(dāng)?shù)男畔ⅰ?br> 如所述，位于注入泵單元150A以及所有其它功能單元側(cè)面的是單元連接器(在圖1A-1B和2中未示出)，其與圖1A-1B中所公開的高級(jí)接口單元100的單元連接器130和132相同。如前所述，功能單元150的單元連接器被設(shè)計(jì)成或者與接口單元上的連接器緊密配合或者與來自另一功能單元的連接器緊密配合。通過這種方式，多個(gè)功能單元150可以被并排地以任何次序連接在高級(jí)接口單元100兩側(cè)。要理解成高級(jí)接口單元100和功能單元150之間的或者兩個(gè)功能單元之間的這些單元連接器可以通過一些機(jī)械方法如螺釘或螺母以及螺栓組合被制作成永久性的或半永久性的。這具有防止無意地或未授權(quán)地將功能單元從系統(tǒng)中卸下或具有符合醫(yī)療機(jī)構(gòu)政策的優(yōu)點(diǎn)。
一個(gè)適合的高級(jí)接口單元和功能單元在美國專利No.5,713,856題目為MODULAR PATIENT CARE SYSTEM(模塊式病人護(hù)理系統(tǒng))中加以說明，在此完全引入作為參考。
如圖3中所示例，高級(jí)接口單元100具有電源200，所述電源通過單元連接器130、132向高級(jí)接口單元中的一組元件120及向功能單元供電。微處理器212和存儲(chǔ)器214接收和處理來自用戶的數(shù)據(jù)和命令，并且與功能單元和系統(tǒng)外部的其它設(shè)備通訊且對(duì)其進(jìn)行控制。存儲(chǔ)器214以及下面所要討論的在病人護(hù)理系統(tǒng)中的其它存儲(chǔ)器可能是可以被刪除或重新編程而不必從系統(tǒng)中物理性地消除存儲(chǔ)的任何類型的存儲(chǔ)器或存儲(chǔ)器的任何組合。這種存儲(chǔ)器的實(shí)例包括，但不局限為電池備用隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)和“閃”電子地可刪除可編程只讀存儲(chǔ)器(FLASH EEPROM)。高級(jí)接口單元100也包括具有硬鍵104(圖1A)和軟鍵106(圖1A)的鍵盤216以及關(guān)于圖1中所討論過的顯示器102。
連接器130和132也提供微處理器212和經(jīng)由內(nèi)部通訊控制器222所附著的功能單元之間的數(shù)據(jù)和命令接口。外部通訊控制器224通過RS232接口插口和護(hù)士呼叫線122來控制命令和數(shù)據(jù)流。
如圖4所示，電源200具有功率管理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)有助于確保至少一個(gè)元件如離線轉(zhuǎn)換開關(guān)232在溫度和功率極限內(nèi)操作。功率管理系統(tǒng)監(jiān)視電源的至少一個(gè)元件的溫度及由所述元件所供及通過其的功率量。所述元件在一個(gè)溫度范圍內(nèi)具有一個(gè)最大的額定功率。根據(jù)所測量的溫度和所測量的功率，功率管理系統(tǒng)調(diào)節(jié)通過所述元件被汲取的功率以防止元件在超出其操作極限之外被操作并且防止故障。這樣，所述系統(tǒng)確保具有較高優(yōu)先權(quán)的病人護(hù)理功能單元繼續(xù)接收功率。通過在極限范圍內(nèi)操作所述元件，電源延長了所述元件的使用壽命，由此延長了電源的使用壽命。
更具體地，在電源200中，功率管理系統(tǒng)確保離線轉(zhuǎn)換開關(guān)232在溫度和功率極限范圍內(nèi)操作。所述離線開關(guān)232將外部AC功率234轉(zhuǎn)換成內(nèi)部DC功率。在一個(gè)實(shí)施例中，離線開關(guān)232接收120V的AC并且在2.0A下供24V的DC，并且在從0℃至50℃溫度范圍內(nèi)具有大約50W的最大功率輸出。例如，一個(gè)適當(dāng)?shù)碾x線轉(zhuǎn)換開關(guān)232是由Condor DC Power Supplies Inc.所制造的GPM50。
為了測量從離線轉(zhuǎn)換開關(guān)232流過的電流，檢測電阻器236被串聯(lián)地與離線轉(zhuǎn)換開關(guān)232相連接。高邊電流檢測放大器238輸出與所測量的電流成比例的第一電壓電平。第一模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)將第一電壓電平轉(zhuǎn)換成表示所檢測電流IS的數(shù)字值。
第二模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)242繼檢測電阻器236之后被連接到離線轉(zhuǎn)換開關(guān)232的輸出上，并且將所檢測的輸出電壓轉(zhuǎn)換成一個(gè)表示所檢測輸出電壓的數(shù)字電壓電平VS。
電源處理器244被連接到存儲(chǔ)器246，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)●功率管理過程250，所述過程監(jiān)視電源的至少一個(gè)元件的溫度和功率以便在溫度和功率極限范圍之內(nèi)操作此元件；●Maxinum_power_per_temperature(Maxinum_power_per_temp)表252，所述表存儲(chǔ)了相關(guān)溫度及功率極限的范圍；●Enable_Timer過程254，所述過程被用在利用定時(shí)器255使功率管理過程252被周期性執(zhí)行的一個(gè)實(shí)施中；以及●Hi-charge標(biāo)志256，所述標(biāo)志被用在功率管理過程的另一個(gè)實(shí)施例中以基于(1)由離線轉(zhuǎn)換開關(guān)所供的功率量和溫度及(2)電池的溫度來協(xié)調(diào)電池充電速率的調(diào)節(jié)。
在一個(gè)實(shí)施例中，電源處理器244可能是由Dallas Semiconductor制造的DS87C520微處理器。所述電源處理器244接收表示所檢測電流IS的數(shù)字值和數(shù)字檢測輸出電壓VS。正如下面所要說明的那樣，在功率管理過程250中，電源處理器244使用所檢測的電流IS和輸出電壓VS來監(jiān)視由離線轉(zhuǎn)換開關(guān)232所輸出的功率量。
為了測量離線轉(zhuǎn)換開關(guān)232的溫度，第一溫度傳感器258與離線轉(zhuǎn)換開關(guān)232相鄰或足夠接近放置，以便于熱耦合到離線轉(zhuǎn)換開關(guān)232上。更具體地，第一溫度傳感器258測量出離線轉(zhuǎn)換開關(guān)232周圍的環(huán)境溫度。在一個(gè)實(shí)施例中，第一溫度傳感器258與離線轉(zhuǎn)換開關(guān)232相鄰。在另一個(gè)實(shí)施例中，第一溫度傳感器258被放置在距離線轉(zhuǎn)換開關(guān)232一個(gè)預(yù)定設(shè)定的固定距離處且測量那一環(huán)境溫度。在預(yù)先設(shè)定固定距離處的環(huán)境溫度不同于離線轉(zhuǎn)換開關(guān)232的環(huán)境溫度，并且這個(gè)溫度差是已知的。例如，第一溫度傳感器258被放置在距離線轉(zhuǎn)換開關(guān)232約五英寸處，由此所測量的環(huán)境溫度較若第一溫度傳感器258被相鄰離線轉(zhuǎn)換開關(guān)231放置時(shí)高出約15℃。在這個(gè)實(shí)例中，功率管理過程250從所測量的環(huán)境溫度中減去已知的溫度差，在此為15℃。溫度傳感器可以由具有一般技能的人來適當(dāng)?shù)鼐臀磺覝囟葯z測校正如此處所講述來進(jìn)行。第一溫度傳感器258是一個(gè)在25℃下具有50KΩ的熱敏電阻器。
另一個(gè)模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)260將第一溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字的第一檢測溫度信號(hào)TOLS。優(yōu)選地，電池充電器262如由LinearTechnology，Inc.制造的LTC1325微處理器控制的電池管理系統(tǒng)從第一溫度傳感器258接收第一溫度信號(hào)、利用ADC260經(jīng)由多路復(fù)用器264將所述第一溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成一個(gè)數(shù)字值，并且將數(shù)字式第一檢測溫度值TOLS輸出到電源微處理器244。
電池充電器262控制電池266的充電。所述電池266向高級(jí)接口單元和功能單元以及包括當(dāng)高級(jí)接口單元被從外部電源234斷開、外部電丟失或當(dāng)離線轉(zhuǎn)換開關(guān)232出現(xiàn)故障時(shí)所用的存儲(chǔ)器246和250(圖3)供電。
電池溫度傳感器268被相鄰或足夠接近電池266放置來測量電池266的溫度并且輸出電池溫度信號(hào)。電池溫度傳感器268是一個(gè)熱敏電阻器。模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器260將電池溫度轉(zhuǎn)換成一個(gè)數(shù)字電池溫度信號(hào)。優(yōu)選地，電池充電器262也從電池溫度傳感器268接收電池溫度信號(hào)并且將數(shù)字電池溫度值TBAT輸出到電源處理器244。
DC系統(tǒng)電源270接收由離線轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出的DC電壓并且輸出包括+3.3V、+5.0V和+8.0V的幾個(gè)電壓電平。所述的+3.3V和+5.0V被供給到系統(tǒng)100，而+8.0V經(jīng)由連接器130和132(圖1B)被供給到功能單元。二極管272通過離線轉(zhuǎn)換開關(guān)232將電壓輸出耦合到用于充電的電池266上。
為了提供電池266的多個(gè)充電速率，將充電速率電路274連接到電池充電器262的檢測輸入上。電池充電器262迫使在檢測輸入處的平均參考電壓等于可編程的內(nèi)部參考電壓VDAC。電池充電電流將等于內(nèi)部參考電壓除以在充電速率電路274的檢測輸入處的等效電阻。
為了提供不同的充電速率，充電速率電路274選擇性地改變?cè)陔姵爻潆娖?62的檢測輸入處的等效電阻RSENSE。電源處理器244把被稱為hi-charge的信號(hào)輸出到充電速率電路274。當(dāng)hi-charge信號(hào)是一個(gè)數(shù)字0時(shí)，等效電阻RSENSE的值要使電池266以低的充電速率充電。當(dāng)hi-charge信號(hào)是一個(gè)數(shù)字1時(shí)，等效電阻RSENSE的值要使電池266以高的充電速率充電。
在圖5中，在充電速率電路274中，hi-charge信號(hào)被連接到n溝道晶體管282的門上。所述充電速率電路274是一個(gè)分壓器。電池的負(fù)極Bat-接線端經(jīng)由第一系列電阻器282被耦合到檢測輸入上。第二電阻器286被連接到電池負(fù)極接線端和地之間。當(dāng)hi-charge信號(hào)為數(shù)字0時(shí)，n溝道晶體管282變得非激活并且在電路中包括第三電阻器288和第四電阻器290。
在一個(gè)示范性的實(shí)施例中，如圖5所示，第一、第二、第三和第四電阻器284、286、288和290的值分別被加以選擇，以致于在低的充電下，在電池充電器的檢測輸入處的等效電阻約為0.12Ω，并且充電電流約為1.4A。當(dāng)hi-charge信號(hào)為數(shù)字1或高電平時(shí)，晶體管282變成激活并且將第三電阻器288的一端連接到地，有效地將檢測輸入處的電壓以三分之二劃分。在高的充電速率下，充電電流約為2A。
參考圖6，一個(gè)離線轉(zhuǎn)換開關(guān)的最大輸出功率與溫度的關(guān)系曲線被示出。當(dāng)?shù)谝粰z測溫度超出第一閾值時(shí)，應(yīng)該由離線轉(zhuǎn)換開關(guān)輸送的最大功率量下降，并且關(guān)于溫度線性地下降。在這個(gè)發(fā)明中，當(dāng)?shù)谝粶囟瘸^預(yù)先設(shè)定的閾值時(shí)，功率管理過程調(diào)節(jié)用于向電池充電的電流以降低從離線轉(zhuǎn)換開關(guān)流出的功率。在50℃時(shí)可用的功率線性下降到最大值的一半直至溫度達(dá)到70℃。在70℃以上可用的功率被降低到零，然而，功率管理過程250繼續(xù)供應(yīng)功率。
參考圖7，示范性的對(duì)應(yīng)于圖6中曲線的Maximum_power_per_temperature表252(圖4)被示出。在另一個(gè)實(shí)施例中，Maximum_power_per_temperature表252存儲(chǔ)經(jīng)調(diào)節(jié)的溫度值，當(dāng)?shù)谝粶囟葌鞲衅鞅环胖迷诰嚯x線轉(zhuǎn)換開關(guān)一個(gè)預(yù)先設(shè)定的距離處時(shí)，所述經(jīng)調(diào)節(jié)的溫度值補(bǔ)償測量的環(huán)境溫度與離線轉(zhuǎn)換開關(guān)周圍的實(shí)際環(huán)境溫度之間的溫度差。
在圖8中，示出由電源處理器244(圖4)所執(zhí)行的功率管理過程250的流程圖。在步驟302中，通過將hi-charge信號(hào)設(shè)置為1(步驟304)電源微處理器244(圖7)致使電池充電器262(圖4)開始以高的充電速率為電池充電。在步驟306中，功率管理過程250測量出來自第一溫度傳感器的第一檢測溫度T以及由離線轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出的系統(tǒng)電壓VS和系統(tǒng)電流IS。在步驟307中，功率管理過程250調(diào)節(jié)第一檢測溫度T以補(bǔ)償離線轉(zhuǎn)換開關(guān)周圍的環(huán)境溫度與第一溫度傳感器位置處的環(huán)境溫度之間的已知溫度差。如上所述，第一溫度傳感器可以被放置在距離線轉(zhuǎn)換開關(guān)一個(gè)預(yù)先設(shè)定的距離處。從第一檢測溫度T中減去一個(gè)已知的預(yù)先設(shè)定的溫度差來補(bǔ)償溫度差。在另一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)?shù)谝粶囟葌鞲衅鳈z測出離線轉(zhuǎn)換開關(guān)周圍的環(huán)境溫度時(shí)，則不采用步驟307。在另一個(gè)另選實(shí)施例中，在Maximum_power_per_temperature表中的溫度值被調(diào)節(jié)以補(bǔ)償溫度差；因此，第一檢測溫度T不被調(diào)節(jié)。在步驟308中，通過電壓VS乘以電流IS，功率管理過程250計(jì)算出系統(tǒng)功率PS。在步驟310中，從Maximum_power_per_temp表252(圖7)中功率管理過程250確定出與所測量的第一檢測溫度T相關(guān)的最大允許系統(tǒng)功率PTEMP。在步驟312中，如果系統(tǒng)功率Ps小于最大允許系統(tǒng)功率PTEMP，則所述過程在步驟306重復(fù)。
如果系統(tǒng)功率PS大于或等于最大允許系統(tǒng)功率PTEMP時(shí)，則通過將變量VH設(shè)置成等于VS且將另一變量IH設(shè)置成等于IS，步驟314存儲(chǔ)在這一高充電狀態(tài)下的系統(tǒng)電壓和電流。
在步驟316中，因?yàn)殡x線轉(zhuǎn)換開關(guān)超出操作極限，所以功率管理過程促使電池充電器在低的充電電平下為電池充電，從而通過將高充電信號(hào)設(shè)置為零降低了由離線轉(zhuǎn)換開關(guān)供應(yīng)的電池量。在步驟318中，來自低充電狀態(tài)的系統(tǒng)電壓和電流按如下被測量且存儲(chǔ)變量VL被設(shè)置等于VS且另一個(gè)變量IL被設(shè)置等于IS。所測量出的電壓和電流被存儲(chǔ)以便于確定且補(bǔ)償由病人護(hù)理系統(tǒng)所需要的功率量的差。例如，如果功能單元被添加，則所需要的系統(tǒng)功率將增加。如果功能單元被去除，則所需要的系統(tǒng)功能將減少。在步驟320中，在電源處于低充電狀態(tài)之后，功率管理過程再次測量出離線轉(zhuǎn)換開關(guān)的第一檢測溫度T、系統(tǒng)電壓VS和系統(tǒng)電流IS。在步驟321中，就上述步驟307所述功率管理過程調(diào)節(jié)第一檢測溫度T。另一選擇是，如在步驟307中所述，所測量出的溫度不被調(diào)節(jié)。
在步驟322中，功率管理過程根據(jù)Maximum_power_per_temperature表確定出在所測量的第一溫度處的最大允許功率PTEMP。在步驟324中，功率管理過程按如下確定需要返回到高充電的功率PREQPREQ＝(VS-VL+VH)*(IS-IL+IH)在步驟326中，最大允許功率PETMP與PHYS+PREQ相比較。當(dāng)最大允許功率PTEMP小于或等于PHYS+PREQ時(shí)，功率管理過程在步驟320重復(fù)。否則，功率管理過程返回到在步驟304下的高充電狀態(tài)。注意遲滯值PHYS被添加，以便于對(duì)于小的功率波動(dòng)，電源將不在低和高充電狀態(tài)下切換。
在圖9A、9B和9C中，示出功率管理過程250另一個(gè)實(shí)施例(圖4)的流程圖。在這個(gè)實(shí)施例中，啟用-定時(shí)器過程254(圖4)促使功率管理過程250以預(yù)先設(shè)定的間隔如每秒被周期性地執(zhí)行。在這個(gè)實(shí)施例中，功率管理過程250將對(duì)離線轉(zhuǎn)換開關(guān)232所供功率量的調(diào)節(jié)與對(duì)電池充電的調(diào)節(jié)相協(xié)調(diào)，以便于防止電池過熱。
在步驟332中，在啟用中斷過程254(圖4)中，電源處理器244(圖4)通過輸出一個(gè)具有值為1的高充電信號(hào)將充電速率電路270(圖4)配置成高充電速率、將hi-charge標(biāo)志設(shè)置為1，且啟用定時(shí)器來產(chǎn)生中斷以調(diào)用功率管理過程。
響應(yīng)于中斷(步驟334)，在步驟336中，電源處理器244(圖4)確定電池的溫度。步驟338確定是否電池溫度處于極限之內(nèi)。如若不在，則步驟340將充電速率配置成低充電速率。在步驟342中，hi-charge標(biāo)志被設(shè)置成等于0，并且在繼續(xù)步驟334之前，步驟344等待下一個(gè)中斷。
如果步驟338確定電池溫度處于極限之內(nèi)，則步驟346通過確定是否hi-charge標(biāo)志等于1來確定是否電池處于高充電狀態(tài)。如果電池處于高充電狀態(tài)，則在步驟348中，功率管理過程250測量出離線轉(zhuǎn)換開關(guān)的第一檢測溫度T以及由離線轉(zhuǎn)換開關(guān)所供給的電壓VS和電流IS。在步驟349中，如圖8中步驟307所述，功率管理過程250調(diào)節(jié)第一檢測溫度T。在另一個(gè)實(shí)施例中，也如上所述，第一檢測溫度不被調(diào)節(jié)。在步驟350中，通過電壓VS乘以電流IS，功率管理過程計(jì)算出系統(tǒng)功率PS。在步驟352中，功率管理過程根據(jù)Maximum_power_per_temperature表確定出與所測量的第一檢測溫度T相關(guān)的最大允許系統(tǒng)功率PTEMP。
步驟354確定是否系統(tǒng)功率PS小于最大允許系統(tǒng)功率PTEMP。如若是這樣，則在步驟356中，功率管理過程結(jié)束且等待下一個(gè)中斷。如若不是這樣，因?yàn)殡姵卦诟叱潆娝俾氏卤怀潆?，所以在步驟358中，所測量的系統(tǒng)電壓VS和電流IS分別被存儲(chǔ)成VH和IH。在步驟360中，通過將具有值為0的hi-charge信號(hào)輸出到充電速率電路，功率管理過程開始低充電狀態(tài)。在步驟362中，功率管理過程將hi-charge標(biāo)志設(shè)置成等于0。在步驟364中，功率管理過程測量出由離線轉(zhuǎn)換開關(guān)所供給的電壓VS和電流IS。在圖9B中，在步驟366中，功率管理過程分別將所測量的系統(tǒng)電壓VS和電流IS存儲(chǔ)為VL和IL。在步驟368中，功率管理過程等待下一個(gè)中斷。
如果在步驟346中hi-charge標(biāo)志等于0，并且系統(tǒng)處于低充電狀態(tài)，則功率管理過程執(zhí)行一組步驟來確定是否切換到高充電狀態(tài)。參考圖9C，在步驟370中，功率管理過程測量出離線轉(zhuǎn)換開關(guān)的第一檢測溫度T及由離線轉(zhuǎn)換開關(guān)所供給的電壓VS和電流IS。在步驟372中，如圖8所述的步驟307所述，功率管理過程調(diào)節(jié)所測量的第一檢測溫度T。在另一個(gè)實(shí)施例中，如上所述所測量的溫度不被調(diào)節(jié)。在步驟374中，功率管理過程確定根據(jù)Maximum_power_per_temperature表確定出與所測量的溫度相關(guān)的最大允許系統(tǒng)功率PTEMP。在步驟376中，功率管理過程計(jì)算出返回到高充電狀態(tài)所需要的系統(tǒng)功率PREQ，如下(VS-VL+VH)*(IS-IL+IH)步驟378確定是否最大允許功率PTEMP超出所要求的系統(tǒng)功率PREQ與遲滯值PHYS之和。如若不是，則在步驟380中，充電速率不被改變，功率管理過程等待下一個(gè)中斷。如若是這樣，則在步驟382中，通過輸出一個(gè)具有值為1的hi-charge信號(hào)，功率管理過程開始高充電狀態(tài)。在步驟384中，功率管理過程設(shè)置hi-charge標(biāo)志等于1。在步驟386中，功率管理過程等待下一個(gè)中斷。
圖10是一個(gè)示出圖8中調(diào)節(jié)第一檢測溫度T的步驟307的另一實(shí)施例的流程圖。因?yàn)殡姵爻潆娖魅Q于其狀態(tài)產(chǎn)生不同的熱量，所以第一檢測溫度根據(jù)電池充電器的狀態(tài)而變化。電池充電器的狀態(tài)包括非充電狀態(tài)、低充電狀態(tài)和高充電狀態(tài)。在圖10的實(shí)施例中，功率管理過程依據(jù)電池充電器的狀態(tài)將第一檢測溫度調(diào)節(jié)成不同的量。
更具體地，圖10示出圖8的步驟307的另一個(gè)實(shí)施例；這另一個(gè)實(shí)施例可以被用在調(diào)節(jié)第一檢測溫度的任一包括步驟321(圖8)、步驟349(圖9A)和步驟372(圖9C)的下述步驟中。在步驟390中，功率管理過程250確定是否電池根本在被充電。如若不是，則在步驟392中，功率管理過程將第一檢測溫度調(diào)節(jié)一個(gè)第一預(yù)先設(shè)定補(bǔ)償量。為了調(diào)節(jié)第一檢測溫度T，功率管理過程從第一檢測溫度T中減去第一預(yù)先設(shè)定補(bǔ)償量。在一個(gè)實(shí)施例中，第一預(yù)先設(shè)定補(bǔ)償量等于約5℃。
如果電池正被充電，則步驟394確定是否電池以高充電速率被充電。如若不是這樣，則電池以低充電速率被充電，并且在步驟396中第一檢測溫度T被調(diào)節(jié)一個(gè)第二預(yù)先設(shè)定補(bǔ)償量。為了調(diào)節(jié)第一檢測溫度T，功率管理過程從第一檢測溫度T中減去第二預(yù)先設(shè)定補(bǔ)償量。在一個(gè)實(shí)施例中，第二預(yù)先設(shè)定補(bǔ)償量等于約10℃。
如果電池以高充電速率被充電，則在步驟398中，第一檢測溫度T被調(diào)節(jié)一個(gè)第三預(yù)先設(shè)定補(bǔ)償量。為了調(diào)節(jié)第一檢測溫度T，功率管理系統(tǒng)從第一檢測溫度T中減去第三預(yù)先設(shè)定補(bǔ)償量。在一個(gè)實(shí)施例中，第三預(yù)先設(shè)定補(bǔ)償量等于約15℃。通過根據(jù)電池狀態(tài)調(diào)節(jié)第一檢測溫度，離線轉(zhuǎn)換開關(guān)的溫度被更精確地加以估算并且功率管理系統(tǒng)的精度得到改善。
本發(fā)明的各種實(shí)施例已經(jīng)得到說明。所述說明旨在作為示例性的，而不是局限性的。因此，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言很顯然地是本發(fā)明可以如上所述進(jìn)行那樣的修改而不偏離下面所聲明的權(quán)利要求范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于病人護(hù)理系統(tǒng)的電源，其包括具有外部功率輸入及內(nèi)部功率輸出的離線轉(zhuǎn)換開關(guān)；與離線轉(zhuǎn)換開關(guān)相鄰、輸出表示第一檢測溫度的第一信號(hào)的第一溫度傳感器；輸出表示離線轉(zhuǎn)換開關(guān)檢測輸出電壓的第二信號(hào)VS的電壓傳感器；輸出表示離線轉(zhuǎn)換開關(guān)檢測輸出電流的第三信號(hào)IS的電流傳感器；電池；與離線轉(zhuǎn)換開關(guān)和電池通訊來以一充電速率為電池充電的電池充電器；存儲(chǔ)功率管理過程的存儲(chǔ)器；以及與所述傳感器通訊用于響應(yīng)所述第一、第二及第三信號(hào)根據(jù)功率管理過程改變電池充電速率的處理器裝置。
2.權(quán)利要求1的電源，其中處理器裝置進(jìn)一步包括通過所述第二信號(hào)VS乘以所述第三信號(hào)IS來確定內(nèi)部功率負(fù)載Ps；以及基于所述第一檢測溫度確定額定功率PTEMPT，其中處理器裝置響應(yīng)于所述被確定的內(nèi)部功率負(fù)載PS和所述被確定的額定功率PTEMPT而改變充電速率。
3.權(quán)利要求1的電源，其中電源處理器提供一個(gè)表示電池充電速率的充電速率信號(hào)，且進(jìn)一步包括充電電路，其響應(yīng)于充電速率信號(hào)，其被耦合到電池充電器上以設(shè)置電池的充電速率，其中處理器裝置利用充電速率信號(hào)來改變充電速率。
4.權(quán)利要求3的電源，其中所述的充電速率電路包括一個(gè)分壓器。
5.權(quán)利要求3的電源，其中充電速率信號(hào)指示是否電池在高充電速率下被充電或在低充電速率下被充電，以及充電速率電路將電池的充電速率設(shè)置成高充電速率或設(shè)置成低充電速率。
6.權(quán)利要求1的電源，其包括一個(gè)電池溫度傳感器，其被熱耦合到電池上并且輸出表示檢測電池溫度的第四信號(hào)，其中電源處理器響應(yīng)于所述第四信號(hào)來調(diào)節(jié)電池的充電速率。
7.權(quán)利要求1的電源，其進(jìn)一步包括一個(gè)系統(tǒng)DC電源，其被電連接到離線轉(zhuǎn)換開關(guān)上，被電連接到電池上，系統(tǒng)DC電源輸出一組電壓。
8.權(quán)利要求1的電源，其中電流傳感器包括一個(gè)與離線轉(zhuǎn)換開關(guān)串聯(lián)連接的檢測電阻器，及一個(gè)跨過檢測傳感器連接的高邊電流傳感放大器，所述高邊電流傳感放大器將所述第三信號(hào)作為一個(gè)模擬信號(hào)輸出；以及一個(gè)模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其將來自模擬量的第三信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字第三信號(hào)用于輸入到電源處理器。
9.權(quán)利要求1的電源，其中電池充電器接收所述第一信號(hào)并將數(shù)字第一信號(hào)輸出到電源處理器。
10.權(quán)利要求1的電源，其中電源管理過程以一個(gè)預(yù)先設(shè)定的間隔周期性地被執(zhí)行。
11.權(quán)利要求1的電源，其中所述處理器裝置包括在高充電速率下將所述第二信號(hào)和所述第三信號(hào)分別存儲(chǔ)為VH和IH，促使電池充電器將充電速率降低成低充電速率，以及當(dāng)處在低充電速率下所述處理器裝置確定檢測輸出電壓VL和檢測輸出電流IL，基于所述第一信號(hào)確定額定功率PTEMP，以及當(dāng)額定功率PTEMP超出(((VS-VL+VH)*(IS-IL+IH))+PHYS)時(shí)促使電池充電器改變成高充電速率，其中PHYS是一個(gè)預(yù)先設(shè)定的遲滯值。
12.權(quán)利要求1的電源，其中所述第一溫度傳感器被放置在距離線轉(zhuǎn)換開關(guān)一個(gè)預(yù)先設(shè)定距離的位置處，以及表示第一檢測溫度的所述第一信號(hào)包括一個(gè)根據(jù)所述預(yù)告設(shè)定距離的溫度補(bǔ)償值。
13.權(quán)利要求12的電源，其中溫度補(bǔ)償值根據(jù)電池的充電速率而被確定。
14.一種病人護(hù)理系統(tǒng)，包括至少一個(gè)功能單元；以及一個(gè)被適合于耦合到至少一個(gè)功能單元且與其通訊的接口單元，所述高級(jí)接口單元包括一個(gè)具有外部功率輸出和內(nèi)部功率輸出的離線轉(zhuǎn)換開關(guān)；一個(gè)輸出表示第一檢測溫度的第一信號(hào)的第一溫度傳感器；一個(gè)輸出表示離線轉(zhuǎn)換開關(guān)檢測輸出電壓的第二信號(hào)VS的電壓傳感器；一個(gè)輸出表示離線轉(zhuǎn)換開關(guān)檢測輸出電流的第三信號(hào)IS的電流傳感器；一個(gè)供應(yīng)電池電壓的電池；一個(gè)被電耦合到離線轉(zhuǎn)換開關(guān)和以一充電速率為電池充電的電池的充電器；系統(tǒng)DC功率裝置，其被電耦合到離線轉(zhuǎn)換開關(guān)且被電連接到電池上以交替地接收來自其中的系統(tǒng)DC功率，所述系統(tǒng)DC功率裝置產(chǎn)生一組電壓，至少所述一組電壓中的一個(gè)電壓被供給到所述的至少一個(gè)功能單元；一個(gè)存儲(chǔ)功率管理過程的存儲(chǔ)器；以及與所述傳感器通訊用于響應(yīng)所述第一、第二及第三信號(hào)根據(jù)功率管理過程改變電池的充電速率的處理器裝置。
15.權(quán)利要求14的病人護(hù)理系統(tǒng)，其中所述處理器裝置進(jìn)一步包括通過所述第二信號(hào)乘以所述第三信號(hào)來確定內(nèi)部功率負(fù)載；以及基于所述第一檢測溫度確定額定功率，其中處理器裝置響應(yīng)于所述被確定的內(nèi)部功率負(fù)載和所述額定功率而改變充電速率。
16.權(quán)利要求14的病人護(hù)理系統(tǒng)，其中所述處理器裝置供應(yīng)充電速率信號(hào)，并且進(jìn)一步包括一個(gè)充電電路，其響應(yīng)于充電速率信號(hào)，其被耦合到電池充電器上以設(shè)置電池的充電速率，其中處理器裝置利用充電速率信號(hào)來改變充電速率。
17.權(quán)利要求16的病人護(hù)理系統(tǒng)，其中充電速率電路包括一個(gè)分壓器。
18.權(quán)利要求16的病人護(hù)理系統(tǒng)，其中充電速率信號(hào)指示是否電池在高充電速率下被充電或在低充電速率下被充電，以及充電速率電路將電池的充電速率設(shè)置成高充電速率或設(shè)置成低充電速率。
19.權(quán)利要求14的病人護(hù)理系統(tǒng)，包括一個(gè)電池溫度傳感器，其被熱耦合到電池上并且輸出表示檢測電池溫度的第四信號(hào)，其中處理器裝置響應(yīng)于所述第四信號(hào)來調(diào)節(jié)電池的充電速率。
20.權(quán)利要求14的病人護(hù)理系統(tǒng)，其中充電速率初始為一個(gè)高充電速率，并且所述處理器裝置包括在高充電速率下將所述第二信號(hào)VS和所述第三信號(hào)IS分別存儲(chǔ)為VH和IH；促使電池充電器將充電速率降低成低充電速率，以及同時(shí)在低充電速率下所述處理器裝置確定檢測的輸出電壓VL和檢測輸出電流IL，基于所述第一信號(hào)確定額定功率PTEMP，以及當(dāng)額定功率PTEMP超出(((VS-VL+VH)*(IS-IL+IH))+PHYS)時(shí)促使電池充電器改變成高充電速率，其中PHYS是一個(gè)預(yù)先設(shè)定的遲滯值。
21.權(quán)利要求14的病人護(hù)理系統(tǒng)，其中所述第一溫度傳感器被放置在距離線轉(zhuǎn)換開關(guān)一個(gè)預(yù)先設(shè)定距離的位置處，以及表示第一檢測溫度的所述第一信號(hào)包括一個(gè)根據(jù)所述預(yù)先設(shè)定距離的溫度補(bǔ)償值。
22.權(quán)利要求21的病人護(hù)理系統(tǒng)，其中溫度補(bǔ)償值根據(jù)電池的充電速率而被確定。
23.一種管理在病人護(hù)理系統(tǒng)中功率的方法包括在第一充電速率下為電池充電；測量內(nèi)部電源的第一溫度；測量來自內(nèi)部電源的供給電壓VH和供給電流IH；確定由內(nèi)部電源在第一充電速率下所供的供給功率；確定第一溫度的最大允許功率PTEMP；以及當(dāng)所供功率超出最大允許功率PTEMP時(shí)，改變電池的充電速率。
24.權(quán)利要求23的方法，其中所述確定供給的功率包括通過所述檢測輸出電壓VS乘以所檢測的輸出電流IA確定內(nèi)部功率負(fù)載PS；其中所述變化響應(yīng)于所述確定的內(nèi)部功率負(fù)載PA和額定功率PTEMP改變充電速率。
25.權(quán)利要求23的方法，其中所述第一充電速率是一個(gè)高充電速率；并且進(jìn)一步包括測量并且存儲(chǔ)在低充電速率下從內(nèi)部電源所供的電壓VL和所供的電流IL；測量來自內(nèi)部電源的工作供給電壓VS和工作供給電流IS；測量內(nèi)部電源的第二溫度；以及確定第二溫度的最大允許功率PTEMP，其中當(dāng)最大允許功率PTEMP超出((VS-VL+VH)*(IS-IL+IH))+PHYS時(shí)，所述變化通過在高充電速率下充電改變充電速率，其中所述的PHYS是一個(gè)預(yù)先設(shè)定的功率遲滯值。
26.權(quán)利要求23的方法，其中第一溫度傳感器被放置在距離線轉(zhuǎn)換開關(guān)一個(gè)預(yù)先設(shè)定距離的位置處，并且進(jìn)一步包括根據(jù)預(yù)定設(shè)定的距離調(diào)節(jié)所述的第一溫度。
27.權(quán)利要求26的方法，其進(jìn)一步包括根據(jù)電池的充電速率調(diào)節(jié)所述第一溫度。
28.用于管理在病人護(hù)理系統(tǒng)中功率的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)一并使用，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取的存儲(chǔ)介質(zhì)以及一個(gè)預(yù)嵌入其中的計(jì)算機(jī)程序機(jī)構(gòu)，所述的計(jì)算機(jī)程序機(jī)構(gòu)包括一個(gè)功率管理器，其促使電池在第一充電速率下充電，測量內(nèi)部電源的第一溫度，確定在第一充電速率下由內(nèi)部電源所供的供給功率，確定第一溫度的最大允許功率，以及當(dāng)所供功率超出最大允許功率時(shí)改變電池的充電速率；以及周期性調(diào)用所述功率管理器的指令。
29.權(quán)利要求28的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)程序機(jī)構(gòu)進(jìn)一步包括一個(gè)電池溫度管理器，其監(jiān)視電池的溫度并且促使電池的充電速率基于電池溫度而被調(diào)節(jié)。
30.權(quán)利要求28的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中第一充電速率是一個(gè)高的充電速率，并且所述功率管理器進(jìn)一步包括這樣的指令，所述指令測量并且存儲(chǔ)在低充電速率下從內(nèi)部電源所供的電壓VL和所供的電流IL；測量來自內(nèi)部電源的工作供給電壓VS和工作供給電流IS；測量內(nèi)部電源的第二溫度；以及確定第二溫度的最大允許功率PTEMP，其中當(dāng)最大允許功率PTEMP超出((VS-VL+VH)*(IS-IL+IH))+PHYS時(shí)，改變充電速率，其中所述的PHYS是一個(gè)預(yù)先設(shè)定的功率遲滯值。
31.權(quán)利要求28的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中第一溫度傳感器被放置在距離線轉(zhuǎn)換開關(guān)一個(gè)預(yù)先設(shè)定距離的位置處，并且所述功率管理器進(jìn)一步包括這樣的指令，所述指令根據(jù)預(yù)定設(shè)定的距離調(diào)節(jié)所述的第一溫度。
32.權(quán)利要求31的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中所述功率管理器進(jìn)一步包括根據(jù)電池的充電速率調(diào)節(jié)第一溫度的指令。
全文摘要
在病人護(hù)理系統(tǒng)的電源(200)中，功率管理系統(tǒng)監(jiān)視一個(gè)離線轉(zhuǎn)換開關(guān)(232)的溫度并且在溫度和功率極限范圍內(nèi)調(diào)節(jié)由所述離線轉(zhuǎn)換開關(guān)(232)所供的電流量來操作所述離線轉(zhuǎn)換開關(guān)(232)。
文檔編號(hào)H02J7/10GK1426621SQ01808795
公開日2003年6月25日 申請(qǐng)日期2001年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月29日
發(fā)明者H·A·布朗, J·莫斯曼, G·C·利斯 申請(qǐng)人:阿拉里斯醫(yī)療系統(tǒng)公司