醫(yī)用高頻高壓電源的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種醫(yī)用高頻高壓電源，包括主電路、連接主電路的控制電路、位于主電路和控制電路之間的驅(qū)動電路、連接在整流電路后面的軟啟動電路，主電路包括依次連接的濾波電路、整流電路、逆變電路和高頻高壓器，軟啟動電路用于在交流電整流成直流后減小電壓沖擊；所述軟啟動電路包括限流電阻、與限流電阻連接的繼電器、與繼電器連接的延時電路、給延時電路提供工作電壓的低壓電源。本實用新型的輸出功率與輸入功率之比轉(zhuǎn)換效率高（達80%)，能量利用效率顯著提高，明顯減少電網(wǎng)供電的負荷空損率，有利于節(jié)約能源；能有效提高體外結(jié)石病的臨床治療效果。在醫(yī)用X光機方面能有效地提高圖象的清淅度。
【專利說明】醫(yī)用局頻局壓電源

【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及電源【技術領域】，特別是一種醫(yī)用高頻高壓電源。

【背景技術】
[0002]聞頻聞壓電源是相對于工頻聞壓電源和中頻聞壓電源而目的。聞頻聞壓電源是一種高壓開關電源，其開關頻率大約在50kHz左右，中頻在2kHz左右，工頻為50/60HZ，高頻高壓電源由于頻率高，變壓器可以做得很小。高頻高壓電源的優(yōu)點是:體積小，精度高，動態(tài)響應快，技術含量高，隨著原材料價格的飛漲和技術發(fā)展，高頻高壓電源在價格上越來越具優(yōu)勢。
[0003]隨著醫(yī)療技術的發(fā)展，高頻高壓電源在醫(yī)療上得到廣泛運用。現(xiàn)有技術中，申請?zhí)枮?01020520057.1的實用新型公開了一種醫(yī)用高頻高壓發(fā)生器，包括整流濾波模塊、電源變換電路模塊、負載模塊、控制回路模塊，所述的整流濾波模塊與電源變換電路模塊連接，所述的電源變換電路模塊與負載模塊連接，所述的控制回路模塊與電源變換電路模塊連接。申請?zhí)枮?01020186768.X實用新型公開了一種用于醫(yī)用高頻診斷X射線機的高頻高壓發(fā)生器，主要由控制單元、驅(qū)動單元、電源供電單元以及X射線發(fā)生單元構(gòu)成。中央控制器與驅(qū)動控制器、交流接觸器、整流濾波器、旋轉(zhuǎn)陽極驅(qū)動器以及控制臺相連接；驅(qū)動控制器與燈絲加熱器、高壓油箱以及高頻逆變器相連接；X射線管與燈絲加熱器以及高壓油箱相連接；電源供電單元的三相濾波器、交流接觸器、整流濾波器和高頻逆變器依次連接，電源變壓器同時連接于旋轉(zhuǎn)陽極驅(qū)動器以及交流接觸器和整流濾波器之間相連接的線路上。申請?zhí)枮?01120071368.9的實用新型公開了一種高頻高壓電源:主回路中單相交流電源順次連接全控橋式整流電路，LC濾波電路，IGBT全橋逆變電路，高頻升壓變壓器，整流取樣電路，脈沖激發(fā)電路和除塵電場。申請?zhí)枮?01310507603.6的發(fā)明公開了一種高頻高壓電源用散熱系統(tǒng)，包括:安裝在外殼內(nèi)的底面上的第一風機和第二風機；設置在外殼底面上，與第一風機位置對應的進風口 I ;設置在外殼底面上，與第二風機位置對應的出風口 ；安裝在油箱和逆變箱外壁上的散熱器；安裝在油箱蓋上，用于監(jiān)測高壓變壓器溫度變化的第一溫度傳感器；安裝在逆變箱內(nèi)，用于監(jiān)測逆變箱內(nèi)溫度變化的第二溫度傳感器；安裝在逆變箱門上的第三風機；設置在逆變箱門上，與第三風機位置對應的進風口 II ;開設在逆變箱頂部的多個散熱孔；設置在外殼底部四個角處的支架；與第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、第一風機、第二風機和第三風機相連接，的風機控制器。
[0004]其他相關現(xiàn)有技術:論文《高頻高壓開關電源的設計》(中國知網(wǎng)，王蓉，南昌大學，2008 年)。
[0005]上述現(xiàn)有技術，在如何節(jié)約能源方面，有待進一步改進。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型所要解決的技術問題是，提供一種醫(yī)用高頻高壓電源，其輸出功率與輸入功率之比轉(zhuǎn)換效率高，有利于節(jié)約能源。
[0007]本實用新型的技術方案是:一種醫(yī)用高頻高壓電源，包括主電路、連接主電路的控制電路和位于主電路和控制電路之間的驅(qū)動電路，所述主電路包括依次連接的濾波電路、整流電路、逆變電路和高頻高壓器，還包括連接在整流電路后面的軟啟動電路，用于在交流電整流成直流后減小電壓沖擊。
[0008]所述軟啟動電路包括限流電阻、與限流電阻連接的繼電器、與繼電器連接的延時電路、給延時電路提供工作電壓的低壓電源。
[0009]單相交流電整流成直流后，經(jīng)限流電阻給電解電容充電，同時低壓電源給延時電路提供正常工作電壓，延時15秒后繼電器吸合，將限流電阻短接，后級負載正常供電。
[0010]所述控制電路包括防止高壓誤輸出電路，用于在設備啟動防止高壓誤輸出，所述防止高壓誤輸出電路主要由電阻、三極管、電容、二極管和壓力控制開關組成。
[0011]所述控制電路還包括高壓過壓保護電路，高壓過壓保護電路主要由壓力控制開關、二極管組成的橋式整流電路、電阻、電容、低壓電源、三極管組成。
[0012]所述控制電路還包括高溫保護電路，高溫保護電路主要由三極管、電阻和電容組成。
[0013]所述控制電路還包括限流穩(wěn)壓電路，限流穩(wěn)壓電路主要由半波整流電路、集成電路、電阻、二極管、電容和低壓電源組成。
[0014]所述控制電路還包括高壓控制電路，高壓控制電路主要由電阻、電位器、可變電阻組成。
[0015]所述醫(yī)用高頻高壓電源還包括主開關電路和顯示電路；所述主開關電路為通用半橋電路；顯示電路采用電壓表、高壓電壓表顯示或者采用單片機數(shù)碼顯示。
[0016]所述控制電路為占空比控制電路。
[0017]所述醫(yī)用高頻高壓電源包括機箱，所述機箱內(nèi)部設有側(cè)板、上板和下板；所述側(cè)板豎直安裝在機箱內(nèi)中部后側(cè)，上板和下板分別固定在側(cè)板的上部和下部，所述逆變電路、驅(qū)動電路安裝在上板上，所述控制電路安裝在側(cè)板上，所述濾波電路、整流電路、軟啟動電路和高頻高壓器安裝在下板上。
[0018]所述醫(yī)用高頻高壓電源還包括散熱系統(tǒng)；所述散熱系統(tǒng)包括進風口、出風口和散熱風機，上板和下板上設有通風孔，上板、下板、側(cè)板與機箱內(nèi)壁之間均預留有氣流通道，進風口設在機箱正面下部，出風口設在機箱頂部，散熱風機安裝在機箱內(nèi)的出風口附近。
[0019]本實用新型的優(yōu)點是:輸出功率與輸入功率之比轉(zhuǎn)換效率高(達80%)，能量利用效率顯著提高，明顯減少電網(wǎng)供電的負荷空損率，有利于節(jié)約能源；高頻高壓電源波紋系數(shù)小，直流充電效率高、穩(wěn)定，對體外沖擊波碎石機的沖擊波穩(wěn)定產(chǎn)生與焦點集中有利，能有效提高體外結(jié)石病的臨床治療效果。在醫(yī)用X光機方面能有效地提高圖象的清淅度。散熱系統(tǒng)的設置，有利于醫(yī)用高頻高壓電源內(nèi)部的通風散熱和正常使用，延長電子元件的使用壽命。
[0020]本實用新型醫(yī)用高頻高壓電源，主要用于醫(yī)用體外沖擊波碎石機，也可廣泛用于X光高壓源、臭氧產(chǎn)生、高壓靜電噴涂等領域。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是本實用新型醫(yī)用聞頻聞壓電源的電路結(jié)構(gòu)不意圖；
[0022]圖2是本實用新型中的軟啟動電路的結(jié)構(gòu)原理示意圖；
[0023]圖3是本實用新型中的防止高壓誤輸出電路的結(jié)構(gòu)原理示意圖；
[0024]圖4是本實用新型中的高壓過壓保護電路的結(jié)構(gòu)原理示意圖；
[0025]圖5是本實用新型中的高溫保護電路的結(jié)構(gòu)原理示意圖；
[0026]圖6是本實用新型中的限流穩(wěn)壓電路的結(jié)構(gòu)原理示意圖；
[0027]圖7是本實用新型中的高壓控制電路的結(jié)構(gòu)原理示意圖。

【具體實施方式】
[0028]如圖1所示，醫(yī)用高頻高壓電源包括主電路、連接主電路的控制電路和位于主電路和控制電路之間的驅(qū)動電路，所述主電路包括依次連接的濾波電路、整流電路、逆變電路和高頻高壓器，還包括連接在整流電路后面的軟啟動電路，用于在交流電整流成直流后減小電壓沖擊。
[0029]電路原理:AC220V電源經(jīng)全波整流、逆變、占空比控制、驅(qū)動、高頻變壓器輸出高壓、保護及顯示電路。
[0030]電源輸出指標:方波；電壓有效值配置O?20KV，高壓表顯示；固定頻率15KHz —40kHz ;占空比控制調(diào)制O?50%可調(diào)。
[0031]本實用新型參數(shù)主要用于醫(yī)用體外沖擊波碎石機，固定頻率15KHz — 40kHz,高壓輸出最大值20kV，(可調(diào)整占空比，改變高壓輸出值)；高壓開關管開關電壓1kV(不可調(diào))。
[0032]工作原理概述:
[0033]1、整流與軟啟動電路:輸入電源為單相交流220V，經(jīng)濾波后由全橋整流、大電容濾波輸出可得約310V的直流電壓。如圖2所示。
[0034]軟啟動電路主要由集成電路IC555組成。由于整流電路中的濾波電容比較大，經(jīng)整流后的直流電壓達310V，如果這個電壓直接加在C4、C5電容上，會導致過大的沖擊電流，為減小沖擊，避免燒壞整流塊DC，采用了軟啟動電路。
[0035]軟啟動原理:單相交流電整流成直流后，經(jīng)限流電阻Rl給電解電容C4、C5充電，同時低壓電源VCCl給IC555延時電路提供正常工作電壓，延時15秒后JKl繼電器吸合，常開觸頭JKl閉合將限流電阻Rl短接，后級負載正常供電，達到了軟啟動的目的。
[0036]2、設備啟動防止高壓誤輸出
[0037]原理:如圖3所示，上電時檢測點(測V)檢測到1V電壓，此電壓經(jīng)RlO提供Q6控制電壓，Q6導通，SP8輸出1V左右電壓直接控制SG3525第8腳(高電位有效)，禁止SG3525第11、14腳輸出脈沖信號，C19充電到一定值后Q7導通，Q6基極低電位，Q6截止，SP8輸出低電位，禁止高壓輸出解除。
[0038]3、高壓過壓保護
[0039]原理:設備正常工作后，高壓變壓器檢測繞組輸出檢測電壓(方波交流信號)經(jīng)SP7輸入見，如圖4所示，檢測的方波交流電壓經(jīng)整流、R7、R8分壓后，由U9第三腳輸入與U9第二腳設定電壓比較，符合設定值時在U9第六腳輸出控制電壓(高電位有效)。
[0040]保護過程與上述“2、設備啟動防止高壓誤輸出”原理相同，保護電壓高、低值可調(diào)整WRl設定。
[0041]4、高溫保護
[0042]原理:如圖5所示，V輸出點與SG3525第10腳連接，設備在規(guī)定溫度范圍正常工作時，Rt電阻近似無窮大，Q2截止，V輸出點輸出低電位，當主電路負載加重或有故障時溫度上升Rt電阻變小到調(diào)整值時，Q2導通，V輸出點輸出高電位控制SG3525第10腳，SG3525禁止第11、14腳輸出脈沖信號，主電路停止工作達到保護功能。
[0043]5、限流穩(wěn)壓
[0044]原理:如圖6所示，取樣電壓由開關管對地回路E極磁圈耦合取得經(jīng)S4輸入，半波整流后給IC4提供控制電壓。取樣電低時IC2第6腳輸出1.4V電壓，可控連續(xù)升、降高壓，當取樣電高于調(diào)整值時IC2第6腳輸出11.4V電壓，電路處于穩(wěn)壓狀態(tài)，則高壓不能再控制上升，同時起限壓作用。
[0045]6、高壓控制
[0046]如圖7所示，高壓控制電路由電阻R3、電位器WR2、可變電阻WR3等組成，R3與WR3是高壓控制上限、下限電阻，參數(shù)調(diào)整后即固定不變，調(diào)壓時只調(diào)整電位器WR2，實則是調(diào)整SG3525第8腳的輸入電壓，改變輸出波形的占空比達到高壓輸出的高低控制。
[0047]7、主開關電路
[0048]主開關電路為通用半橋電路。
[0049]8、顯示電路
[0050]電壓表及高壓電壓表顯示，也可實現(xiàn)單片機數(shù)碼顯示。
[0051]所述醫(yī)用高頻高壓電源包括機箱，所述機箱內(nèi)部設有側(cè)板、上板和下板；所述側(cè)板豎直安裝在機箱內(nèi)中部后側(cè)，上板和下板分別固定在側(cè)板的上部和下部，所述逆變電路、驅(qū)動電路安裝在上板上，所述控制電路安裝在側(cè)板上，所述濾波電路、整流電路、軟啟動電路和高頻高壓器安裝在下板上。
[0052]所述醫(yī)用高頻高壓電源還包括散熱系統(tǒng)；所述散熱系統(tǒng)包括進風口、出風口和散熱風機，上板和下板上設有通風孔，上板、下板、側(cè)板與機箱內(nèi)壁之間均預留有氣流通道，進風口設在機箱正面下部，出風口設在機箱頂部，散熱風機安裝在機箱內(nèi)的出風口附近。啟動散熱風機，機箱外冷空氣從進風口進入機箱內(nèi)下部，順著機箱內(nèi)的氣流通道，穿過上板和下板上的通風孔，帶走機箱內(nèi)電器元件產(chǎn)生的熱量，從機箱頂部的出風口流出。還可在機箱二側(cè)加設側(cè)面進風口，使外部冷空氣更容易流經(jīng)機箱內(nèi)各電器元件。還可將控制電路安裝在側(cè)板的正面，在側(cè)板的反面安裝散熱器，散熱器的翅片穿過側(cè)板，散熱器位于側(cè)板與機箱內(nèi)后壁之間的氣流通道內(nèi)，能夠更好地將控制電路元器件產(chǎn)生的熱量散出去。
[0053]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種醫(yī)用聞頻聞壓電源，包括王電路、連接王電路的控制電路和位于王電路和控制電路之間的驅(qū)動電路，所述主電路包括依次連接的濾波電路、整流電路、逆變電路和聞頻聞壓器，其特征是，還包括連接在整流電路后面的軟啟動電路；所述軟啟動電路包括限流電阻、與限流電阻連接的繼電器、與繼電器連接的延時電路、給延時電路提供工作電壓的低壓電源。
2.根據(jù)權利要求1所述的醫(yī)用高頻高壓電源，其特征是，單相交流電整流成直流后，經(jīng)限流電阻給電解電容充電，同時低壓電源給延時電路提供正常工作電壓，延時15秒后繼電器吸合，將限流電阻短接，后級負載正常供電。
3.根據(jù)權利要求1所述的醫(yī)用高頻高壓電源，其特征是，所述控制電路包括防止高壓誤輸出電路，用于在設備啟動防止高壓誤輸出。
4.根據(jù)權利要求1所述的醫(yī)用高頻高壓電源，其特征是，所述控制電路還包括高壓過壓保護電路、高溫保護電路和限流穩(wěn)壓電路。
5.根據(jù)權利要求1所述的醫(yī)用高頻高壓電源，其特征是，所述控制電路還包括高壓控制電路，高壓控制電路主要由電阻、電位器、可變電阻組成。
6.根據(jù)權利要求1所述的醫(yī)用高頻高壓電源，其特征是，還包括主開關電路和顯示電路；所述主開關電路為通用半橋電路；顯示電路采用電壓表、高壓電壓表顯示或者采用單片機數(shù)碼顯示。
7.根據(jù)權利要求1所述的醫(yī)用高頻高壓電源，其特征是，所述控制電路為占空比控制電路。
8.根據(jù)權利要求1所述的醫(yī)用高頻高壓電源，其特征是，包括機箱，所述機箱內(nèi)部設有側(cè)板、上板和下板；所述側(cè)板豎直安裝在機箱內(nèi)中部后側(cè)，上板和下板分別固定在側(cè)板的上部和下部，所述逆變電路、驅(qū)動電路安裝在上板上，所述控制電路安裝在側(cè)板上，所述濾波電路、整流電路、軟啟動電路和聞頻聞壓器安裝在下板上。
9.根據(jù)權利要求8所述的醫(yī)用高頻高壓電源，其特征是，還包括散熱系統(tǒng)；所述散熱系統(tǒng)包括進風口、出風口和散熱風機，上板和下板上設有通風孔，上板、下板、側(cè)板與機箱內(nèi)壁之間均預留有氣流通道，進風口設在機箱正面下部，出風口設在機箱頂部，散熱風機安裝在機箱內(nèi)的出風口附近。
【文檔編號】H05K7/20GK204030969SQ201420327706
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年6月18日 優(yōu)先權日:2014年6月18日
【發(fā)明者】鄭華生 申請人:湛江市美健醫(yī)療器械有限公司