醫用高頻高壓電源的製作方法
2023-04-26 18:46:36
醫用高頻高壓電源的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種醫用高頻高壓電源，包括主電路、連接主電路的控制電路、位於主電路和控制電路之間的驅動電路、連接在整流電路後面的軟啟動電路，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，軟啟動電路用於在交流電整流成直流後減小電壓衝擊；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換效率高（達80%)，能量利用效率顯著提高，明顯減少電網供電的負荷空損率，有利於節約能源；能有效提高體外結石病的臨床治療效果。在醫用X光機方面能有效地提高圖象的清淅度。
【專利說明】醫用局頻局壓電源
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及電源【技術領域】，特別是一種醫用高頻高壓電源。
【背景技術】
[0002]聞頻聞壓電源是相對於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，高頻高壓電源由於頻率高，變壓器可以做得很小。高頻高壓電源的優點是:體積小，精度高，動態響應快，技術含量高，隨著原材料價格的飛漲和技術發展，高頻高壓電源在價格上越來越具優勢。
[0003]隨著醫療技術的發展，高頻高壓電源在醫療上得到廣泛運用。現有技術中，申請號為201020520057.1的實用新型公開了一種醫用高頻高壓發生器，包括整流濾波模塊、電源變換電路模塊、負載模塊、控制迴路模塊，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，所述的控制迴路模塊與電源變換電路模塊連接。申請號為201020186768.X實用新型公開了一種用於醫用高頻診斷X射線機的高頻高壓發生器，主要由控制單元、驅動單元、電源供電單元以及X射線發生單元構成。中央控制器與驅動控制器、交流接觸器、整流濾波器、旋轉陽極驅動器以及控制臺相連接；驅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於旋轉陽極驅動器以及交流接觸器和整流濾波器之間相連接的線路上。申請號為201120071368.9的實用新型公開了一種高頻高壓電源:主迴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，脈衝激發電路和除塵電場。申請號為201310507603.6的發明公開了一種高頻高壓電源用散熱系統，包括:安裝在外殼內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，用於監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，用於監測逆變箱內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]其他相關現有技術:論文《高頻高壓開關電源的設計》(中國知網，王蓉，南昌大學，2008 年)。
[0005]上述現有技術，在如何節約能源方面，有待進一步改進。
實用新型內容
[0006]本實用新型所要解決的技術問題是，提供一種醫用高頻高壓電源，其輸出功率與輸入功率之比轉換效率高，有利於節約能源。
[0007]本實用新型的技術方案是:一種醫用高頻高壓電源，包括主電路、連接主電路的控制電路和位於主電路和控制電路之間的驅動電路，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後面的軟啟動電路，用於在交流電整流成直流後減小電壓衝擊。
[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後，經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秒後繼電器吸合，將限流電阻短接，後級負載正常供電。
[0010]所述控制電路包括防止高壓誤輸出電路，用於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、三極體、電容、二極體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、二極體組成的橋式整流電路、電阻、電容、低壓電源、三極體組成。
[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體、電阻和電容組成。
[0013]所述控制電路還包括限流穩壓電路，限流穩壓電路主要由半波整流電路、集成電路、電阻、二極體、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；顯示電路採用電壓表、高壓電壓表顯示或者採用單片機數碼顯示。
[0016]所述控制電路為佔空比控制電路。
[0017]所述醫用高頻高壓電源包括機箱，所述機箱內部設有側板、上板和下板；所述側板豎直安裝在機箱內中部後側，上板和下板分別固定在側板的上部和下部，所述逆變電路、驅動電路安裝在上板上，所述控制電路安裝在側板上，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]所述醫用高頻高壓電源還包括散熱系統；所述散熱系統包括進風口、出風口和散熱風機，上板和下板上設有通風孔，上板、下板、側板與機箱內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的出風口附近。
[0019]本實用新型的優點是:輸出功率與輸入功率之比轉換效率高(達80%)，能量利用效率顯著提高，明顯減少電網供電的負荷空損率，有利於節約能源；高頻高壓電源波紋係數小，直流充電效率高、穩定，對體外衝擊波碎石機的衝擊波穩定產生與焦點集中有利，能有效提高體外結石病的臨床治療效果。在醫用X光機方面能有效地提高圖象的清淅度。散熱系統的設置，有利於醫用高頻高壓電源內部的通風散熱和正常使用，延長電子元件的使用壽命。
[0020]本實用新型醫用高頻高壓電源，主要用於醫用體外衝擊波碎石機，也可廣泛用於X光高壓源、臭氧產生、高壓靜電噴塗等領域。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1是本實用新型醫用聞頻聞壓電源的電路結構不意圖；
[0022]圖2是本實用新型中的軟啟動電路的結構原理示意圖；
[0023]圖3是本實用新型中的防止高壓誤輸出電路的結構原理示意圖；
[0024]圖4是本實用新型中的高壓過壓保護電路的結構原理示意圖；
[0025]圖5是本實用新型中的高溫保護電路的結構原理示意圖；
[0026]圖6是本實用新型中的限流穩壓電路的結構原理示意圖；
[0027]圖7是本實用新型中的高壓控制電路的結構原理示意圖。
【具體實施方式】
[0028]如圖1所示，醫用高頻高壓電源包括主電路、連接主電路的控制電路和位於主電路和控制電路之間的驅動電路，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後面的軟啟動電路，用於在交流電整流成直流後減小電壓衝擊。
[0029]電路原理:AC220V電源經全波整流、逆變、佔空比控制、驅動、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 ;佔空比控制調製O?50%可調。
[0031]本實用新型參數主要用於醫用體外衝擊波碎石機，固定頻率15KHz — 40kHz,高壓輸出最大值20kV，(可調整佔空比，改變高壓輸出值)；高壓開關管開關電壓1kV(不可調)。
[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，經濾波後由全橋整流、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。由於整流電路中的濾波電容比較大，經整流後的直流電壓達310V，如果這個電壓直接加在C4、C5電容上，會導致過大的衝擊電流，為減小衝擊，避免燒壞整流塊DC，採用了軟啟動電路。
[0035]軟啟動原理:單相交流電整流成直流後，經限流電阻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秒後JKl繼電器吸合，常開觸頭JKl閉合將限流電阻Rl短接，後級負載正常供電，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腳輸出脈衝信號，C19充電到一定值後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:設備正常工作後，高壓變壓器檢測繞組輸出檢測電壓(方波交流信號)經SP7輸入見，如圖4所示，檢測的方波交流電壓經整流、R7、R8分壓後，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，設備在規定溫度範圍正常工作時，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腳輸出脈衝信號，主電路停止工作達到保護功能。
[0043]5、限流穩壓
[0044]原理:如圖6所示，取樣電壓由開關管對地迴路E極磁圈耦合取得經S4輸入，半波整流後給IC4提供控制電壓。取樣電低時IC2第6腳輸出1.4V電壓，可控連續升、降高壓，當取樣電高於調整值時IC2第6腳輸出11.4V電壓，電路處於穩壓狀態，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，參數調整後即固定不變，調壓時只調整電位器WR2，實則是調整SG3525第8腳的輸入電壓，改變輸出波形的佔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，也可實現單片機數碼顯示。
[0051]所述醫用高頻高壓電源包括機箱，所述機箱內部設有側板、上板和下板；所述側板豎直安裝在機箱內中部後側，上板和下板分別固定在側板的上部和下部，所述逆變電路、驅動電路安裝在上板上，所述控制電路安裝在側板上，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]所述醫用高頻高壓電源還包括散熱系統；所述散熱系統包括進風口、出風口和散熱風機，上板和下板上設有通風孔，上板、下板、側板與機箱內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下部，順著機箱內的氣流通道，穿過上板和下板上的通風孔，帶走機箱內電器元件產生的熱量，從機箱頂部的出風口流出。還可在機箱二側加設側面進風口，使外部冷空氣更容易流經機箱內各電器元件。還可將控制電路安裝在側板的正面，在側板的反面安裝散熱器，散熱器的翅片穿過側板，散熱器位於側板與機箱內後壁之間的氣流通道內，能夠更好地將控制電路元器件產生的熱量散出去。
[0053]以上所述僅為本實用新型的優選實施例，並不用於限制本實用新型，對於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，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範圍之內。
【權利要求】
1.一種醫用聞頻聞壓電源，包括王電路、連接王電路的控制電路和位於王電路和控制電路之間的驅動電路，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，其特徵是，還包括連接在整流電路後面的軟啟動電路；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.根據權利要求1所述的醫用高頻高壓電源，其特徵是，單相交流電整流成直流後，經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秒後繼電器吸合，將限流電阻短接，後級負載正常供電。
3.根據權利要求1所述的醫用高頻高壓電源，其特徵是，所述控制電路包括防止高壓誤輸出電路，用於在設備啟動防止高壓誤輸出。
4.根據權利要求1所述的醫用高頻高壓電源，其特徵是，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壓電路。
5.根據權利要求1所述的醫用高頻高壓電源，其特徵是，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.根據權利要求1所述的醫用高頻高壓電源，其特徵是，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；顯示電路採用電壓表、高壓電壓表顯示或者採用單片機數碼顯示。
7.根據權利要求1所述的醫用高頻高壓電源，其特徵是，所述控制電路為佔空比控制電路。
8.根據權利要求1所述的醫用高頻高壓電源，其特徵是，包括機箱，所述機箱內部設有側板、上板和下板；所述側板豎直安裝在機箱內中部後側，上板和下板分別固定在側板的上部和下部，所述逆變電路、驅動電路安裝在上板上，所述控制電路安裝在側板上，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.根據權利要求8所述的醫用高頻高壓電源，其特徵是，還包括散熱系統；所述散熱系統包括進風口、出風口和散熱風機，上板和下板上設有通風孔，上板、下板、側板與機箱內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 優先權日:2014年6月18日
【發明者】鄭華生 申請人:湛江市美健醫療器械有限公司