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一种恒功率控制电路

2021-01-28 03:56:14

一种恒功率控制电路

  技术领域

  本实用新型涉及电路控制技术领域,尤其是一种恒功率控制电路。

  背景技术

  目前多数电子产品采用集成化电路(例如:NeuroTrac),例如促醒治疗仪产品等,便携式设计将传统交流电设计改为可充电可更换式锂离子电池,在无外接电源条件下,产品仍可正常使用,尤其方便患者床旁即时使用,也方便外出会诊携带,但在使用过程中,电池的电压会随着电量减少逐渐下降,从电池额定电压的约120%下降到电池额定电压的80%或更低,加上电子电路没有对促醒治疗仪的电流进行有效的控制,在使用过程中,治疗仪电探头会随着电池电压的下降发生明显的由强到弱的变化,造成电流强度的波动范围大大超出治疗所规定的范围。如果电流强度过高,会对患者造成过刺激,损伤神经,如果电流强度过低,达不到电刺激促醒效果,达不到治疗目的,急需一种恒功率控制电路解决上述问题。

  实用新型内容

  (一)解决的技术问题

  本实用新型的目的是克服现有技术的不足,本实用新型提供了一种恒功率控制电路,采样电路进行电压电流采样,利用控制器进行计算,更新占空比,通过PWM进行输出调节。

  (二)技术方案

  本实用新型的技术方案:一种恒功率控制电路,包括电压采样电路,用于促醒治疗仪输出探头的电压采样;

  电流采样电路,用于促醒治疗仪输出探头的电流采样;

  AD转换模块,用于采样数据进行模数转换;

  控制器,用于运算,控制输出电信号;

  驱动电路,用于电信号输出;

  输出探头Tx;

  AD转换模块与控制器电连接,控制器与驱动电路和输出探头Tx依次电连接,输出探头Tx的输出端与电压采样电路电连接,电压采样电路与AD转换模块电连接,输出探头Tx的输出端与电流采样电路电连接后与AD转换模块电连接。

  电压采样电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1、第四芯片U4,其中输出探头Tx与第四芯片U4输入端通过第一电阻R1电连接,第一电容C1与第一电阻R1并联,第四芯片U4输入端与输出端通过第二电阻R2电连接,第四芯片U4的另一输入端通过第三电阻R3接地,第四芯片U4与AD转换模块输入端电连接。

  电流采样电路包括第二芯片U2、第三芯片U3、分流器FL、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7,其中输出探头Tx的测试端串联分流器FL,采集分流器FL两端电压与第二芯片U2输入端电连接,第二芯片U2信号输出端和时钟端分别与第三芯片U3电连接,第二芯片U2信号输出端与第四电阻R4一端连接,第四电阻R4另一端与电平端电连接,第二芯片U2时钟端与第五电阻R5一端连接,第五电阻R5另一端与电平端电连接,第三芯片U3的输出端与第六电阻R6电连接后接入第一芯片U1的信号端,第三芯片U3的时钟端与第七电阻R7电连接后接入第一芯片U1的信号端,第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4均为去耦电容,用于去除干扰。

  进一步地,第二芯片U2型号为ADS1100,测量误差低于0.7%,精度高。

  进一步地,控制器包括第一芯片U1,型号为STM32F103,性能可靠。

  驱动电路包括三极管Q1、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10和输出探头Tx,第八电阻R8、第九电阻R9、三极管Q1和输出探头Tx依次电性连接,第十电阻R10一端与三极管Q1集电极电连接,另一端与三极管Q1发射极电连接。

  第三芯片U3型号为ADuM1250,具有极强的抗扰性能。

  第四芯片U4型号为LM358D,性能稳定,性价比高。

  (三)有益效果

  本实用新型的优点在于:通过在输出探头Tx输出端设置电压采样电路及电流采样电路对电源输出端的输出电压或输出电流进行采样,通过AD转换模块将采集到数据进行转换,经由电气隔离后传递给控制器进行运算,更新占空比,通过PWM控制功率,使得输出探头Tx实时可控保持恒定,计算精度高,不需要人为实时调节,实用性强。

  附图说明

  图1为本实用新型的功能原理图。

  图2为本实用新型的电压采样电路。

  图3为本实用新型的电流采样电路。

  图4为本实用新型的驱动电路电气原理图。

  附图标记:第一芯片U1、第二芯片U2、第三芯片U3、第四芯片U4、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、三极管Q1、输出探头Tx、分流器FL。

  具体实施方式

  下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

  实施例1、请参阅图1-图4,一种恒功率控制电路,包括电压采样电路,用于促醒治疗仪输出探头的电压采样,电压采样电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1、第四芯片U4(型号为LM358D),第四芯片U4性能稳定,性价比高,其中输出探头Tx与第四芯片U4输入端通过第一电阻R1电连接,第一电容C1与第一电阻R1并联,第四芯片U4输入端与输出端通过第二电阻R2电连接,第四芯片U4的另一输入端通过第三电阻R3接地,第四芯片U4与AD转换模块输入端电连接;电流采样电路,用于促醒治疗仪输出探头的电流采样,包括第二芯片U2(型号为ADS1100)、第三芯片U3(型号为ADuM1250)、分流器FL、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7,其中输出探头Tx的测试端串联分流器FL,采集分流器FL两端电压与第二芯片U2输入端电连接,第二芯片U2信号输出端和时钟端分别与第三芯片U3电连接,具有极强的抗扰性能,第二芯片U2信号输出端与第四电阻R4一端连接,第四电阻R4另一端与电平端电连接,第二芯片U2时钟端与第五电阻R5一端连接,第五电阻R5另一端与电平端电连接,第三芯片U3的输出端与第六电阻R6电连接后接入第一芯片U1的信号端,第三芯片U3的时钟端与第七电阻R7电连接后接入第一芯片U1的信号端,第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4均为去耦电容,用于去除干扰;AD转换模块,用于采样数据进行模数转换;控制器包括第一芯片U1,型号为STM32F103,性能可靠,用于运算,控制输出电信号;驱动电路包括三极管Q1、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10和输出探头Tx,第八电阻R8、第九电阻R9、三极管Q1和输出探头Tx依次电性连接,第十电阻R10一端与三极管Q1集电极电连接,另一端与三极管Q1发射极电连接,用于电信号输出。

  工作原理:

  通过电压采样电路采集到输出探头Tx输出电压信号后,经滤波和第四芯片U4放大后通过AD转换模块将数据传输至控制器第一芯片U1。此外,分流器FL串联至输出探头Tx两端,电流采样电路采集分流器FL两侧电压,得出分流器FL上的压降,进而按比例算出流过分流器FL上的电流到电流信号后,通过AD转换模块将数据传输至隔离芯片(即第三芯片U3),最后反馈至控制器,控制器通过计算实际功率,控制PWM占空比并及时更新占空比,使得输出探头Tx保持恒功率,实用性强。

  需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

  尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本实用新型的保护范围由所附权利要求及其等同物限定。

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