CN104577964A - 一种用于根管长度测量仪的电源保护电路及保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于根管长度测量仪的电源保护电路及保护方法，包括主控芯片、电源输入模块、电源输出滤波模块、电路状态指示灯模块、过流保护模块和锂电池过压保护模块；电源输入模块连接主控芯片的电源输入端；主控芯片的电源输出端连接电源输出滤波模块；主控芯片的状态控制端连接电路状态指示灯模块；主控芯片的限流值设置端连接过流保护模块；主控芯片的锂电池电压采集端连接锂电池过压保护模块。发明在三种情况下能迅速切断电源,对目标电路和锂电池起到保护作用,即(1)输入电压过高或电流过大时；(2)锂电池异常充电或使用异常时；(3)环境温度过高时；还具备状态指示功能，能使使用者及时发现电路的异常状态并迅速采取相应措施。

Description

一种用于根管长度测量仪的电源保护电路及保护方法

技术领域

本发明涉及紧急保护电路装置技术领域，尤其是一种用于根管长度测量仪的具有过压、过流及电池过压保护的电源保护电路及保护方法。

背景技术

根管长度测量仪(简称“根测仪”)是一种用于测量牙齿根管长度的口腔科辅助设备，用于帮助医生在进行牙齿根管治疗前，测量出牙齿根管到达牙齿根尖区的实际长度。根管长度测量仪使用时将根管锉插入到牙齿根管中，然后将根管锉与根管长度测量仪主机的电路连接；根管长度测量仪主机的另一电极与挂在口腔中的唇挂钩电路连接。根管锉在牙齿根管内发出两个不同频率的电流，主机测量两个电流通过根管的电阻值的比值(该比值不受根管内电解质的影响)，确定根管锉尖在根管内的位置。当根管锉到达根尖区时，根管长度测量仪的主机上可实时显示并发出警报，医生拿出根管锉测量进入到牙齿根管中的实际长度，便可测量出牙齿根管实际长度。在根管测量的时候根管长度测量仪会在测试端送出一个8K高频信号和一个400Hz低频信号，并分别得到两个频率对应的阻抗，再根据两个频率下阻抗的大小来查一个已知的测量结果对应表从而得到测量结果。

现有的根管长度测量仪电池供电端、充电电源输入端没有设置过压、过流保护电路，当充电输入电压过高或电池故障后电压(电流)升高后，会导致整个电路板烧损，严重时可能会导致操作者及患者受到电击的风险。

发明内容

本发明提供一种用于根管长度测量仪的电源保护电路及保护方法，所要解决的技术问题是现有技术中由于过压或过流而导致的电路板烧损，严重时危及人身安全的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于根管长度测量仪的电源保护电路，包括主控芯片、电源输入模块、电源输出滤波模块、电路状态指示灯模块、过流保护模块和锂电池过压保护模块；所述电源输入模块与所述主控芯片的电源输入端连接；所述主控芯片的电源输出端与所述电源输出滤波模块连接；所述主控芯片的状态控制端与所述电路状态指示灯模块连接；所述主控芯片的限流值设置端与所述过流保护模块连接；所述主控芯片的锂电池电压采集端与所述锂电池过压保护模块连接。

所述电源输入模块用于对输入电源进行滤波。

所述电源输出滤波模块用于对主控芯片的输出电源进行滤波。

所述过流保护模块用于设置保护电流值。

所述锂电池过压保护模块用于对锂电池的电压进行滤波并送入主控芯片进行检测。

所述主控芯片用于对电路的输入电压值、电流值及锂电池的电压值进行检测并判断，并发出控制指令。

所述电路状态指示灯模块用于接收主控芯片发出的控制指令来控制电路状态指示灯的亮和灭。本发明的有益效果是：(1)在具有电源适配器输入的电路中，当输入电压过高或者电流过大的时候能够迅速切断电源，或者在环境温度过高时迅速切断电源，从而保护目标电路，可以避免产生烧毁后端电路的风险，同时还可以避免由于烧毁后端电路而引起的如火灾之类的安全事故；(2)当锂电池出现充电异常或者是使用异常而导致其电压升高的时候，能够迅速切断电源，从而保护锂电池不被损坏。(3)当出现上述三种保护情况的时候信号指示灯RED被点亮，告知使用者目前电路处于异常状态，应迅速采取相应措施。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述电源输入模块包括第一电容，所述第一电容的一端连接所述主控芯片的电源输入端，另一端接地。

进一步，所述电源输出滤波模块包括目标电路和第二电容；所述目标电路的输入端连接所述主控芯片的电源输出端；所述第二电容的一端连接所述主控芯片的电源输出端，另一端接地。

进一步，所述电路状态指示灯模块包括第一电阻和发光二极管；所述第一电阻的一端连接所述主控芯片的状态控制端，另一端连接所述发光二极管的负极，所述发光二极管的正极连接所述主控芯片的电源输入端。

进一步，所述过流保护模块包括第二电阻，所述第二电阻的一端连接所述主控芯片的限流值设置端，另一端接地。

进一步，所述锂电池过压保护模块包括第三电阻、第三电容和锂电池；所述第三电阻的一端连接所述主控芯片的锂电池电压采集端，另一端连接所述锂电池的正极，所述锂电池的负极接地；所述第三电容的一端连接所述主控芯片的锂电池电压采集端，另一端接地。

进一步，所述主控芯片采用BQ24314芯片；所述BQ24314芯片的I N端口为所述主控芯片的电源输入端；所述BQ24314芯片的OUT端口为所述主控芯片的电源输出端；所述BQ24314芯片的端口为所述主控芯片的状态控制端；所述BQ24314芯片的ILIM端口为所述主控芯片的限流值设置端；所述BQ24314芯片的VBAT端口为所述主控芯片的锂电池电压采集端；所述BQ24314芯片的VSS端口和端口均接地。

本发明还提供了一种用于根管长度测量仪的电源保护电路及保护方法，包括以下步骤：

步骤1：采集电路的输入电压值、电流值和锂电池电压值。

步骤2：判断当所述输入电压值高于设定的电压限值时，或当所述电流值大于保护电流值时，又或当所述锂电池电压值高于设定的锂电池电压限值时，自动切断电源并点亮信号指示灯进行告警。

附图说明

图1为本发明的原理框图；

图2为本发明的电路原理图；

图3为本发明保护方法的方法流程图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

U1、主控芯片，1、电源输入模块，2、电源输出滤波模块，3、电路状态指示灯模块，4、过流保护模块，5、锂电池过压保护模块，C1、第一电容，C2、第二电容，C3、第三电容，U2、目标电路，R1、第一电阻，R2、第二电阻，R3、第三电阻，RED、发光二极管。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

在一具体实施方式中，如图1、图2所示，一种用于根管长度测量仪的电源保护电路，包括主控芯片U1、电源输入模块1、电源输出滤波模块2、电路状态指示灯模块3、过流保护模块4和锂电池过压保护模块5；所述电源输入模块1与所述主控芯片U1的电源输入端连接；所述主控芯片U1的电源输出端与所述电源输出滤波模块2连接；所述主控芯片U1的状态控制端与所述电路状态指示灯模块3连接；所述主控芯片U1的限流值设置端与所述过流保护模块4连接；所述主控芯片U1的锂电池电压采集端与所述锂电池过压保护模块5连接。

所述电源输入模块1包括第一电容C1，所述第一电容C1的一端连接所述主控芯片U1的电源输入端，另一端接地。

所述电源输出滤波模块2包括目标电路U2和第二电容C2；所述目标电路U2的输入端连接所述主控芯片U1的电源输出端；所述第二电容C2的一端连接所述主控芯片U1的电源输出端，另一端接地。

所述电路状态指示灯模块3包括第一电阻R1和发光二极管RED；所述第一电阻R1的一端连接所述主控芯片U1的状态控制端，另一端连接所述发光二极管RED的负极，所述发光二极管RED的正极连接所述主控芯片U1的电源输入端。

所述过流保护模块4包括第二电阻R2，所述第二电阻R2的一端连接所述主控芯片U1的限流值设置端，另一端接地。

所述锂电池过压保护模块5包括第三电阻R3、第三电容C3和锂电池；所述第三电阻R3的一端连接所述主控芯片U1的锂电池电压采集端，另一端连接所述锂电池的正极，所述锂电池的负极接地；所述第三电容C3的一端连接所述主控芯片U1的锂电池电压采集端，另一端接地。

所述主控芯片U1采用BQ24314芯片；所述BQ24314芯片的I N端口为所述主控芯片U1的电源输入端；所述BQ24314芯片的OUT端口为所述主控芯片U1的电源输出端；所述BQ24314芯片的端口为所述主控芯片U1的状态控制端；所述BQ24314芯片的ILIM端口为所述主控芯片U1的限流值设置端；所述BQ24314芯片的VBAT端口为所述主控芯片U1的锂电池电压采集端；所述BQ24314芯片的VSS端口和端口均接地。

所述电源输入模块1用于对输入电源进行滤波。

所述电源输出滤波模块2用于对主控芯片U1的输出电源进行滤波。

过流保护模块4用于根据需要调节第二电阻R2的大小来设置保护电流值，保护电流值I＝25/R2(A)。

所述锂电池过压保护模块5用于对锂电池的电压进行滤波并送入主控芯片U1进行检测。

所述主控芯片U1用于对电路的输入电压值、电流值及锂电池的电压值进行检测并判断，并发出控制指令。

所述电路状态指示灯模块3用于接收主控芯片U1发出的控制指令来控制电路状态指示灯的亮和灭。如图3所示，一种用于根管长度测量仪的电源保护电路及保护方法，包括以下步骤：

步骤1：采集电路的输入电压值、电流值和锂电池电压值。

步骤2：判断当所述输入电压值高于设定的电压限值时，或当所述电流值大于保护电流值时，又或当所述锂电池电压值高于设定的锂电池电压限值时，自动切断电源并点亮信号指示灯进行告警。

本发明主要使用于根管长度测量仪的的电路的前端电源保护。具有输入电源过压(过压限值为5.85V)、过流、电池电压过高(电池电压限值为4.35V)及电源保护指示灯的功能。本发明的功能描述如下：

(1)当系统的输入电压高于5.85V的时候，本发明会自动切断电源，从而保护后端的电路。

(2)当流过本发明的电流大于1A时，本发明会自动切断电源，从而保护目标电路U2。

(3)当锂电池的电压高于4.35V的时间超过50mS时，本发明会自动切断电源，从而保护目标电路U2；本发明中锂电池通过由第三电阻R3和第三电容R3组成的RC低通滤波器连接到BQ24314芯片，该RC滤波器的作用为滤掉一些干扰信号，提高电路的可靠性。

当本发明进入保护状态的时候，电路状态指示灯模块3的发光二极管RED会被点亮，表示本发明的电路处于保护状态，没有输出电压。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。7 -->

Claims (8)

1.一种用于根管长度测量仪的电源保护电路，其特征在于，包括主控芯片(U1)、电源输入模块(1)、电源输出滤波模块(2)、电路状态指示灯模块(3)、过流保护模块(4)和锂电池过压保护模块(5)；所述电源输入模块(1)与所述主控芯片(U1)的电源输入端连接；所述主控芯片(U1)的电源输出端与所述电源输出滤波模块(2)连接；所述主控芯片(U1)的状态控制端与所述电路状态指示灯模块(3)连接；所述主控芯片(U1)的限流值设置端与所述过流保护模块(4)连接；所述主控芯片(U1)的锂电池电压采集端与所述锂电池过压保护模块(5)连接；

所述电源输入模块(1)用于对输入电源进行滤波；

所述电源输出滤波模块(2)用于对主控芯片(U1)的输出电源进行滤波；

所述过流保护模块(4)用于设置保护电流值；

所述锂电池过压保护模块(5)用于对锂电池的电压进行滤波并送入主控芯片(U1)进行检测；

所述主控芯片(U1)用于对电路的输入电压值、电流值及锂电池的电压值进行检测并判断，并发出控制指令；

所述电路状态指示灯模块(3)用于接收主控芯片(U1)发出的控制指令来控制电路状态指示灯的亮和灭。

2.根据权利要求1所述一种用于根管长度测量仪的电源保护电路，其特征在于，所述电源输入模块(1)包括第一电容(C1)，所述第一电容(C1)的一端连接所述主控芯片(U1)的电源输入端，另一端接地。

3.根据权利要求1所述一种用于根管长度测量仪的电源保护电路，其特征在于，所述电源输出滤波模块(2)包括目标电路(U2)和第二电容(C2)；所述目标电路(U2)的输入端连接所述主控芯片(U1)的电源输出端；所述第二电容(C2)的一端连接所述主控芯片(U1)的电源输出端，另一端接地。

4.根据权利要求1所述一种用于根管长度测量仪的电源保护电路，其特征在于，所述电路状态指示灯模块(3)包括第一电阻(R1)和发光二极管(RED)；所述第一电阻(R1)的一端连接所述主控芯片(U1)的状态控制端，另一端连接所述发光二极管(RED)的负极，所述发光二极管(RED)的正极连接所述主控芯片(U1)的电源输入端。

5.根据权利要求1所述一种用于根管长度测量仪的电源保护电路，其特征在于，所述过流保护模块(4)包括第二电阻(R2)，所述第二电阻(R2)的一端连接所述主控芯片(U1)的限流值设置端，另一端接地。

6.根据权利要求1所述一种用于根管长度测量仪的电源保护电路，其特征在于，所述锂电池过压保护模块(5)包括第三电阻(R3)、第三电容(C3)和锂电池；所述第三电阻(R3)的一端连接所述主控芯片(U1)的锂电池电压采集端，另一端连接所述锂电池的正极，所述锂电池的负极接地；所述第三电容(C3)的一端连接所述主控芯片(U1)的锂电池电压采集端，另一端接地。

7.根据权利要求1至6任一项所述一种用于根管长度测量仪的电源保护电路，其特征在于，所述主控芯片(U1)采用BQ24314芯片；所述BQ24314芯片的IN端口为所述主控芯片(U1)的电源输入端；所述BQ24314芯片的OUT端口为所述主控芯片(U1)的电源输出端；所述BQ24314芯片的端口为所述主控芯片(U1)的状态控制端；所述BQ24314芯片的ILIM端口为所述主控芯片(U1)的限流值设置端；所述BQ24314芯片的VBAT端口为所述主控芯片(U1)的锂电池电压采集端；所述BQ24314芯片的VSS端口和端口均接地。

8.一种用于根管长度测量仪的电源保护电路及保护方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：采集电路的输入电压值、电流值和锂电池电压值；

步骤2：判断当所述输入电压值高于设定的电压限值时，或当所述电流值大于保护电流值时，又或当所述锂电池电压值高于设定的锂电池电压限值时，自动切断电源并点亮信号指示灯进行告警。3 -->