CN104882846A - 用于麻醉机的保护装置和具有其的麻醉机 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种用于麻醉机的保护装置和具有其的麻醉机，该装置包括：负载控制模块；采样处理模块，用于采集所述麻醉机的负载电压信号，并将所述负载电压信号与第一预设基准电压信号进行比较以输出误差放大的负载电压信号；功率设置模块，用于将所述误差放大的负载电压信号和第二预设基准电压信号进行比较以输出控制电压信号；动态侦测模块，用于当所述控制电压信号为高电平时，控制所述负载控制模块的功率开关管导通，当所述控制电压信号为低电平时，延时预设时间，且如果在所述预设时间之后所述控制电压信号为低电平，则控制所述负载控制模块的功率开关管断开。该装置具有动态监测功能，且可以设置电路的功率以及动作时间、保护电流的大小。

Description

用于麻醉机的保护装置和具有其的麻醉机

技术领域

本发明涉及电子医疗器械技术领域，特别涉及一种用于麻醉机的保护装置和具有其的麻醉机。

背景技术

随着医疗领域的标准越来越严格，医疗电子器械在安全性设计上的要求也不断提高，尤其是在特殊环境下使用时的安全性。比如在重症监护中使用的麻醉机产品，其在富氧环境中使用时，电路模块所消耗的功率不能超过一定额度。

面对这一要求，在电路设计中就需要考虑到对功能模块负载大小的监控和保护。目前，主要采用一次性保险和可恢复保险来实现，但存在以下缺点：

（1）一次性保险和可恢复保险都有动作电流大、动作时间慢的问题，很难应对短时间内瞬间功率过高的情况；

（2）如果使用一次性保险，一旦发生超载就需要更换，不能够重复使用；

（3）可恢复保险还存在温度差异的影响。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种用于麻醉机的保护装置。

本发明的另一个目的在于提出一种具有上述保护装置的麻醉机。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例的用于麻醉机的保护装置，包括：负载控制模块；采样处理模块，所述采样处理模块与所述负载控制模块相连，用于采集所述麻醉机的负载电压信号，并将所述负载电压信号与第一预设基准电压信号进行比较以输出误差放大的负载电压信号；功率设置模块，所述功率设置模块与所述采样处理模块相连，用于将所述误差放大的负载电压信号和第二预设基准电压信号进行比较以输出控制电压信号；动态侦测模块，所述动态侦测模块分别与所述功率设置模块和所述负载控制模块相连，用于当所述控制电压信号为高电平时，控制所述负载控制模块的功率开关管导通，当所述控制电压信号为低电平时，延时预设时间，且如果在所述预设时间之后所述控制电压信号为低电平，则控制所述负载控制模块的功率开关管断开。

在本发明的一个实施例中，所述负载控制模块包括：预设电源；第一电阻，所述第一电阻的一端与所述预设电源相连；所述功率开关管，所述功率开关管的发射极通过所述第一电阻与所述预设电源相连，其中，所述功率开关管导通时，通过所述功率开关管的集电极输出用于所述麻醉机的负载电压；第二电阻，所述第二电阻的一端与所述功率开关管的发射极相连，所述第二电阻的另一端与所述功率开关管的基极相连；第三电阻，所述第三电阻的一端与所述功率开关管的基极相连，所述第三电阻的另一端与所述动态侦测模块的输出端相连。

在本发明的一个实施例中，所述采样处理模块包括：第一预设电压源，用于输出所述第一预设基准电压信号；第四电阻，所述第四电阻的一端与所述第一预设电压源相连；第一运算放大器，所述第一运算放大器的同向输入端与所述第四电阻的另一端相连；第五电阻，所述第五电阻的一端与所述预设电源相连，所述第五电阻的一端的另一端与所述第一运算放大器的同向输入端相连；第六电阻，所述第六电阻的一端与所述第一电阻的另一端相连，所述第六电阻的另一端与所述第一运算放大器的反向输入端相连；第七电阻，所述第七电阻的一端与所述第一运算放大器的反向输入端相连，所述第七电阻的另一端与所述第一运算放大器的输出端相连；第一电容，所述第一电容与所述第四电阻并联；第二电容，所述第二电容与所述第七电阻并联。

在本发明的一个实施例中，所述功率设置模块包括：第二预设电压源，用于输出所述第二预设基准电压信号；第八电阻，所述第八电阻的一端与所述第二预设电压源相连；第九电阻，所述第九电阻的一端与所述第八电阻的另一端相连，所述第九电阻的另一端接地；第二运算放大器，所述第二运算放大器的同向输入端与所述第八电阻的另一端相连；第十电阻，所述第十电阻的一端与所述第二运算放大器的同向输入端相连，所述第十电阻的另一端与所述第二运算放大器的输出端相连；第十一电阻，所述第十一电阻的一端与所述第一运算放大器的输出端相连，所述第十一电阻的另一端与所述第二运算放大器的反向输入端相连。

在本发明的一个实施例中，所述动态侦测模块包括：第十二电阻，所述第十二电阻的一端与所述预设电源相连；第三电容，所述第三电容的一端与所述第十二电阻相连，所述第三电容的另一端接地；第四电容，所述第四电容的一端接地；超载警报器；定时芯片，所述定时芯片的电源引脚、复位引脚与所述预设电源相连，所述定时芯片的放电引脚、阈值引脚通过所述第十二电阻与所述预设电源相连，所述定时芯片的触发引脚与所述第二运算放大器的输出端相连以及与所述超载警报器相连，所述定时芯片的控制引脚与所述第四电容的另一端相连，所述定时芯片的地引脚接地。

根据本发明实施例的用于麻醉机的保护装置，至少具有以下有益效果：（1）可以根据具体电路的需要设置合理的动作时间和保护电流的大小；（2）可以监测负载，具有动态侦测功能；（3）在负载超载工作时，有超载报警功能；（4）由于电路采用纯模拟电路实现，可以避免死机以及程序跑飞的问题；（5）响应时间快，可以根据电路的特点灵活设计时间参数。

为了达到上述目的，本发明第二方面实施例的麻醉机包括了用于麻醉机的保护装置。

根据本发明实施例的麻醉机，由于麻醉机具备了用于麻醉机的保护装置，可以根据需要设置动作时间和保护电流的大小，并动态侦测负载变化，在负载超载工作时发出警报提示，使得麻醉机的使用更加安全可靠。另外，由于用于麻醉机的保护装置的电路采用纯模拟电路实现，使得麻醉机在运行时更加稳定。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明一个实施例的用于麻醉机的保护装置的结构示意图；

图2为本发明一个实施例的用于麻醉机的保护装置的电路原理框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

下面参考图1和图2描述根据本发明第一方面实施例的用于麻醉机的保护装置。

如图1所示，用于麻醉机的保护装置包括负载控制模块100、采样处理模块200、功率设置模块300、动态侦测模块400。

具体地，采样处理模块200与负载控制模块100相连，用于采集麻醉机的负载电压信号，并将负载电压信号与第一预设基准电压信号进行比较以输出误差放大的负载电压信号；功率设置模块300与采样处理模块200相连，用于将误差放大的负载电压信号和第二预设基准电压信号进行比较以输出控制电压信号；动态侦测模块400分别与功率设置模块300和负载控制模块100相连，用于当控制电压信号为高电平时，控制负载控制模块100的功率开关管导通，当控制电压信号为低电平时，延时预设时间，且如果在预设时间之后控制电压信号为低电平，则控制负载控制模块100的功率开关管断开。

在本发明的一个实施例中，如图2所示，负载控制模块100包括预设电源VCC;第一电阻R1，第一电阻R1的一端与预设电源VCC相连；功率开关管Q1，功率开关管Q1的发射极通过第一电阻R1与预设电源VCC相连，其中，功率开关管Q1导通时，通过功率开关管Q1的集电极输出用于麻醉机的负载电压；第二电阻R2，第二电阻R2的一端与功率开关管Q1的发射极相连，第二电阻R2的另一端与功率开关管Q1的基极相连；第三电阻R3，第三电阻R3的一端与功率开关管Q1的基极相连，第三电阻R3的另一端与动态侦测模块400的输出端相连。

采样处理模块200包括第一预设电压源Vref1，用于输出第一预设基准电压信号;第四电阻R4，第四电阻R4的一端与第一预设电压源Vref1相连；第一运算放大器U1A，第一运算放大器U1A的同向输入端与第四电阻R4的另一端相连；第五电阻R5，第五电阻R5的一端与预设电源VCC相连，第五电阻R5的一端的另一端与第一运算放大器U1A的同向输入端相连；第六电阻R6，第六电阻R6的一端与第一电阻R1的另一端相连，第六电阻R6的另一端与第一运算放大器U1A的反向输入端相连；第七电阻R7，第七电阻R7的一端与第一运算放大器U1A的反向输入端相连，第七电阻R7的另一端与第一运算放大器U1A的输出端相连；第一电容C1，第一电容C1与第四电阻R4并联；第二电容C2，第二电容C2与第七电阻R7并联。

具体地，采样处理模块200的输出V_O可由下面的公式（1）计算得到：

V_O=I*(R4/R5)+Vref1   （1）

功率设置模块300包括第二预设电压源Vref2，用于输出第二预设基准电压信号；第八电阻R8，第八电阻R8的一端与第二预设电压源Vref2相连；第九电阻R9，第九电阻R9的一端与第八电阻R8的另一端相连，第九电阻R9的另一端接地；第二运算放大器U1B，第二运算放大器U1B的同向输入端与第八电阻R8的另一端相连；第十电阻R10，第十电阻R10的一端与第二运算放大器U1B的同向输入端相连，第十电阻R10的另一端与第二运算放大器U1B的输出端相连；第十一电阻R11，第十一电阻R11的一端与第一运算放大器U1A的输出端相连，第十一电阻R11的另一端与第二运算放大器U1B的反向输入端相连。

具体地，功率设置模块300可以设置电路的功率，具体可由下面的公式（2）计算得到：

P=[R9*R10*Vref2/(R9*R8+R9*R10+R8*R10)-Vref1]*R5*VCC/R1*R4   （2）

动态侦测模块400包括第十二电阻R12，第十二电阻R12的一端与预设电源VCC相连；第三电容C3，第三电容C3的一端与第十二电阻R12相连，第三电容C3的另一端接地；第四电容C4，第四电容C4的一端接地；超载警报器Alarm；定时芯片U2，定时芯片U2的电源引脚、复位引脚与预设电源VCC相连，定时芯片U2的放电引脚、阈值引脚通过第十二电阻R12与预设电源相连，定时芯片U2的触发引脚与第二运算放大器U1B的输出端相连以及与超载警报器Alarm相连，定时芯片U2的控制引脚与第四电容C4的另一端相连，定时芯片U2的地引脚接地。

具体地，动态侦测模块400可以设置动作时间，具体可由下面的公式（3）计算得到：

T=1.1*R12*C3   （3）

根据本发明实施例的用于麻醉机的保护装置，至少具有以下有益效果：（1）可以根据具体电路的需要设置合理的动作时间和保护电流的大小；（2）可以监测负载，具有动态侦测功能；（3）在负载超载工作时，有超载报警功能；（4）由于电路采用纯模拟电路实现，可以避免死机以及程序跑飞的问题；（5）响应时间快，可以根据电路的特点灵活设计时间参数。

下面描述根据本发明第二方面实施例的麻醉机，该麻醉机包括了用于麻醉机的保护装置。

根据本发明实施例的麻醉机，由于麻醉机具备了用于麻醉机的保护装置，可以根据需要设置动作时间和保护电流的大小，并动态侦测负载变化，在负载超载工作时发出警报提示，使得麻醉机的使用更加安全可靠。另外，由于用于麻醉机的保护装置的电路采用纯模拟电路实现，使得麻醉机在运行时更加稳定。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明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，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (6)

1.一种用于麻醉机的保护装置，其特征在于，包括：

负载控制模块；

采样处理模块，所述采样处理模块与所述负载控制模块相连，用于采集所述麻醉机的负载电压信号，并将所述负载电压信号与第一预设基准电压信号进行比较以输出误差放大的负载电压信号；

功率设置模块，所述功率设置模块与所述采样处理模块相连，用于将所述误差放大的负载电压信号和第二预设基准电压信号进行比较以输出控制电压信号；

动态侦测模块，所述动态侦测模块分别与所述功率设置模块和所述负载控制模块相连，用于当所述控制电压信号为高电平时，控制所述负载控制模块的功率开关管导通，当所述控制电压信号为低电平时，延时预设时间，且如果在所述预设时间之后所述控制电压信号为低电平，则控制所述负载控制模块的功率开关管断开。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述负载控制模块包括：

预设电源；

第一电阻，所述第一电阻的一端与所述预设电源相连；

所述功率开关管，所述功率开关管的发射极通过所述第一电阻与所述预设电源相连，其中，所述功率开关管导通时，通过所述功率开关管的集电极输出用于所述麻醉机的负载电压；

第二电阻，所述第二电阻的一端与所述功率开关管的发射极相连，所述第二电阻的另一端与所述功率开关管的基极相连；

第三电阻，所述第三电阻的一端与所述功率开关管的基极相连，所述第三电阻的另一端与所述动态侦测模块的输出端相连。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述采样处理模块包括：

第一预设电压源，用于输出所述第一预设基准电压信号；

第四电阻，所述第四电阻的一端与所述第一预设电压源相连；

第一运算放大器，所述第一运算放大器的同向输入端与所述第四电阻的另一端相连；

第五电阻，所述第五电阻的一端与所述预设电源相连，所述第五电阻的一端的另一端与所述第一运算放大器的同向输入端相连；

第六电阻，所述第六电阻的一端与所述第一电阻的另一端相连，所述第六电阻的另一端与所述第一运算放大器的反向输入端相连；

第七电阻，所述第七电阻的一端与所述第一运算放大器的反向输入端相连，所述第七电阻的另一端与所述第一运算放大器的输出端相连；

第一电容，所述第一电容与所述第四电阻并联；

第二电容，所述第二电容与所述第七电阻并联。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述功率设置模块包括：

第二预设电压源，用于输出所述第二预设基准电压信号；

第八电阻，所述第八电阻的一端与所述第二预设电压源相连；

第九电阻，所述第九电阻的一端与所述第八电阻的另一端相连，所述第九电阻的另一端接地；

第二运算放大器，所述第二运算放大器的同向输入端与所述第八电阻的另一端相连；

第十电阻，所述第十电阻的一端与所述第二运算放大器的同向输入端相连，所述第十电阻的另一端与所述第二运算放大器的输出端相连；

第十一电阻，所述第十一电阻的一端与所述第一运算放大器的输出端相连，所述第十一电阻的另一端与所述第二运算放大器的反向输入端相连。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述动态侦测模块包括：

第十二电阻，所述第十二电阻的一端与所述预设电源相连；

第三电容，所述第三电容的一端与所述第十二电阻相连，所述第三电容的另一端接地；

第四电容，所述第四电容的一端接地；

超载警报器；

定时芯片，所述定时芯片的电源引脚、复位引脚与所述预设电源相连，所述定时芯片的放电引脚、阈值引脚通过所述第十二电阻与所述预设电源相连，所述定时芯片的触发引脚与所述第二运算放大器的输出端相连以及与所述超载警报器相连，所述定时芯片的控制引脚与所述第四电容的另一端相连，所述定时芯片的地引脚接地。

6.一种麻醉机，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的用于麻醉机的保护装置。