CN106960531B - 一种医用报警器及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种医用报警器及其工作方法，包括电源电路、触发电路、IC电路和功放电路，所述电源电路分别与触发电路、IC电路和功放电路相连接，所述触发电路和IC电路相连接，所述IC电路与功放电路相连接。本发明直接满足IEC60601‑1‑8标准、成本较低、电源电路耗电较小。

Description

一种医用报警器及其工作方法

技术领域

本发明涉及一种报警器，特别是一种医用报警器及其工作方法。

背景技术

目前符合符合IEC60601标准的直接报警器成品没有，目前相关行业的解决手段是，使用简单的蜂鸣器(无源的)，然后医疗电器厂家会将符合IEC60601标准的音源及控制电路设计在产品主板上，报警器就只需要常规的，这种技术的缺点是，医疗设备厂家老主板不符合国家标准的必须改板，会增加成本及需要很多技术验证来验证新方案的可靠性，做到满足IEC60601要求的设计过程也是比较麻烦的；如果用我的发明直接使用，会减少用户端的很多设计麻烦。

现在即使是做在医疗电器主板上可以满足IEC60601标准的设计原理使用的技术，造成制造成本较高，目前我们了解到的最佳电路是电源控制电路+带功放的语音IC电路方案(其中用到的带功放的语音IC目前市场上的售价约3.50RMB)，电源控制模块约1.00RMB这两个主要部件成本4.50；我们发明的自己烧录的语音IC在满足IEC60601标准下进行了优化，然后电路进行了重新设计，把语音IC与功放分离，选用目前市场上最常用(品质最成熟的)语音IC与功放LM386的组合，并且电源控制电路，不使用模块，使用自己研发的分立元件组合，(组合电路都是使用目前市场上最成熟的元件，价格比较便宜)。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种直接满足IEC60601-1-8标准、成本较低、电源电路耗电较小的医用报警器及其工作方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现。

一种医用报警器，包括电源电路、触发电路、IC电路和功放电路，所述电源电路分别与触发电路、IC电路和功放电路相连接，所述触发电路和IC电路相连接，所述IC电路与功放电路相连接。

所述电源电路包括第一电源电路和第二电源电路，所述第一电源电路用于给触发电路和功放电路供电，所述第二电源电路用于给IC电路供电。

一种医用报警器工作方法，步骤包括：

1)触发电路与功放电路采用独立电源供电；

2)对IC电路的工作设置截止电压及工作触发端IC电路2脚，IC电路内写入钳位电压，保证IC电路在第一指定电压以上才能工作，并且必须同时满足IC-2脚高电平；当接电为第二指定电压时，第二电源电路保证IC电路输入电压是大于第一指定电压的，第一电源电路A及触发电路保证此时IC电路2脚为高电平，电路正常工作，当电源突然断开，法拉电容放电，电压逐步下降，当电压下降到第二指定电压以下时，第一电源电路A部分将触发电路部分工作状态翻转，致使IC电路2脚变成了低电平，由于第二电源电路此时的输出电压还是大于第一指定电压，因此电路还是可以正常工作的，法拉电容电压继续下降，直到第二电源电路输出电压小于第一指定电压时，电路立即停止工作，但由于法拉电容的特点，电路一停止工作后，电压会稍稍上升，使得IC电路的电压继续大于第一指定电压，但由于第一电源电路A部分的电压设计点与第二电源电路不同，第一电源电路A的输出电压需要达到第二指定电压才可以使触发电路翻转，因此法拉电容回压不可能从第一指定电压回到第二指定电压，让触发电路翻转，IC电路2脚得不到触发高电平，因此电路实际被锁死了

所述IC电路先制造出满足声音频率范围的频率信号，并让信号满足声音强度持续时间的标准；将声音与时间群响0.23S、停0.18S、响0.23S先组合在一起变成单个音源；最后将组合的单个音源烧录与IC内，并在IC写入停止信号16S。

相比于现有技术，本发明的优点在于：1、满足断电放电时间：采用1F/10V的电容，要能保证报警器间隙响5分钟。2、电路设计解决断电放电过程中报警声能够持续正常工作的问题(需要电源管理，目前可用LM393模块，LM393的作用是当法拉电容两端的电压低到一定值时，电压不能维持语音IC正常工作时，LM393电路可以关断IC的工作电源，从而使报警器不会在断电持续过程中异常工作)；3、把16s的停止时间用软件写入语音IC，通过内部程序触发需要有声音的0.23s+0.18s+0.23s工作，然后定时停止16s时间后再往复触发工作，定时停止时间不占语音内存，所以大大减小语音IC的成本，满足声音频率范围及响度：150-1000Hz，声音响度不小于60dB。声音时间：Td：声音最大强度持续时间，180ms；Tr：上升时间，25ms；Tl：下降时间，25ms。时间群：响0.23S、停0.18S、响0.23S、停16S，然后重复循环要求。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1中X点断电时的电压变化曲线图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体的实施例，对本发明作详细描述。

如图1和图2所示，一种医用报警器，包括电源电路、触发电路C、IC电路D和功放电路E，所述电源电路分别与触发电路C、IC电路D和功放电路E相连接，所述触发电路C和IC电路D相连接，所述IC电路D与功放电路E相连接。

所述电源电路包括第一电源电路A和第二电源电路B，所述第一电源电路A用于给触发电路C和功放电路E供电，所述第二电源电路B用于给IC电路D供电。

一种医用报警器工作方法，步骤包括：

1)触发电路C与功放电路E采用独立电源供电；

2)对IC电路D的工作设置截止电压及工作触发端IC电路D2脚，IC电路D内写入钳位电压，保证IC电路D在第一指定电压2.4V电压以上才能工作，并且必须同时满足IC-2脚高电平；当接电电压为第二指定电压7V-12V时，第二电源电路B保证IC电路D输入电压是大于2.4V的，第一电源电路A及触发电路C保证此时IC电路D2脚为高电平，电路正常工作，当电源突然断开，法拉电容放电，电压逐步下降，当电压下降到7V以下时，第一电源电路A将触发电路C工作状态翻转，致使IC电路D2脚变成了低电平，由于第二电源电路B此时的输出电压还是大于2.4V，因此电路还是可以正常工作的，法拉电容电压继续下降，直到第二电源电路B输出电压小于2.4V时，电路立即停止工作，但由于法拉电容的特点，电路一停止工作后，电压会稍稍上升，使得IC电路D的电压继续大于2.4V，但由于第一电源电路A的电压设计点与第二电源电压不同(第一电源电压的输出电压需要超过6V才可以使触发电路C翻转，因此法拉电容回压不可能从2.4V回到6V以上，让触发电路C翻转，IC电路D2脚得不到触发高电平，因此电路实际被锁死了。这个原理都是为满足断电持续的这个要求。

为了满足声音频率范围及响度：150-1000Hz，声音响度不小于60dB。声音时间：Td：声音最大强度持续时间，180ms；Tr：上升时间，25ms；Tl：下降时间，25ms。时间群：响0.23S、停0.18S、响0.23S、停16S，然后重复循环要求。所述IC电路D先制造出满足声音频率范围的频率信号，并让信号满足声音强度持续时间的标准；将声音与时间群响0.23S、停0.18S、响0.23S先组合在一起变成单个音源；最后将组合的单个音源烧录与IC内，并在IC写入停止信号16S。

为了满足响度的要求，并且又不能功耗太高，因此我选用LM386功放，这个功放与本设计前面电路结合使用不仅效果很好，成本也比较低，相关其他功放使用都不是很好。

客户端的控制电路的Ctrl+接电路+Vcc，Ctrl-接电路-Vcc；+Vcc输入经过稳压电路A，给电路C与电路E供电；经过稳压电路B，给电路D供电；电路输入指定的正常工作电压时，电路C的Y点输出高电平，高电平通过IC1的2脚触发，此时电路B的输出X2点的电压是可以满足IC1工作电压的，因此IC1的2脚与IC1的工作电压同时满足条件，电路D是正常工作的，此时IC1的8脚输出音频信号通过C3，R10，输入到IC2的功放电路EE(LM386组成的功放将音频信号放大后有IC2的5脚输出，通过耦合电容C6推动负载RL工作。

以上是电源正常时的工作原理，当电源突然断开，整个电路有客户端的1F电容供电时，工作原理如下：

断电时，图中X点的电压Uc是随时间不断变化的，假设断电初始为Uc1，经过时间t1后，电压降到Uc2，我们需要，整个电路在Uc1-Uc2的范围内可以正常工作，而降到Uc2时电路立即停止工作，并且电路被锁住工作状态，只有当输入端的电源正常后，电路才能回复正常工作。

满足上述断电放电的原理：

1、首先设定好Uc2的值，这个值关系到产品放电持续的时间，如上图X点断电电压变化曲线看出，如果Uc2设置太高，时间会比较短，因此我们只要将Uc2设置到经过电路B后的输出点X2的电压至少满足大于IC1的截至工作电压；

2、设置Uc的值，这个值是电路C的翻转电压值，当1F电容两端电压大于Uc时，电路C的Y点为高电平，当1F电容两端电压小于Uc时，电路C的Y点为低电平，电路C是一个典型的施密特触发电路C，当电路C的R5与R9的值确定后，调整R8可以调整Uc的大小；假设客户端的输入电压为10VDC，建议Uc与Uc2的差值大于1.5V；Uc2的值有IC1的截至电压决定，因此这个差值越小电路断电持续时间越长，但电路抗干扰性能会变差，差值越大，抗干扰越好，但由于Uc太接近Uc1，产品的最低工作电压会比较高，产品工作电压范围就比较窄了，对客户端的控制电压Ctrl要求就会比较高。

Claims (2)

1.一种医用报警器工作方法，所述医用报警器包括电源电路、触发电路、语音IC和功放电路，所述电源电路分别与触发电路、语音IC和功放电路相连接，所述触发电路和语音IC相连接，所述语音IC与功放电路相连接，所述电源电路包括第一电源电路A和第二电源电路，所述第一电源电路A用于给触发电路和功放电路供电，所述第二电源电路用于给语音IC供电，其特征在于步骤包括：

1）触发电路与功放电路共用一个电源；

2）对语音IC的工作设置截止电压及工作触发端语音IC2脚，语音IC内写入钳位电压，保证语音IC在第一指定电压以上才能工作，并且必须同时满足IC-2脚高电平；当接电为第二指定电压时，第二电源电路保证语音IC输入电压是大于第一指定电压的，第一电源电路A及触发电路保证此时语音IC2脚为高电平，电路正常工作，当电源突然断开，法拉电容放电，电压逐步下降，当电压下降到第二指定电压以下时，第一电源电路A部分将触发电路部分工作状态翻转，致使语音IC2脚变成了低电平，由于第二电源电路此时的输出电压还是大于第一指定电压，因此电路还是可以正常工作的，法拉电容电压继续下降，直到第二电源电路输出电压小于第一指定电压时，电路立即停止工作，但由于法拉电容的特点，电路一停止工作后，电压会稍稍上升，使得语音IC的电压继续大于第一指定电压，但由于第一电源电路A部分的电压设计点与第二电源电路不同，第一电源电路A的输出电压需要达到第二指定电压才可以使触发电路翻转，因此法拉电容回压不可能从第一指定电压回到第二指定电压，让触发电路翻转，语音IC2脚得不到触发高电平，因此电路实际被锁死了。

2.根据权利要求1所述的一种医用报警器工作方法，其特征在于所述语音IC先制造出满足声音频率范围的频率信号，并让信号满足声音强度持续时间的标准；将声音与时间群响0.23S、停0.18S、响0.23S先组合在一起变成单个音源；最后将组合的单个音源烧录与IC内，并在IC写入停止信号16S。