CN110492730A - 一种医疗电源电路 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种医疗电源电路，包括整流滤波模块、PFC模块、第一DC/DC模块、第二DC/DC模块和驱动控制模块；PFC模块的校正输入端与整流滤波模块的整流输出端电连接，PFC模块用于降低校正输出端的输出电压并校正输出电压的功率因数；第一DC/DC模块的输入端与整流输出端电连接，将整流输出端输出的直流电压进行转换，第二DC/DC模块的输入端与校正输出端电连接，在驱动控制模块的控制下将输入端的直流电压变换为交流电压，再将交流电压变换为直流电压后从输出端输出。本发明实施例能够实现电源与人体的双重绝缘，保证用户的安全性，同时可以提高电源的绝缘等级，以满足日益增长的医疗电源需求。

Description

一种医疗电源电路
技术领域
本发明实施例涉及电源技术领域，尤其涉及一种医疗电源电路。
背景技术
随着生活水平的提高，人们对就医的安全性和舒适性提出了更高的要求，三级医疗除了有生物兼容性，还要保证220V交流电流经电源适配器驱动器械接触人体肌肉血管时，具有足够的安全性。
目前市面上的医疗电源提供的绝缘电压最大幅值为4000V，不能满足日益增长的医疗配套电源需求和安全性，且现有技术的隔离电源不具备良好的散热性，性价比较低。
发明内容
本发明实施例提供一种医疗电源电路，以实现电源与人体的双重绝缘，保证用户的安全性，同时可以提高电源的绝缘等级。
该医疗电源电路包括：整流滤波模块、PFC模块、第一DC/DC模块、第二DC/DC模块和驱动控制模块；
所述整流滤波模块包括整流输入端和整流输出端，所述整流输入端接入交流电压，所述整流滤波模块用于将所述交流电压转换为直流电压；
所述PFC模块包括校正输入端和校正输出端，所述校正输入端与所述整流输出端电连接，所述PFC模块用于降低所述校正输出端的输出电压并校正输出电压的功率因数；
所述第一DC/DC模块包括输入端和输出端，所述第一DC/DC模块的输入端与所述整流输出端电连接，所述第一DC/DC模块将所述整流输出端输出的直流电压进行转换并从所述第一DC/DC模块的输出端输出；
所述第二DC/DC模块包括输入端和输出端，所述第二DC/DC模块的输入端与所述校正输出端电连接，所述第二DC/DC模块用于将输入端的直流电压变换为交流电压，再将交流电压变换为直流电压后从输出端输出；
所述驱动控制模块的第一电源端与所述校正输出端电连接，所述驱动控制模块的第二电源端与所述第一DC/DC模块的输出端电连接，所述驱动控制模块的输出端与所述第二DC/DC模块的控制端电连接。
可选的，所述PFC模块包括第一控制芯片、第二控制芯片、第一电阻、第二电阻、第一三极管、分压电路、第一电容、第三电阻、第一二极管、第二三极管、第一开关管、第二二极管、第二电容和第一稳压管；其中，第一控制芯片包括第一电源端、第二电源端和驱动输出端，第二控制芯片包括PFC控制信号输入端和PFC控制信号输出端；
所述第一电阻的第一端与所述校正输出端电连接，所述第一电阻的第二端与所述第一三极管的第一端电连接，所述第一三极管的第二端通过所述第二电阻与所述校正输出端电连接，所述第一三极管的第三端与所述第一电源端电连接；
所述分压电路的第一端与所述校正输出端电连接，所述分压电路的第二端与所述第二电源端电连接，所述第一电容的第一端与所述第二电源端电连接，所述第一电容的第二端与第一接地端电连接；
所述驱动输出端与所述PFC控制信号输入端电连接，所述PFC控制信号输出端通过所述第三电阻与所述第二三极管的第一端电连接，所述第二三极管的第三端与所述第一开关管的第三端电连接，所述第一开关管的第二端与所述第二二极管的阳极电连接，所述第二二极管的阴极与所述整流输出端电连接，所述第一开关管的第一端通过所述第一二极管与所述PFC控制信号输出端电连接，所述第一二极管并联在所述第二三极管的第一端和第二端之间；
所述第二电容的第一端与所述第二二极管的阴极电连接，所述第二电容的第二端与第二接地端电连接，所述第一稳压管与所述第二电容并联。
可选的，所述PFC模块还包括第三控制芯片、第三电容，其中所述第三控制芯片包括第三电源端和电源输出端；
所述第一控制芯片还包括第四电源端，所述第四电源端与所述第三控制芯片的电源输出端电连接，所述第三电源端与所述第一DC/DC模块的第一电压输出端电连接；
所述第三电容的第一端与所述第三控制芯片的电源输出端电连接，所述第三电容的第二端与第一接地端电连接。
可选的，所述第一DC/DC模块包括电压转换芯片、第四电阻、第五电阻、第一变压器、第四电容、第三二极管、第四二极管、第三三极管、第二稳压管、第五电容和第六电阻，其中，电压转换芯片包括输入电压启动端、控制端、电流输入端和电压输出端；
所述第四电阻的第一端与所述整流输出端电连接，所述第四电阻的第二端通过所述第五电阻与所述输入电压启动端电连接，所述电压输出端与所述第三二极管的阳极电连接，所述第三二极管的阴极通过所述第四电容与所述第一变压器原边绕组的第一端电连接，所述原边绕组的第二端与所述电流输入端电连接；
所述第一变压器的第一副边绕组的第一端通过所述第四二极管与所述第三三极管的第二端电连接，所述第三三极管的第三端作为所述第一DC/DC模块的第一电压输出端输出电压，所述第三三极管的第一端与所述第二稳压管的正极电连接，所述第二稳压管的负极与所述第五电容的第一端接地连接，所述第五电容的第二端与所述第三三极管的第三端电连接，所述第一变压器的第一副边绕组的第二端与第一接地端电连接；
所述第六电阻的第一端与所述第三三极管的第二端电连接，所述第六电阻的第二端与所述控制端电连接；
所述第二控制芯片还包括第四电源端，所述第四电源端通过第七电阻与所述第三三极管的第三端电连接。
可选的，所述第一DC/DC模块还包括第五二极管、第六二极管、第四三极管、第五三极管、第三稳压管、第四稳压管和第六电容；
所述第一变压器的第二副边绕组的第一端与所述第五二极管的阳极电连接，所述第五二极管的阴极与所述第四三极管的第二端电连接，所述第四三极管的第三端作为所述第一DC/DC模块的输出端输出控制电压；
所述第四三极管的第一端通过所述第三稳压管与所述第一变压器的第二副边绕组的第二端电连接，所述第六电容的第一端与所述第四三极管的第三端电连接，所述第六电容的第二端接地；
所述第一变压器的第三副边绕组的第一端通过所述第六二极管与所述第五三极管的第二端电连接，所述第五三极管的第三端作为所述第一DC/DC模块的第二电压输出端，所述第五三极管的第一端通过所述第四稳压管与第二接地端电连接。
可选的，所述第二DC/DC模块包括第七电容、第八电阻、第七二极管、第八二极管、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第二开关管、第三开关管、第九二极管和第十二极管；
所述第七电容的第一端与所述校正输出端电连接，所述第七电容的第二端接地，所述第二开关管的第二端与所述第七电容的第一端电连接，所述第二开关管的第三端与所述第三开关管的第二端电连接，所述第三开关管的第三端与第二接地端电连接；
所述第二开关管的第一端通过所述第七二极管与所述第八电阻的第一端电连接，所述第九电阻与所述第七二极管并联，所述第十电阻的第一端与所述第二开关管的第一端电连接，所述第十电阻的第二端与所述第二开关管的第三端电连接；
所述第三开关管的第一端通过所述第八二极管与所述第十一电阻的第一端电连接，所述第十二电阻与所述第八二极管并联，所述第十三电阻的第一端与所述第三开关管的第一端电连接，所述第十三电阻的第二端与所述第三开关管的第三端电连接；
所述第九二极管的阴极与所述第二开关管的第二端电连接，所述第九二极管的阳极与所述第十二极管的阴极电连接，所述第十二极管的阳极与第二接地端电连接。
可选的，所述第二DC/DC模块还包括第二变压器、第十一二极管、第十二二极管、第十四电阻、第十五电阻、第八电容和第九电容；
所述第二变压器的第一绕组的第一端与所述第二开关管的第三端电连接，所述第二变压器的第一绕组的第二端与所述第十二极管的阴极电连接，所述第二变压器的第二绕组的第一端分别与所述第十一二极管的阳极、第十二二极管的阳极、第十四电阻的第一端和第十五电阻的第一端电连接，所述第十四电阻的第二端与所述第十五电阻的第二端与所述第八电容的第一端电连接，所述第八电容的第二端与所述第十一二极管的阴极和第十二二极管的阴极电连接，所述第九电容的第一端与所述第八电容的第二端电连接，所述第九电容的第二端与所述第二变压器的第二绕组的第二端电连接。
可选的，所述驱动控制模块包括第四控制芯片、第六三极管、第十六电阻、第十电容、第十七电阻、第十八电阻、第十一电容、第十九电阻和第一光耦，其中，所述第四控制芯片包括高压输入端、驱动电压输入端、电流驱动信号输出端、第一电压驱动信号输出端和第二电压驱动信号输出端；
所述第十七电阻的第一端与所述校正输出端电连接，所述第十七电阻的第二端通过所述第十八电阻与所述高压输入端电连接，所述第十一电容的第一端与所述高压输入端电连接，所述第十一电容的第二端与第二接地端电连接；
所述第一光耦的第一端与所述第一DC/DC模块的输出端电连接，所述第一光耦的第三端接地，所述第一光耦的第四端通过所述第十九电阻与所述第六三极管的第一端电连接，所述第六三极管的第二端与所述第一DC/DC模块的第二电压输出端电连接，所述第六三极管的第三端通过所述第十六电阻与所述驱动电压输入端电连接，所述第十电容的第一端与所述驱动电压输入端电连接，所述第十电容的第二端与第二接地端电连接；
所述第一电压驱动信号输出端与所述第八电阻的第一端电连接，所述第二电压驱动信号输出端与所述第十一电阻的第一端电连接，所述电流驱动信号输出端与所述第二开关管的第三端电连接。
可选的，所述驱动控制模块还包括第二十电阻、第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻、第二十四电阻、第十二电容、第十三电容和第二光耦；
所述第二十电阻的第一端与所述第一DC/DC模块的输出端电连接，所述第二十电阻的第二端与所述第二光耦的第一端电连接，所述第二十一电阻并联在所述第二光耦的第一端和第二端之间，所述第二十一电阻通过所述第十二电容与第三接地端电连接，所述第二光耦的第三端与第一接地端电连接，所述第二光耦的第四端与所述第四控制芯片的电压反馈端电连接；
所述第二十二电阻的第一端与所述第九电容的第一端电连接，所述第二十二电阻的第二端依次通过所述第二十三电阻和所述第十三电容与所述第二十四电阻的第一端电连接，所述第二十四电阻的第二端与所述第二光耦的第二端电连接。
可选的，还包括PFC过压保护电路、PFC过流保护电路和PFC过温保护电路；
所述PFC过温保护电路的输入端与所述第一DC/DC模块的第一电压输出端电连接，所述PFC过温保护电路的输出端与所述第一控制芯片的感应电压输入端电连接；
所述PFC过流保护电路的输入端与所述第一DC/DC模块的第一电压输出端电连接，所述PFC过流保护电路的输出端与所述第一控制芯片的感应电压输入端电连接；
所述PFC过压保护电路的输入端与所述校正输出端电连接，所述PFC过压保护电路的输出端与所述第一控制芯片的感应电压输入端电连接；
还包括输出电压过温保护电路、输出电压过流保护电路和输出电压过压保护电路；
所述输出电压过温保护电路的输入端与所述第一DC/DC模块的第一电压输出端电连接，所述输出电压过温保护电路的输出端与所述驱动控制模块的输入端电连接；
所述输出电压过流保护电路的输入端与所述第一DC/DC模块的输出端电连接，所述输出电压过流保护电路的输出端与所述驱动控制模块的输入端电连接；
所述输出电压过压保护电路的输入端与所述第二DC/DC模块的输出端电连接，所述输出电压过压保护电路的输出端与所述驱动控制模块的输入端电连接。
本发明实施例提供的技术方案，通过整流滤波模块10和PFC模块20实现与电网电源的绝缘隔离，通过第二DC/DC模块40实现交流/直流电源绝缘隔离，以实现对人体的绝缘隔离。第一DC/DC模块30为隔离DC/DC转换模块，将整流滤波模块10输出的直流电压转换为驱动控制模块50所需的直流电压，为驱动控制模块50提供电源电压。第一DC/DC模块30为辅助绝缘，以实现医疗电源电路的双重绝缘，防止与电源连接的器械在接触人体时发生安全事故，通过电源的双重绝缘来提高隔离电源的安全性，提高了电源的绝缘等级。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种医疗电源电路的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的另一种医疗电源电路的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的另一种医疗电源电路的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的另一种医疗电源电路的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的另一种医疗电源电路的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的另一种医疗电源电路的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
图1为本发明实施例提供的一种医疗电源电路的结构示意图，参考图1，该医疗电源电路包括整流滤波模块10、PFC模块20、第一DC/DC模块30、第二DC/DC模块40和驱动控制模块50；
整流滤波模块10包括整流输入端A1和整流输出端A2，整流输入端A1接入交流电压，整流滤波模块10用于将交流电压转换为直流电压；
PFC模块20包括校正输入端B1和校正输出端B2，校正输入端B1与整流输出端A2电连接，PFC模块20用于降低校正输出端B2的输出电压并校正输出电压的功率因数；
第一DC/DC模块30包括输入端C1和输出端C2，第一DC/DC模块30的输入端C1与整流输出端A2电连接，第一DC/DC模块30将整流输出端A2输出的直流电压进行转换并从第一DC/DC模块30的输出端C2输出；
第二DC/DC模块40包括输入端D1和输出端D2，第二DC/DC模块40的输入端D1与校正输出端B2电连接，第二DC/DC模块40用于将输入端D1的直流电压变换为交流电压，再将交流电压变换为直流电压后从输出端D2输出；
驱动控制模块50的第一电源端E1与校正输出端B2电连接，驱动控制模块50的第二电源端E2与第一DC/DC模块30的输出端C2电连接，驱动控制模块50的输出端E3与第二DC/DC模块40的控制端D3电连接。
具体的，整流滤波模块10对整流输入端A1输入的交流电压进行整流并滤波，将交流电压转换为直流电压向PFC模块20和第一DC/DC模块供电。PFC模块20将从校正输入端B1输入的直流电压转换为第二DC/DC模块40所需的直流电压，并对该直流电压的功率因数进行校正后从校正输出端B2输出，以提高第二DC/DC模块40的电压转换效率。第二DC/DC模块40可以为具有隔离功能的DC/DC转换模块，能够实现输出电压与从输入端D1输入电压的隔离，即实现交流电压与输出电压的隔离。驱动控制模块50用于输出PWM信号，以驱动第二DC/DC模块40。示例性的，该医疗电源电路可用作医疗电源，通过整流滤波模块10和PFC模块20实现与电网电源的绝缘隔离，通过第二DC/DC模块40实现交流/直流电源绝缘隔离，以实现对病人的绝缘隔离。第一DC/DC模块30为具有隔离功能的DC/DC转换模块，将整流滤波模块10输出的直流电压转换为驱动控制模块50所需的直流电压，为驱动控制模块50提供电源电压，驱动控制模块50输出PWM信号以驱动第二DC/DC模块40，第二DC/DC模块40接收PWM信号将PFC模块20输出的电压先转换为交流电压，再把该交流电压整流为直流电压输出。网电源与该医疗电源电路之间实现了基本绝缘，该医疗电源电路与人体之间通过PFC模块20、第一DC/DC模块30和第二DC/DC模块40实现辅助绝缘，因此该医疗电源电路能够实现双重绝缘，防止与电源连接的器械在接触人体时发生安全事故，通过电源的双重绝缘来提高隔离电源的安全性。
图2为本发明实施例提供的另一种医疗电源电路的结构示意图，参考图2，在上述实施例的基础上，PFC模块20包括第一控制芯片U1、第二控制芯片U2、第一电阻R1、第二电阻R2、第一三极管Q1、分压电路201、第一电容C1、第三电阻R3、第一二极管D1、第二三极管Q2、第一开关管Q3、第二二极管D2、第二电容C2和第一稳压管VD1；其中，第一控制芯片U1包括第一电源端1、第二电源端2和驱动输出端3，第二控制芯片U2包括PFC控制信号输入端11和PFC控制信号输出端22；
第一电阻R1的第一端与校正输出端B2电连接，第一电阻R1的第二端与第一三极管Q1的第一端电连接，第一三极管Q1的第二端通过第二电阻R2与校正输出端B2电连接，第一三极管Q1的第三端与第一电源端1电连接；
分压电路201的第一端与校正输出端B2电连接，分压电路201的第二端与第二电源端2电连接，第一电容C1的第一端与第二电源端2电连接，第一电容C1的第二端与第一接地端电连接；
驱动输出端3与PFC控制信号输入端11电连接，PFC控制信号输出端22通过第三电阻R3与第二三极管Q2的第一端电连接，第二三极管Q2的第三端与第一开关管Q3的第三端电连接，第一开关管Q3的第二端与第二二极管D2的阳极电连接，第二二极管D2的阴极与整流输出端A2电连接，第一开关管Q3的第一端通过第一二极管D1与PFC控制信号输出端22电连接，第一二极管D1并联在第二三极管Q2的第一端和第二端之间；
第二电容C2的第一端与第二二极管D2的阴极电连接，第二电容C2的第二端与第二接地端电连接，第一稳压管VD1与第二电容C2并联。
具体的，第一控制芯片U1、第一电阻R1、第二电阻R2、第一三极管Q1、分压电路201和第一电容C1共同构成PFC控制电路220，第三电阻R3、第一二极管D1、第二三极管Q2、第一开关管Q3、第二二极管D2、第二电容C2和第一稳压管VD1共同构成PFC降压电路210，用于将整流滤波模块10输出的直流电压进行降压。示例性的，第二控制芯片U2可以为UCC27511DBVR驱动芯片，PFC控制信号输入端11接收驱动输出端3输出的驱动控制信号，并转换成PWM信号从PFC控制信号输出端22输出，第三电阻R3为第二三极管Q2第一端的限流电阻，防止驱动电流过大损坏第二三极管Q2。由于第二控制芯片U2输出的PWM信号的驱动能力不足，无法驱动第一开关管Q3工作，因此，通过第二三极管Q2将第二控制芯片U2输出的电流进行放大，提高第二控制芯片U2输出的PWM信号的驱动能力，以驱动第一开关管Q3。第一开关管Q3、第二电容C2、第二二极管D2和第一电感L1共同构成降压斩波电路，将整流滤波模块10输出的直流电压转换为低压直流电压Vbus从校正输出端B2输出。第一稳压管VD1用于将降压斩波电路输出的直流电压进行钳位，保持输出直流电压的恒定。其中，第一电感L1的接地网络为第一接地端GND1，第一稳压管VD1的接地网络为第二接地端GND2，即，整流滤波模块10输出的直流电压与PFC降压电路210不共用同一接地网络，实现了交流输入电压与PFC模块20输出直流电压之间的绝缘。
且通过第一控制芯片U1可以校正低压直流电压Vbus的功率因数，具体的，第一电阻R1和第二电阻R2为限流电阻，第一电源端1通过第一三极管Q1输入低压直流电压Vbus，第二电源端2通过分压电路201输入低压直流电压Vbus。示例性的，第一控制芯片U1可以为UCC29910APWR降压PFC芯片，能够在宽输入电压范围内实现降压功率因数校正，通过第一控制芯片U1内部逻辑电路的运算，以提高低压直流电压Vbus的功率因数，其中分压电路201可以由多个电阻组成。
可选的，继续参考图2，在上述实施例的基础上，PFC模块20还包括第三控制芯片U3、第三电容C3，其中第三控制芯片U3包括第三电源端111和电源输出端222；
第一控制芯片U1还包括第四电源端4，第四电源端1与第三控制芯片U3的电源输出端222电连接，第三电源端111与第一DC/DC模块30的第一电压输出端C31电连接；
第三电容C3的第一端与第三控制芯片U3的电源输出端222电连接，第三电容C3的第二端与第一接地端电连接。
具体的，第三控制芯片U3为直流电压转换芯片，能够将较大的直流电压转换为较小的直流电压，为第一控制芯片U1提供驱动电压。第三控制芯片U3和第三电容C3构成PFC电源电路230，PFC电源电路230为PFC控制电路220提供驱动电压，且PFC电源电路230和PFC控制电路220共用同一个接地网络。
可选的，图3为本发明实施例提供的另一种医疗电源电路的结构示意图，参考图2和图3，在上述实施例的基础上，第一DC/DC模块30包括电压转换芯片U4、第四电阻R4、第五电阻R5、第一变压器T1、第四电容C4、第三二极管D3、第四二极管D4、第三三极管Q4、第二稳压管VD2、第五电容C5和第六电阻R6，其中，电压转换芯片U4包括输入电压启动端41、控制端44、电流输入端43和电压输出端42；
第四电阻R4的第一端与整流输出端A2电连接，第四电阻R4的第二端通过第五电阻R5与输入电压启动端41电连接，电压输出端42与第三二极管D3的阳极电连接，第三二极管D3的阴极通过第四电容C4与第一变压器T1原边绕组T1-A的第一端电连接，所述原边绕组T1-A的第二端与电流输入端43电连接；
第一变压器T1的第一副边绕组T1-B的第一端通过第四二极管D4与第三三极管Q4的第二端电连接，第三三极管Q4的第三端作为第一DC/DC模块30的第一电压输出端C31输出电压，第三三极管Q4的第一端与第二稳压管VD2的正极电连接，第二稳压管VD2的负极与第五电容C5的第一端接地连接，第五电容C5的第二端与第三三极管Q4的第三端电连接，第一变压器T1的第一副边绕组T1-B的第二端与第一接地端电连接；
第六电阻R6的第一端与第三三极管Q4的第二端电连接，第六电阻R6的第二端与控制端44电连接；
第二控制芯片U2还包括第四电源端33，第四电源端33通过第七电阻R7与第三三极管Q4的第三端电连接。
具体的，电压转换芯片U4为具有宽电压输入的DC/DC电压转换芯片，例如，电压转换芯片U4可以为TNY290KG，能够实现直流电压的转换。整流滤波模块10输出的直流电压经第四电阻R4和第五电阻R5分压后，为电压转换芯片U4提供输入电压，电压转换芯片U4将该输入电压转换为原边绕组T1-A所对应的电压，第一副边绕组T1-B的第一端通过第四二极管D4与第三三极管Q4的集电极电连接，第三三极管Q4的集电极通过第六电阻R6与电压转换芯片U4的控制端44电连接，因此电压转换芯片U4与第一副边绕组T1-B共集电极连接，用于放大输出电流，然后通过第三三极管Q4输出直流电压VPFC10，并且VPFC10作为第一DC/DC模块30的第一电压输出端C31输出的直流电压与第三控制芯片U3的第三电源端111电连接，为第三控制芯片U3提供电源电压。
可选的，在上述实施例的基础上，继续参考图3，第一DC/DC模块30还包括第五二极管D5、第六二极管D6、第四三极管Q5、第五三极管Q6、第三稳压管VD3、第四稳压管VD4和第六电容C6；
第一变压器T1的第二副边绕组T1-C的第一端与第五二极管D5的阳极电连接，第五二极管D5的阴极与第四三极管Q5的第二端电连接，第四三极管Q5的第三端作为第一DC/DC模块30的输出端C2输出控制电压；
第四三极管Q5的第一端通过第三稳压管VD3与第一变压器T1的第二副边绕组T1-C的第二端电连接，第六电容C6的第一端与第四三极管Q5的第三端电连接，第六电容C6的第二端接地；
第一变压器T1的第三副边绕组T1-D的第一端通过第六二极管D6与第五三极管Q6的第二端电连接，第五三极管Q6的第三端作为第一DC/DC模块30的第二电压输出端，第五三极管Q6的第一端通过第四稳压管VD4与第二接地端电连接。
具体的，第二副边绕组T1-C和第三副边绕组T1-D分别感应主绕组T1-A侧的电压输出交流电压第五二极管D5、第四三极管Q5、第三稳压管VD3和第六电容C6共同组成逆变电路，将第二副边绕组T1-C输出的交流电压转换成直流电压VS12。第六二极管D6、第五三极管Q6和第三稳压管VD3组成逆变电路，将第三副边绕组T1-D输出的交流电压转换为直流电压VP12。且直流电压VS12和VP12均通过第一变压器T1实现绝缘隔离，直流电压VP12与低压直流电压Vbus共用一个接地网络。
可选的，图4为本发明实施例提供的另一种医疗电源电路的结构示意图，参考图3和图4，在上述实施例的基础上，第二DC/DC模块40包括第七电容C7、第八电阻R8、第七二极管D7、第八二极管D8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第二开关管Q7、第三开关管Q8、第九二极管D9和第十二极管D10；
第七电容C7的第一端与校正输出端B2电连接，第七电容C7的第二端接地，第二开关管Q7的第二端与第七电容C7的第一端电连接，第二开关管Q7的第三端与第三开关管Q8的第二端电连接，第三开关管Q8的第三端与第二接地端电连接；
第二开关管Q7的第一端通过第七二极管D7与第八电阻R8的第一端电连接，第九电阻R9与第七二极管D7并联，第十电阻R10的第一端与第二开关管Q7的第一端电连接，第十电阻R10的第二端与第二开关管Q7的第三端电连接；
第三开关管Q8的第一端通过第八二极管D8与第十一电阻R11的第一端电连接，第十二电阻R12与第八二极管D8并联，第十三电阻R13的第一端与第三开关管Q8的第一端电连接，第十三电阻R13的第二端与第三开关管Q8的第三端电连接；
第九二极管D9的阴极与第二开关管Q7的第二端电连接，第九二极管的阳极与第十二极管D10的阴极电连接，第十二极管D10的阳极与第二接地端电连接。
其中，第二DC/DC模块40用于输出直流电压，以供超声刀等医疗器械使用。首先第二DC/DC模块40将PFC模块20输出的低压直流电压Vbus经推挽电路转换为交流电压，再经第二变压器T2进行降压，最后进行整流输出直流电压。示例性的，第二开关管Q7和第三开关管Q8组成推挽电路，通过驱动控制模块50输出一组互补的驱动信号，分别驱动第二开关管Q7和第三开关管Q8的开关，使第二开关管Q7导通时，第三开关管Q8截止；或第二开关管Q7截止时，第三开关管Q8导通。第二开关管Q7和第三开关管Q8交替导通，输出交流电压。
可选的，继续参考图4，第二DC/DC模块40还包括第二变压器T2、第十一二极管D11、第十二二极管D12、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第八电容C8和第九电容C9；
第二变压器T2的第一绕组T2-A的第一端与第二开关管Q7的第三端电连接，第二变压器T2的第一绕组T2-A的第二端与第十二极管D10的阴极电连接，第二变压器T2的第二绕组T2-B的第一端分别与第十一二极管D11的阳极、第十二二极管D12的阳极、第十四电阻R14的第一端和第十五电阻R15的第一端电连接，第十四电阻R14的第二端与第十五电阻R15的第二端与第八电容C8的第一端电连接，第八电容C8的第二端与第十一二极管D11的阴极和第十二二极管D12的阴极电连接，第九电容C9的第一端与第八电容C8的第二端电连接，第九电容C9的第二端与第二变压器T2的第二绕组T2-B的第二端电连接。
具体的，第二变压器T2为降压变压器，第二绕组T2-B感应第一绕组T2-A侧的交流电压并进行降压，第十一二极管D11和第十二二极管D12组成半桥整流电路，将第二绕组T2-B输出的交流电压整流成直流电压，第九电容C9为滤波电容，滤除经第十一二极管D11和第十二二极管D12整流后输出电压的杂波。
可选的，图5为本发明实施例提供的另一种医疗电源电路的结构示意图，参考图4和图5，在上述实施例的基础上，驱动控制模块50包括第四控制芯片U5、第六三极管Q9、第十六电阻R16、第十电容C10、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十一电容C11、第十九电阻R19和第一光耦OC1，其中，第四控制芯片U5包括高压输入端52、驱动电压输入端54、电流驱动信号输出端53、第一电压驱动信号输出端51和第二电压驱动信号输出端55；
第十七电阻R17的第一端与校正输出端B2电连接，第十七电阻R17的第二端通过第十八电阻R18与高压输入端52电连接，第十一电容C11的第一端与高压输入端52电连接，第十一电容C11的第二端与第二接地端电连接；
第一光耦OC1的第一端与第一DC/DC模块30的输出端C2电连接，第一光耦OC1的第三端与第一接地端电连接，第一光耦OC1的第四端通过第十九电阻R19与第六三极管9的第一端电连接，第六三极管Q9的第二端与第一DC/DC模块30的第二电压输出端电连接，第六三极管Q9的第三端通过第十六电阻R16与驱动电压输入端54电连接，第十电容C10的第一端与驱动电压输入端54电连接，第十电容C10的第二端与第二接地端电连接；
第一电压驱动信号输出端51与第八电阻R8的第一端电连接，第二电压驱动信号输出端55与第十一电阻R11的第一端电连接，电流驱动信号输出端56与第二开关管Q7的第三端电连接。
具体的，第四控制芯片U5可以为L6599ADTR型号的PWM驱动芯片，用于生成具有50％互补占空比的PWM信号，以驱动第二开关管Q7和第三开关管Q8导通，且在第二开关管Q7截止时，第三开关管Q8能够实现软开关，或第三开关管Q8截止时，第二开关管Q7能够实现软开关，以减小第二DC/DC模块40的损耗。第一光耦OC1用于将第一DC/DC模块30输出端C2输出的直流电压VS12转换成第六三极管Q9的驱动电压，以驱动第六三极管Q9正常导通，且第一光耦OC1能够实现电气隔离，保证驱动控制模块50内部的绝缘。第六三极管Q9用于放大第四控制芯片U5的驱动电流，以保证第四控制芯片U5能够正常工作。第十七电阻R17和第十八电阻R18为分压电阻，以保证高压输入端52输入的电压匹配第四控制芯片U5的安全工作电压。
可选的，继续参考图5，在上述实施例的基础上，驱动控制模块50还包括第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第二十四电阻R24、第十二电容C12、第十三电容C13和第二光耦OC2；
第二十电阻R20的第一端与第一DC/DC模块30的输出端C2电连接，第二十电阻R20的第二端与第二光耦OC2的第一端电连接，第二十一电阻R21并联在第二光耦OC2的第一端和第二端之间，第二十一电阻R21通过第十二电容C12与第三接地端电连接，第二光耦OC2的第三端与第一接地端电连接，第二光耦OC2的第四端与第四控制芯片U5的电压反馈端53电连接；
第二十二电阻R22的第一端与第九电容C9的第一端电连接，第二十二电阻R22的第二端依次通过第二十三电阻R23和第十三电容C13与第二十四电阻R24的第一端电连接，第二十四电阻R24的第二端与第二光耦OC2的第二端电连接。
具体的，第一DC/DC模块30输出端C2输出的直流电压VS12经第二十电阻R20和第二十一电阻R21被第二光耦OC2采集，第二DC/DC模块40输出的直流电压US经第二十二电阻R22和第二十三电阻R23被第二光耦OC2采集，第二光耦OC2将采集到的直流电压US输出至第四控制芯片U5的电压反馈端53，第四控制芯片U5根据采集到的直流电压US调整输出的PWM信号，改变占空比，以实现第二DC/DC模块40输出的直流电压US的稳定输出。由于光耦具有输入输出间互相隔离，且电信号传输具有单向性等特点，因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力，能够实现第二DC/DC模块40与驱动控制模块50之间的绝缘。
可选的，图6为本发明实施例提供的另一种医疗电源电路的结构示意图，参考图6，在上述实施例的基础上，该医疗电源电路还包括PFC过压保护电路80、PFC过流保护电路70和PFC过温保护电路60；
PFC过温保护电路60的输入端与第一DC/DC模块30的第一电压输出端C31电连接，PFC过温保护电路60的输出端与第一控制芯片U1的感应电压输入端5电连接；
PFC过流保护电路70的输入端与第一DC/DC模块30的第一电压输出端C31电连接，PFC过流保护电路70的输出端与第一控制芯片U1的感应电压输入端5电连接；
PFC过压保护电路80的输入端与校正输出端B2电连接，PFC过压保护电路80的输出端与第一控制芯片U1的感应电压输入端5电连接；
还包括输出电压过温保护电路90、输出电压过流保护电路100和输出电压过压保护电路110；
输出电压过温保护电路90的输入端与第一DC/DC模块30的第一电压输出端电C31连接，输出电压过温保护电路90的输出端与驱动控制模块50的输入端E4电连接；
输出电压过流保护电路100的输入端与第一DC/DC模块30的输出端C2电连接，输出电压过流保护电路100的输出端与驱动控制模块50的输入端E4电连接；
输出电压过压保护电路110的输入端与第二DC/DC模块40的输出端电连接，输出电压过压保护电路110的输出端与驱动控制模块50的输入端电连接。
具体的，第一DC/DC模块30的第一电压输出端电C31输出的直流电压VPFC10为PFC过流保护电路70和PFC过温保护电路60提供电源电压，PFC过流保护电路70和PFC过温保护电路60的输出端均与第一控制芯片U1的感应电压输入端5电连接，以调节第一控制芯片U1的输出信号，实现对PFC降压电路210的保护。PFC过压保护电路80接收校正输出端B2输出的低压直流电压Vbus，根据Vbus的大小来控制第一控制芯片U1的输出信号，以保证Vbus的稳定。输出电压过压保护电路110接收第二DC/DC模块40的输出电压US，并反馈至驱动控制模块50的输入端E4，当电压US出现过压时，通过第四控制芯片U5改变PWM信号的占空比，以实现对输出电压US的调节，且通过第一光耦OC1实现低压直流电压Vbus与PWM控制信号的隔离。
继续参考图6，该医疗电源电路包括整流滤波模块10、PFC模块20、第一DC/DC模块30、第二DC/DC模块40、驱动控制模块50、PFC过压保护电路80、PFC过流保护电路70、PFC过温保护电路60、输出电压过温保护电路90、输出电压过流保护电路100和输出电压过压保护电路110，其具体工作原理如下：
整流滤波模块10将网电源输出的交流电压经过共模电感L2、L3、L4抑制共模干扰后通过整流桥BR进行整流，在实现将交流电压转换为直流电压的基础上能够减小医疗电源电路的电磁兼容问题。PFC模块20对整流滤波模块10整流后的输出电压进行降压，并提高PFC模块20输出低压直流电压Vbus的功率因数，以提高第二DC/DC模块40的电压转换效率。整流滤波模块10输出的直流电压与PFC降压电路210不共用同一接地网络，实现了交流输入电压与PFC模块20输出直流电压之间的绝缘。第二DC/DC模块40为推挽结构的DC/DC电压转换模块。第二DC/DC模块40先将低压直流电压Vbus经推挽电路转换成交流电压，该交流电压经过第二变压器T2进行降压，最后第二变压器T2降压后的输出交流电压经过半桥整流电路转换成直流电压输出，并通过输出电压过压保护电路110保护该医疗电源电路，防止出现过压情况。
第一DC/DC模块30将PFC模块20输出的低压直流电压Vbus转换成驱动控制模块50所对应的控制电压，第一DC/DC模块30通过第一变压器实现该医疗电源电路控制电压与输出电压之间的电气隔离，提高电路的绝缘能力。
本发明实施例提供的技术方案，通过整流滤波模块10和PFC模块20实现与电网电源的绝缘隔离，通过第二DC/DC模块40实现交流/直流电源绝缘隔离，以实现对人体的绝缘隔离。第一DC/DC模块30为隔离DC/DC转换模块，将整流滤波模块10输出的直流电压转换为驱动控制模块50所需的直流电压，为驱动控制模块50提供电源电压。驱动控制模块50输出PWM信号以驱动第二DC/DC模块40，第二DC/DC模块40接收PWM信号将PFC模块20输出的电压先转换为交流电压，再把该交流电压整流为直流电压输出。网电源与该医疗电源电路之间实现了基本绝缘，该医疗电源电路与人体之间通过PFC模块20、第一DC/DC模块30和第二DC/DC模块40实现辅助绝缘，因此该医疗电源电路能够实现双重绝缘，防止与电源连接的器械，如超声刀等医疗器械，在接触人体时发生安全事故，通过电源的双重绝缘来提高隔离电源的安全性。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种医疗电源电路，其特征在于，包括：整流滤波模块、PFC模块、第一DC/DC模块、第二DC/DC模块和驱动控制模块；
所述整流滤波模块包括整流输入端和整流输出端，所述整流输入端接入交流电压，所述整流滤波模块用于将所述交流电压转换为直流电压；
所述PFC模块包括校正输入端和校正输出端，所述校正输入端与所述整流输出端电连接，所述PFC模块用于降低所述校正输出端的输出电压并校正输出电压的功率因数；
所述第一DC/DC模块包括输入端和输出端，所述第一DC/DC模块的输入端与所述整流输出端电连接，所述第一DC/DC模块将所述整流输出端输出的直流电压进行转换并从所述第一DC/DC模块的输出端输出；
所述第二DC/DC模块包括输入端和输出端，所述第二DC/DC模块的输入端与所述校正输出端电连接，所述第二DC/DC模块用于将输入端的直流电压变换为交流电压，再将交流电压变换为直流电压后从输出端输出；
所述驱动控制模块的第一电源端与所述校正输出端电连接，所述驱动控制模块的第二电源端与所述第一DC/DC模块的输出端电连接，所述驱动控制模块的输出端与所述第二DC/DC模块的控制端电连接。
2.根据权利要求1所述的医疗电源电路，其特征在于，所述PFC模块包括第一控制芯片、第二控制芯片、第一电阻、第二电阻、第一三极管、分压电路、第一电容、第三电阻、第一二极管、第二三极管、第一开关管、第二二极管、第二电容和第一稳压管；其中，第一控制芯片包括第一电源端、第二电源端和驱动输出端，第二控制芯片包括PFC控制信号输入端和PFC控制信号输出端；
所述第一电阻的第一端与所述校正输出端电连接，所述第一电阻的第二端与所述第一三极管的第一端电连接，所述第一三极管的第二端通过所述第二电阻与所述校正输出端电连接，所述第一三极管的第三端与所述第一电源端电连接；
所述分压电路的第一端与所述校正输出端电连接，所述分压电路的第二端与所述第二电源端电连接，所述第一电容的第一端与所述第二电源端电连接，所述第一电容的第二端与第一接地端电连接；
所述驱动输出端与所述PFC控制信号输入端电连接，所述PFC控制信号输出端通过所述第三电阻与所述第二三极管的第一端电连接，所述第二三极管的第三端与所述第一开关管的第三端电连接，所述第一开关管的第二端与所述第二二极管的阳极电连接，所述第二二极管的阴极与所述整流输出端电连接，所述第一开关管的第一端通过所述第一二极管与所述PFC控制信号输出端电连接，所述第一二极管并联在所述第二三极管的第一端和第二端之间；
所述第二电容的第一端与所述第二二极管的阴极电连接，所述第二电容的第二端与第二接地端电连接，所述第一稳压管与所述第二电容并联。
3.根据权利要求2所述的医疗电源电路，其特征在于，所述PFC模块还包括第三控制芯片、第三电容，其中所述第三控制芯片包括第三电源端和电源输出端；
所述第一控制芯片还包括第四电源端，所述第四电源端与所述第三控制芯片的电源输出端电连接，所述第三电源端与所述第一DC/DC模块的第一电压输出端电连接；
所述第三电容的第一端与所述第三控制芯片的电源输出端电连接，所述第三电容的第二端与第一接地端电连接。
4.根据权利要求3所述的医疗电源电路，其特征在于，所述第一DC/DC模块包括电压转换芯片、第四电阻、第五电阻、第一变压器、第四电容、第三二极管、第四二极管、第三三极管、第二稳压管、第五电容和第六电阻，其中，电压转换芯片包括输入电压启动端、控制端、电流输入端和电压输出端；
所述第四电阻的第一端与所述整流输出端电连接，所述第四电阻的第二端通过所述第五电阻与所述输入电压启动端电连接，所述电压输出端与所述第三二极管的阳极电连接，所述第三二极管的阴极通过所述第四电容与所述第一变压器原边绕组的第一端电连接，所述原边绕组的第二端与所述电流输入端电连接；
所述第一变压器的第一副边绕组的第一端通过所述第四二极管与所述第三三极管的第二端电连接，所述第三三极管的第三端作为所述第一DC/DC模块的第一电压输出端输出电压，所述第三三极管的第一端与所述第二稳压管的正极电连接，所述第二稳压管的负极与所述第五电容的第一端接地连接，所述第五电容的第二端与所述第三三极管的第三端电连接，所述第一变压器的第一副边绕组的第二端与第一接地端电连接；
所述第六电阻的第一端与所述第三三极管的第二端电连接，所述第六电阻的第二端与所述控制端电连接；
所述第二控制芯片还包括第四电源端，所述第四电源端通过第七电阻与所述第三三极管的第三端电连接。
5.根据权利要求4所述的医疗电源电路，其特征在于，所述第一DC/DC模块还包括第五二极管、第六二极管、第四三极管、第五三极管、第三稳压管、第四稳压管和第六电容；
所述第一变压器的第二副边绕组的第一端与所述第五二极管的阳极电连接，所述第五二极管的阴极与所述第四三极管的第二端电连接，所述第四三极管的第三端作为所述第一DC/DC模块的输出端输出控制电压；
所述第四三极管的第一端通过所述第三稳压管与所述第一变压器的第二副边绕组的第二端电连接，所述第六电容的第一端与所述第四三极管的第三端电连接，所述第六电容的第二端接地；
所述第一变压器的第三副边绕组的第一端通过所述第六二极管与所述第五三极管的第二端电连接，所述第五三极管的第三端作为所述第一DC/DC模块的第二电压输出端，所述第五三极管的第一端通过所述第四稳压管与第二接地端电连接。
6.根据权利要求5所述的医疗电源电路，其特征在于，所述第二DC/DC模块包括第七电容、第八电阻、第七二极管、第八二极管、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第二开关管、第三开关管、第九二极管和第十二极管；
所述第七电容的第一端与所述校正输出端电连接，所述第七电容的第二端接地，所述第二开关管的第二端与所述第七电容的第一端电连接，所述第二开关管的第三端与所述第三开关管的第二端电连接，所述第三开关管的第三端与第二端接地电连接；
所述第二开关管的第一端通过所述第七二极管与所述第八电阻的第一端电连接，所述第九电阻与所述第七二极管并联，所述第十电阻的第一端与所述第二开关管的第一端电连接，所述第十电阻的第二端与所述第二开关管的第三端电连接；
所述第三开关管的第一端通过所述第八二极管与所述第十一电阻的第一端电连接，所述第十二电阻与所述第八二极管并联，所述第十三电阻的第一端与所述第三开关管的第一端电连接，所述第十三电阻的第二端与所述第三开关管的第三端电连接；
所述第九二极管的阴极与所述第二开关管的第二端电连接，所述第九二极管的阳极与所述第十二极管的阴极电连接，所述第十二极管的阳极与第二接地端电连接。
7.根据权利要求6所述的医疗电源电路，其特征在于，所述第二DC/DC模块还包括第二变压器、第十一二极管、第十二二极管、第十四电阻、第十五电阻、第八电容和第九电容；
所述第二变压器的第一绕组的第一端与所述第二开关管的第三端电连接，所述第二变压器的第一绕组的第二端与所述第十二极管的阴极电连接，所述第二变压器的第二绕组的第一端分别与所述第十一二极管的阳极、第十二二极管的阳极、第十四电阻的第一端和第十五电阻的第一端电连接，所述第十四电阻的第二端与所述第十五电阻的第二端与所述第八电容的第一端电连接，所述第八电容的第二端与所述第十一二极管的阴极和第十二二极管的阴极电连接，所述第九电容的第一端与所述第八电容的第二端电连接，所述第九电容的第二端与所述第二变压器的第二绕组的第二端电连接。
8.根据权利要求7所述的医疗电源电路，其特征在于，所述驱动控制模块包括第四控制芯片、第六三极管、第十六电阻、第十电容、第十七电阻、第十八电阻、第十一电容、第十九电阻和第一光耦，其中，所述第四控制芯片包括高压输入端、驱动电压输入端、电流驱动信号输出端、第一电压驱动信号输出端和第二电压驱动信号输出端；
所述第十七电阻的第一端与所述校正输出端电连接，所述第十七电阻的第二端通过所述第十八电阻与所述高压输入端电连接，所述第十一电容的第一端与所述高压输入端电连接，所述第十一电容的第二端与第二接地端电连接；
所述第一光耦的第一端与所述第一DC/DC模块的输出端电连接，所述第一光耦的第三端与第一接地端电连接，所述第一光耦的第四端通过所述第十九电阻与所述第六三极管的第一端电连接，所述第六三极管的第二端与所述第一DC/DC模块的第二电压输出端电连接，所述第六三极管的第三端通过所述第十六电阻与所述驱动电压输入端电连接，所述第十电容的第一端与所述驱动电压输入端电连接，所述第十电容的第二端与第二接地端电连接；
所述第一电压驱动信号输出端与所述第八电阻的第一端电连接，所述第二电压驱动信号输出端与所述第十一电阻的第一端电连接，所述电流驱动信号输出端与所述第二开关管的第三端电连接。
9.根据权利要求8所述的医疗电源电路，其特征在于，所述驱动控制模块还包括第二十电阻、第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻、第二十四电阻、第十二电容、第十三电容和第二光耦；
所述第二十电阻的第一端与所述第一DC/DC模块的输出端电连接，所述第二十电阻的第二端与所述第二光耦的第一端电连接，所述第二十一电阻并联在所述第二光耦的第一端和第二端之间，所述第二十一电阻通过所述第十二电容与第三接地端电连接，所述第二光耦的第三端与第一接地端电连接，所述第二光耦的第四端与所述第四控制芯片的电压反馈端电连接；
所述第二十二电阻的第一端与所述第九电容的第一端电连接，所述第二十二电阻的第二端依次通过所述第二十三电阻和所述第十三电容与所述第二十四电阻的第一端电连接，所述第二十四电阻的第二端与所述第二光耦的第二端电连接。
10.根据权利要求9所述的医疗电源电路，其特征在于，还包括PFC过压保护电路、PFC过流保护电路和PFC过温保护电路；
所述PFC过温保护电路的输入端与所述第一DC/DC模块的第一电压输出端电连接，所述PFC过温保护电路的输出端与所述第一控制芯片的感应电压输入端电连接；
所述PFC过流保护电路的输入端与所述第一DC/DC模块的第一电压输出端电连接，所述PFC过流保护电路的输出端与所述第一控制芯片的感应电压输入端电连接；
所述PFC过压保护电路的输入端与所述校正输出端电连接，所述PFC过压保护电路的输出端与所述第一控制芯片的感应电压输入端电连接；
还包括输出电压过温保护电路、输出电压过流保护电路和输出电压过压保护电路；
所述输出电压过温保护电路的输入端与所述第一DC/DC模块的第一电压输出端电连接，所述输出电压过温保护电路的输出端与所述驱动控制模块的输入端电连接；
所述输出电压过流保护电路的输入端与所述第一DC/DC模块的输出端电连接，所述输出电压过流保护电路的输出端与所述驱动控制模块的输入端电连接；
所述输出电压过压保护电路的输入端与所述第二DC/DC模块的输出端电连接，所述输出电压过压保护电路的输出端与所述驱动控制模块的输入端电连接。
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