CN201601535U

CN201601535U - 血液分析仪的锂电池供电电路

Info

Publication number: CN201601535U
Application number: CN2010201190640U
Authority: CN
Inventors: 龙伟; 赵雄锋; 胡琳; 翟立国; 黄润; 王强; 庞彪; 吴翀; 许海东
Original assignee: Nanchang Biotech A & C Biotechnical Industry Inc Co
Current assignee: Nanchang Biotech A & C Biotechnical Industry Inc Co
Priority date: 2009-11-23
Filing date: 2010-01-26
Publication date: 2010-10-06
Anticipated expiration: 2020-01-26

Abstract

一种血液分析仪的锂电池供电电路，其特征是由锂电池组的充电电路、过流保护电路、过压保护电路、电量检测及报警电路、短路和过载保护电路、过热保护电路、DC稳压模块组成；充电电路连接到锂电池组的充电端，锂电池组的输出端依次连接到过流保护电路、过压保护电路、DC稳压模块，通过DC稳压模块输出；在过流保护电路、过压保护电路之间，并联接入电量检测及报警电路、短路和过载保护电路、过热保护电路；本实用新型采用开关电源和锂电池对仪器供电，电网有电时，开关电源供电，并关断锂电池供电；电网无电或无电网时，锂电池供电；并能自动检测锂电池电量，给锂电池自动充电或停止充电；同时有过流、过压、过热、过载、短路等保护装置。

Description

血液分析仪的锂电池供电电路

技术领域

本实用新型涉及医疗仪器，特别涉及医疗仪器供电电路。

技术背景

传统的血液分析仪(血球计数仪)采用开关电源供电，主要通过开关电源将电网电压转换成直流电来对血球计数仪供电，仪器只能在电网有电的时候应用，这使仪器不能实时使用，就限制了仪器的灵活性和可移动性，在医疗服务车、部队野外医院等提供医疗检测服务的移动、临时性的场地不能使用。

发明内容

本实用新型提出一种采用开关电源和锂电池对仪器供电，使仪器在没有电和停电的情况下也能正常地工作。

本实用新型是通过以下技术方案实现的。

本实用新型是由锂电池组的充电电路、过流保护电路、过压保护电路、电量检测及报警电路、短路和过载保护电路、过热保护电路、DC稳压模块组成。充电电路连接到锂电池组的充电端，锂电池组的输出端依次连接到过流保护电路、过压保护电路、DC稳压模块，通过DC稳压模块输出；在过流保护电路、过压保护电路之间，并联接入电量检测及报警电路、短路和过载保护电路、过热保护电路。

本实用新型所述的充电电路由稳压芯片U1和锂电池充电控制芯片U2，三极管Q2、Q5，稳压二极管D1和电阻R1、R2、R8、R10及电容C1、C2组成。U1的输出端通过R1、D1与Q2发射极连接，然后通过其集电极与U2的3、4端连接；Q2的基极通过R6与U1的输入端连接，并通过C1接地；U2的7端接地，C2、R10串接在其2、6端，6端再通过R8与Q5的基极连接；Q5的发射极与U1的ADJ端连接，并通过R2与R1与D1的连接点连接，其集电极接地。

经过U2电压转换后为锂电池充电，同时U2的输出信号控制三极管Q5的关断和导通，Q5控制三端稳压芯片U1的ADJ脚，控制输出电压大小，实现浮动充电。

本实用新型所述的过流保护电路由三极管Q1、Q4和分压电阻R4、R9及电阻R5组成。R4与R9串接后连接到锂电池的输出端，Q4的基极连接在R4与R9的连接点之间，其集电极与Q1的集电极连接，发射极分别连接到Q1基极和R5，R5再分别与Q1的发射极和锂电池的正极连接。

锂电池的输出电压通过分压电阻R4、R9的分压后输出到三极管Q4的基极，控制Q4的导通和关断，Q4的发射极控制三极管Q1，从而控制整个电路导通和关断。

本实用新型所述的过压保护电路由三极管Q3，继电器S1，稳压管D2及电阻R3、R7组成。D2的负极连接锂电池正极，其正极连接Q3的基极，并通过R7接地；Q3集电极接地并与DC稳压模块P3的3端口连接，发射极通过R3连接到S1的控制端，S1的输入、输出端串接在锂电池的正极与P3的1端口之间。

锂电池的输出电压信号连接到稳压管D2的负极，D2的正极链接到三极管Q3的基极，控制Q3导通，从而控制继电器SW-SPST的导通和关断，控制整个电路的导通和关断。

本实用新型所述的电量检测及报警电路由压电陶瓷蜂鸣器LS1，发光二极管DS1，二极管D3、D4、D5，4路CMOS门开关芯片U3和电阻R11、R13、R17和电容C5组成。锂电池电压通过R11连接到U3的14脚，并通过R11、D3反向接地；锂电池电压信号通过采样电阻R13、D4连接到芯片U3的1、2脚，D5的负极连接U3的3脚、正极连接U3的5、6脚；U3的8脚连接到9脚，并通过R17接到U3的5、6脚，同时通过R17、C15连接到U3的10、12、13脚；U3的11脚连接到LS1和DS1。

锂电池电压通过电阻R11连接到芯片U3的14脚，来检测电量，并用二极管D3反向接地，防止电压信号为负电压；锂电池电压信号通过采样电阻R13后，通过隔离二极管D4送到芯片U3，U3的3脚连接到二极管D5的负极，D5的正极连接到U3的5脚和6脚，U3的8脚输出通过电阻R17后接到U3的5脚和6脚，并通过电阻R17及电容C15后连接到U3的12脚和13脚，U3通过本身内部的13脚和14脚的电压比较后输出信号，U3最后的输出11脚连接到驱动压电陶瓷蜂鸣器LS1及发光二极管DS1，控制压电陶瓷蜂鸣器LS1及发光二极管DS1来报警提示电量。

本实用新型所述的短路和过载保护电路由开关三极管Q8、Q9，继电器S2，开关S3、S4，发光二极管DS2、DS3和电阻R12、R14、R15，电容C4组成。

锂电池电压通过DS2、R15接地，再通过S2、DS3、R15接地；锂电池电压信号再通过R12连接到S3和Q8的集电极，Q8的基极与Q9的发射极连接，Q8的发射极与Q9的基极连接，并通过C4和可调电阻R14接地，Q9的发射极接地。

锂电池电压信号，通过发光二极管DS2及电阻R15后接地，作为电源提示，在通过继电器S2后接到发光管DS3和R15后接地，作为短路过载保护提示，锂电池电压信号再通过电阻R12连接到开关S3和三极管Q8的集电极，三极管Q8的基极连接到三极管Q9的发射极，同时Q8的发射极连接到Q9的基极，并通过电容C4和可调电阻R14接地，Q9的发射极接地，三极管Q8控制Q9的导通和关断，从而控制继电器S2来控制电路的导通和关断。

本实用新型所述的过热保护电路由热敏电阻R16、N型控制栅热晶闸管Q7、三极管Q6，电容C3组成。R16与C3并联后再并联在Q7上，Q7连接到Q6的发射极和基极。

本电路通过热敏电阻R16采集温度信号，通过C3滤波，控制Q7，Q7连接到三极管Q6的发射极，作为旁路开关，控制电路导通和关断。

本实用新型采用开关电源和锂电池对仪器供电，在电网有电时，采用开关电源供电，锂电池内部有检测电路，能都自动关断对仪器供电；在电网无电时或不能连接到电网时，锂电池自动切换电路，对仪器供电，使仪器能正常运行；并能自动检测锂电池电量，当电源有输入时，锂电池自动充电，当电池充满电量时，自动保护，停止充电；同时锂电池装有过流、过压、过热、过载、短路等保护装置。本实用新型可使仪器在停电时继续使用，也可以在无电网的地区使用，使用方便，对在献血车和乡下流动诊所检测有很大的帮助。

附图说明

附图1为本实用新型的电路框图。

附图2为本实用新型的一个实施例的电路图。其中P2为锂电池组，P1为12V直流电源输入接口，P3为DC稳压模块。

附图3为附图1中锂电池充电电路的放大图，由稳压芯片U1和锂电池充电控制芯片U2，三极管Q2、Q5，稳压二极管D1和电阻R1、R2、R8、R10及电容C1、C2组成。

附图4为附图1中锂电池过流保护电路的放大图，由三极管Q1、Q4和分压电阻R4、R9及电阻R5组成。

附图5为附图1中锂电池过压保护电路的放大图，由三极管Q3，继电器S1，稳压管D2及电阻R3、R7组成。

附图6为附图1中锂电池电量检测及报警电路的放大图，由压电陶瓷蜂鸣器LS1，发光二极管DS1，二极管D3、D4、D5，4路CMOS门开关芯片U3和电阻R11、R13、R17和电容C5组成。

附图7为附图1中锂电池短路、过载保护电路的放大图，由开关三极管Q8、Q9，继电器S2，开关S3、S4，发光二极管DS2、DS3和电阻R12、R14、R15，电容C4组成。

附图8为附图1中锂电池过热保护电路的放大图，由热敏电阻R16、N型控制栅热晶闸管Q7、三极管Q6，电容C3组成。

具体实施方式

本实用新型将通过以下实施例作进一步说明。

实施例。

附图1为本实施例的电路图，附图2-7为本实施例的附图1中各分电路的放大图。

本实施例中，锂电池充电控制芯片U1为LM3420；稳压芯片U2为LM317D2T；继电器S1为SW-SPST；门开关芯片U3为CD4011；Q1、Q2、Q4、Q3、Q5、Q6为2N2222，Q7为TT201，Q8为9012，Q9为9013；D1为1N4001，D2、D3为2CW7，D4、D5为1N4007；DS1、DS2、DS3为LED2。

附图1中P2为锂电池组，是三个锂电池并联而成的电池组，每个锂电池输出电压都是3.7V，容量都是1.4AH，并联后输出电压为11.1V，电池组总容量为4.2AH。图中P1接12V/7A电源适配器。

附图2为锂电池组的充电电路。由稳压芯片U1和锂电池充电控制芯片U2，三极管Q2、Q5，稳压二极管D1和电阻及电容组成。其中R1＝1K、R2＝10K、R8＝1K、R10＝100K，C1＝1μF、C2＝10nF。U1的输出端通过R1、D1与Q2集电极连接，然后通过其发射极与U2的3、4端连接；Q2的基极通过R6与U1的输入端连接，并通过C1接地；U2的7端接地，C2、R10串接在其2、6端，6端再通过R8与Q5的基极连接；Q5的集电极与U1的ADJ端连接，并通过R2与R1与D1的连接点连接，其发射极接地。

在开始充电时，电池电压低于10.4V，U2的输出端无输出，Q5关断，U1工作在恒流输出状态；当电池电压高于11.1V，Q5导通，Q5控制ADJ端，令U1的输出端电压下降，让电池处于浮充电状态，实现锂电池组的浮动充电。

附图3为过流保护电路由三极管Q1、Q4和分压电阻R4、R9及电阻R5组成。其中R4＝10K、R9＝4.7K、R5＝1K。R4与R9串接后连接到锂电池的输出端，Q4的基极连接在R4与R9的连接点之间，其发射极与Q1的发射极连接，集电极分别连接到Q1基极和R5，R5再分别与Q1的集电极和锂电池的正极连接。

电路正常工作时，通过R4与R9的分压作用，使得Q4的基极电位比发射极电位高，发射结承受反向电压。于是Q4处于截止状态，对稳压电路没有影响。当电路短路时，输出电压为零，Q4的发射极相当于接地，则Q4处于饱和导通状态，从而使调整管Q1基极和发射极近于短路，而处于截止状态，切断电路电流，从而达到保护目的。

附图4为过压保护电路，由三极管Q3，继电器S1，稳压管D2及电阻R3、R7组成。其中R3＝10K、R7＝1K。D2的负极连接锂电池正极，其正极连接Q3的基极，并通过R7接地；Q3发射极接地，集电极通过R3连接到S1的控制端，S1的输入、输出端串接在锂电池的正极与P3的1端口之间。

在该电路中，当输入直流电源的电压高于稳压二极管的击穿电压值时，稳压管击穿，有电流流过电阻R7，使晶体管Q3导通，继电器动作，常闭接点断开，切断输入。输入电源的极性保护电路可以跟输入过电压保护结合在一起，构成极性保护鉴别与过电压保护电路。

附图5为电量检测及报警电路。由压电陶瓷蜂鸣器LS1，发光二极管DS1，二极管D3、D4、D5，4路CMOS门开关芯片U3和电阻R11、R13、R17和电容C5组成。其中R11＝4.7K、R13＝100K、R17＝68K、C5＝5nF。锂电池电压通过R11连接到U3的14脚，并通过R11、D3反向接地；锂电池电压信号通过采样电阻R13、D4连接到芯片U3的1、2脚，D5的负极连接U3的3脚、正极连接U3的5、6脚；U3的8脚连接到9脚，并通过R17接到U3的5、6脚，同时通过R17、C15连接到U3的10、12、13脚；U3的11脚连接到LS1和DS1。

当电池电压正常时，R13取样电压较高，经二极管D4与其相连的反相器因输入为高电平，故输出为低电平，使隔离二极管D5导通，导致由U3的4脚和10脚组成的音频振荡器停振，压电陶瓷蜂鸣器LS1不发声。当电池电压下降到需重新充电时，R13的取样电压降到使U3的3脚输出转换为高电平，隔离二极管D5截止，U3的4脚和10脚组成的音频振荡器工作，经U3的11脚驱动LS1工作发出报警声。

附图6为短路和过载保护电路，由开关三极管Q8、Q9，继电器S2，开关S3、S4，发光二极管DS2、DS3和电阻R12、R14、R15，电容C4组成。其中R12＝10K、R14＝10K、R15＝1.2K，C4＝1μF。锂电池电压通过DS2、R15接地，再通过S2、DS3、R15接地；锂电池电压信号再通过R12连接到S3和Q8的集电极，Q8的基极与Q9的发射极连接，Q8的发射极与Q9的基极连接，并通过C4和可调电阻R14接地，Q9的发射极接地。

电池工作时，双色发光管发绿光，指示直流电源正常。电池正常输出时，发光管发橙色光。在继电器S2吸合的同时，三极管Q8基极也被下拉成低电平，Q8导通，此时Q9保持导通，整个电路正常工作。当电池输出端发生短路时，电池电压被下拉成近似为零伏，三极管Q9退出饱和导通状态，继电器S2释放。本电路由R12和R14组成了分压器，当电池电压一定时，如R14越小则分压点电压越低；反之，R12和R14是定值，电池电压越低，同样分压点电压也越低。当分压点电压低于0.7V时，三极管Q9截止，继电器S2释放，起到了限制负荷电流的作用。

附图7为过热保护电路，由热敏电阻R16、N型控制栅热晶闸管Q7、三极管Q6，电容C3组成。其中R16为Hr16-1200，C3＝100nF。R16与C3并联后再并联在Q7上，Q7连接到Q6的发射极和基极。

是用功率晶体管的过热保护，当温度过高，晶体开关管Q6的基极电流被N型控制栅热晶闸管TT201旁路，开关管截止，切断集电极电流，防止过热。

Claims

1.一种血液分析仪的锂电池供电电路，其特征是由锂电池组的充电电路、过流保护电路、过压保护电路、电量检测及报警电路、短路和过载保护电路、过热保护电路、DC稳压模块组成；充电电路连接到锂电池组的充电端，锂电池组的输出端依次连接到过流保护电路、过压保护电路、DC稳压模块，通过DC稳压模块输出；在过流保护电路、过压保护电路之间，并联接入电量检测及报警电路、短路和过载保护电路、过热保护电路。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征是所述的充电电路由稳压芯片U1和锂电池充电控制芯片U2，三极管Q2、Q5，稳压二极管D1和电阻R1、R2、R8、R10及电容C1、C2组成；U1的输出端通过R1、D1与Q2发射极连接，然后通过其集电极与U2的3、4端连接；Q2的基极通过R6与U1的输入端连接，并通过C1接地；U2的7端接地，C2、R10串接在其2、6端，6端再通过R8与Q5的基极连接；Q5的发射极与U1的ADJ端连接，并通过R2与R1与D1的连接点连接，其集电极接地。

3.根据权利要求1所述的电路，其特征是所述的过流保护电路由三极管Q1、Q4和分压电阻R4、R9及电阻R5组成；R4与R9串接后连接到锂电池的输出端，Q4的基极连接在R4与R9的连接点之间，其集电极与Q1的集电极连接，发射极分别连接到Q1基极和R5，R5再分别与Q1的发射极和锂电池的正极连接。

4.根据权利要求1所述的电路，其特征是所述的过压保护电路由三极管Q3，继电器S1，稳压管D2及电阻R3、R7组成；D2的负极连接锂电池正极，其正极连接Q3的基极，并通过R7接地；Q3集电极接地并与DC稳压模块P3的3端口连接，发射极通过R3连接到S 1的控制端，S 1的输入、输出端串接在锂电池的正极与P3的1端口之间。

5.根据权利要求1所述的电路，其特征是所述的电量检测及报警电路由压电陶瓷蜂鸣器LS 1，发光二极管DS1，二极管D3、D4、D5，4路CMOS门开关芯片U3和电阻R11、R13、R17和电容C5组成；锂电池电压通过R11连接到U3的14脚，并通过R11、D3反向接地；锂电池电压信号通过采样电阻R13、D4连接到芯片U3的1、2脚，D5的负极连接U3的3脚、正极连接U3的5、6脚；U3的8脚连接到9脚，并通过R17接到U3的5、6脚，同时通过R17、C15连接到U3的10、12、13脚；U3的11脚连接到LS 1和DS1。

6.根据权利要求1所述的电路，其特征是所述的短路和过载保护电路由开关三极管Q8、Q9，继电器S2，开关S3、S4，发光二极管DS2、DS3和电阻R12、R14、R15，电容C4组成；锂电池电压通过DS2、R15接地，再通过S2、DS3、R15接地；锂电池电压信号再通过R12连接到S3和Q8的集电极，Q8的基极与Q9的发射极连接，Q8的发射极与Q9的基极连接，并通过C4和可调电阻R14接地，Q9的发射极接地。

7.根据权利要求1所述的电路，其特征是所述的过热保护电路由热敏电阻R16、N型控制栅热晶闸管Q7、三极管Q6，电容C3组成；R16与C3并联后再并联在Q7上，Q7连接到Q6的发射极和基极。