CN204166406U - 一种体外循环装置电源箱散热调节器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种体外循环装置电源箱散热调节器，包括主控模块以及分别与其通过屏蔽信号线连接的检测模块、动作模块；所述主控模块包括控制芯片、数据存储器与驱动模块，所述检测模块包括温度检测表与功率检测表，所述动作模块包括变频电机与风扇；所述驱动模块包括驱动发生器和调压电路，所述驱动发生器为PWM波形发生器，所述调压电路为降压式变换电路；所述控制芯片为DSP芯片或单片机芯片。通过该装置的应用，实现了对电源箱散热的多态调节，不再单一根据温度调节，而是引入负载概念，并据此灵活确定散热风扇转速，实现智能化控制，有效延长设备及散热器的寿命，还可以节约能耗，在成本和可靠性方面均有很大优势。

Description

一种体外循环装置电源箱散热调节器

技术领域

    本实用新型涉及医疗设备器械技术领域，尤其涉及一种体外循环装置电源箱散热调节器。

背景技术

在心脏外科手术中，体外循环装置即人工心肺机，是尤为重要的医疗器械。它完成从静脉系统引出静脉血，并在体外氧合，再经血泵将氧合血输回动脉系统的全过程，用于心脏手术的体外循环、肺移植的辅助呼吸、急性呼吸衰竭的辅助治疗等，可以说是手术患者的生命线。在现有技术中，为保证装置的安全运行，在装置泵体及氧合器、滤器上，安装了诸如电磁传感和超声多普勒等多种监测传感器，然而，在装置的整体电源箱散热上，仍采取的是常规PC机式的风扇散热，在应用中，不仅不具备智能可调性，从而加剧电能损耗，不利于装置使用时间的延长，还有可能因为散热调节不及时，而发生故障，导致医疗事故的发生。

申请号为201120013073.6的专利提供了一种人工心肺机热交换水箱超温报警保护装置，在人土心肺机热交换水箱内独立设置温度探头，温度探头连接控温器，控温器连接交流接触器;交流接触器连接报警扬声器;人工心肺机热交换水箱中的加热器通过交流接触器连接加热电源。本实用新型具有以下优点:采用本结构后，在原有的保护装置外又增加了一道独立的超温报警保护，无论控制电路，主控板发生任何故障导致第一报警线温度控制失灵时电加热器未被停止土作，本实用新型温控装置会立即切断电加热器电源以保护患者安全。这一冗余配置可以自动作为后备，以增加系统的安全可靠性。

申请号为201110108131.8的专利提供了一种机箱散热装置，其用于给机箱散热，所述机箱具有散热窗口 ；所述机箱散热装置包括风扇、两个挡板、两个电机及主控制器，所述风扇固设于所述机箱上，且正对所述机箱的散热窗口，两个所述电机固定连接于所述风扇两侧，两个所述电机的转轴与所述风扇的转轴平行，两个所述挡板分别转动连接于两个所述电机上，两个所述挡板沿对应电机的转轴轴向相差至少一个挡板厚度的距离，所述主控制器电连接于所述风扇及两个所述电机，所述主控制器接收所述风扇的通电或断电的电信号，以控制所述两个电机带动对应的挡板转动以露出或遮挡所述散热窗口。所述机箱散热装置能够在风扇断电时通过挡板遮蔽散热窗口，防止灰尘进入计算机内部。

然而，常规散热调节方法，核心依然是控制风扇的直流无极调速方法，该方法不仅引入了专门控制器与电器元件，又仅以柜内温度作为开环调节量进行控制，不仅成本较高，调试效果也比较单一，并不能起到很好效果，甚至还会有一些敏感信号经常受散热装置的噪声干扰影响，形成对信号的误报，会造成极大的隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种体外循环装置电源箱散热调节器，它使用方便，实现简单，不仅能够达到有效的散热目的，提高生产手术的可靠性，还能节约能耗，延长体外循环装置的电池使用寿命。

为实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案是：一种体外循环装置电源箱散热调节器，包括主控模块以及分别与其通过屏蔽信号线连接的检测模块、动作模块；所述主控模块包括控制芯片、数据存储器与驱动模块，所述检测模块包括温度检测表与功率检测表，所述动作模块包括变频电机与风扇。

所述驱动模块包括驱动发生器和调压电路，所述驱动发生器为PWM波形发生器，所述调压电路为降压式变换电路。

所述控制芯片为DSP芯片或单片机芯片。

本调节器由电源箱供源，在使用时，调节器有温度模式与负载模式两种工作状态，先由检测模块采样当前电源箱的温度值，并由控制芯片调取数据存储器中的温度临界值，进行比对，如果达到临界值，则实行温度模式，即散热风扇全速运转，反之，进入负载模式。

负载模式的调节依靠负载占空比参数，由检测模块的功率检测表得出当前功率值，由控制芯片调取数据存储器中的额定功率值，两者之比即为功率占空比，随后根据功率占空比得到驱动电压调节参数，通过驱动模块不断调节风扇的转速状态，达到节能高效控制的目的。

通过该装置的应用，实现了对电源箱散热的多态调节，不再单一根据温度调节，而是引入负载概念，并据此灵活确定散热风扇转速，实现智能化控制，有效延长设备及散热器的寿命，还可以节约能耗，在成本和可靠性方面均有很大优势。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型驱动模块的调压电路图。

图3是本实用新型的调节流程图。

具体实施方式

如图1所示，一种体外循环装置电源箱散热调节器，包括主控模块1以及分别与其通过屏蔽信号线连接的检测模块2、动作模块3；主控模块包括控制芯片4、数据存储器5与驱动模块6，检测模块包括温度检测表7与功率检测表8，动作模块包括变频电机9与风扇10；驱动模块6包括驱动发生器11和调压电路12，驱动发生器11为PWM波形发生器，调压电路12为降压式变换电路；控制芯片4为DSP芯片或单片机芯片。

本调节器是通过对电源箱运行状态的判断，从而实现对风扇的智能调节控制，在输出电压给定基础上，采集当前的温度T与负载功率信息D，通过模式判定，确定散热风扇转速的最佳控制模式，以内部算法实现散热调节。

具体工作流程如图3所示：采样当前电源箱温度与负载的基本状态信息，以便于确定在不同调速模式时，风扇转速能根据基本状态参数进行调节；基本状态参数包括温度参数与负载参数，系统运行之后，首先检测温度T与检测模块的功率检测表得出当前功率值D。

当温度检测表所检测温度T达到或超过数据存储器中的临界状态温度T₀时，应用温度运行模式，此时程序可以跳过内置算法，使风扇全速运行，以达到快速散热冷却的效果。当所检测温度T未达到临界状态T₀时，即应用负载模式。

    将采集到的当前功率值D，传送至主控模块中的数字信号处理器芯片或单片机芯片，模块根据检测到的相关系统参数，结合数据存储器内置的额定功率负载信息D₀，计算得到负载占空比D ^’ ,即D ^’ = D/D₀ ，进而计算得出风扇转速的数字控制量k，数字控制量k由算法根据负载占空比算出，即k=k₁*D^’=k₁*D/D₀ ,其中k₁为一可调常数；驱动发生器会根据上述数字控制量发出PWM波形，用于硬件调压电路的驱动，通过调压电路改变输出电压，从而调节风扇转速。

    图2为风扇驱动单元电路示意图，为一个标准的BUCK降压式变换电路，将+12VDC的电压经过降压并滤波后加到直流风扇上，以控制风扇的转速，其中输出电压u由给定输出电压u₀与数字控制量k综合控制。

通过该装置的应用，实现了对电源箱散热的多态调节，不再单一根据温度调节，而是引入负载概念，并据此灵活确定散热风扇转速，实现智能化控制，有效延长设备及散热器的寿命，还可以节约能耗，在成本和可靠性方面均有很大优势。

Claims (3)

1.一种体外循环装置电源箱散热调节器，其特征在于：包括主控模块以及分别与其通过屏蔽信号线连接的检测模块、动作模块；所述主控模块包括控制芯片、数据存储器与驱动模块，所述检测模块包括温度检测表与功率检测表，所述动作模块包括变频电机与风扇。

2.如权利要求1所述的体外循环装置电源箱散热调节器，其特征在于：所述驱动模块包括驱动发生器和调压电路，所述驱动发生器为PWM波形发生器，所述调压电路为降压式变换电路。

3.如权利要求1所述的体外循环装置电源箱散热调节器，其特征在于：所述控制芯片为DSP芯片或单片机芯片。