CN204890035U - 全数字彩色多普勒超声诊断仪的cpld电源管理电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及全数字彩色多普勒超声诊断仪的CPLD电源管理电路，包括CPLD芯片，控制所有电源芯片使能信号以及开启电压的时序；启动开关通过电源开关连接线与CPLD芯片的输入输出端连接，并向CPLD芯片传输电源开关的状态；时钟电路与CPLD芯片的输入端连接，产生系统时钟驱动CPLD芯片。本实用新型采用低功耗CPLD芯片，在开关开启的过程中，控制着全数字彩色多普勒超声诊断仪中所有电源芯片使能信号，并开启电压的时序；在关机状态下，CPLD芯片始终保持低功耗运行，并在等待用户按下开机键。

Description

全数字彩色多普勒超声诊断仪的CPLD电源管理电路

技术领域

本实用新型涉及超声诊断设备技术领域，尤其涉及全数字彩色多普勒超声诊断仪的CPLD电源管理电路。

背景技术

在新型便捷彩超中都引入了电池概念，使之成为一种移动设备，为移动诊断带来方便。同时也引入了新的电源控制管理要求。

和笔记本电脑一样，彩超也需要一款EC（EmbedController，嵌入式控制器）芯片，但相对消费类电子产品，医疗设备更加复杂。如何管理好各个设备之间的启动时序，如何更好地实现更长的待机时间，如何更可靠、更廉价是亟待解决的问题。

目前实现此类功能大都使用单片机，但是单片机可以理解为执行代码的机器，而CPLD可以理解为由很多硬件连接起来的电路，不管从速度、可靠性还是扩展性CPLD更适合此类应用。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供了全数字彩色多普勒超声诊断仪的CPLD电源管理电路，它具有低成本、超低功耗、工作稳定、能够调整上电顺序和时序。

为了解决上述问题，本发明全数字彩色多普勒超声诊断仪的CPLD电源管理电路，包括用于控制所有电源芯片使能信号以及开启超声电压的时序的CPLD芯片；

启动开关，通过电源开关连接线与CPLD芯片的输入输出端连接，并向CPLD芯片传输电源开关的状态；

时钟电路，与CPLD芯片的输入端连接，产生系统时钟驱动CPLD芯片。

进一步地，启动开关包括接插件J1，接插件J1的第一引脚连接第六电阻R6的第一端、CPLD芯片的第六输入输出端，第六电阻的第二端连接接插件J1的第二、十引脚并接地，接插件J1的第三引脚连接第一电阻R1的第一端、CPLD芯片的第八输入输出端，第一电阻R1的第二端连接接插件J1的第四引脚、第二电阻R2的第二端、第三电阻R3的第二端并接直流电压+3.3V，第二电阻R2的第一端连接接插件J1的第五引脚、CPLD芯片的第十输入输出端，第三电阻R3的第一端连接接插件J1的第九引脚、CPLD芯片的第十二输入输出端。

进一步地，CPLD芯片包括第三输入输出端、第十三输入输出端、第四十输入输出端、第四十二输入输出端、第四十三输入输出端和第四十四输入输出端；超声电压包括第一电压端HV_EN1和第二电压端HV_EN2；电源芯片包括第一电源端POWER1、第二电源端POWER2、第三电源端POWER3和第四电源端POWER4；CPLD芯片的第三输入输出端连接第一电压端HV_EN1、第十五电阻R15的第一端，第十五电阻R15的第二端连接第十六电阻R16的第一端并接地，第十六电阻R16的第二端连接第二电压端HV_EN2、CPLD芯片的第十三输入输出端，CPLD芯片的第四十四输入输出端通过第十三电阻R13连接第一电源端POWER1，CPLD芯片的第四十三输入输出端通过第十四电阻R14连接第二电源端POWER2，CPLD芯片的第四十二输入输出端通过第十七电阻R17连接第三电源端POWER3，CPLD芯片的第四十输入输出端通过第十八电阻R18连接第四电源端POWER4。

进一步地，时钟电路包括晶振Y1、第十九电阻R19和第二十电阻R20，晶振Y1的第一引脚通过第十九电阻R19连接直流电压+3.3V，晶振Y1的第二引脚接地，晶振Y1的第三引脚通过第二十电阻R20连接CPLD芯片的第三十七输入端，晶振Y1的第四引脚连接直流电压+3.3V。

进一步地，CPLD芯片的第三十七输入端为时钟专用输入引脚。

本实用新型全数字彩色多普勒超声诊断仪的CPLD电源管理电路，该电路采用低功耗CPLD芯片，在开关开启的过程中，控制着全数字彩色多普勒超声诊断仪中所有电源芯片使能信号，并开启电压的时序；在关机状态下，CPLD芯片始终保持低功耗运行，并在等待用户按下开机键。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型全数字彩色多普勒超声诊断仪的CPLD电源管理电路原理图；

图2为全数字彩色多普勒超声诊断仪的开、关机流程图。

具体实施方式

本实用新型所列举的实施例，只是用于帮助理解本实用新型，不应理解为对本实用新型保护范围的限定，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型思想的前提下，还可以对本实用新型进行改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求保护的范围内。

本实用新型全数字彩色多普勒超声诊断仪的CPLD电源管理电路，包括CPLD芯片，控制所有电源芯片使能信号以及开启电压的时序；启动开关通过电源开关连接线与CPLD芯片的输入输出端连接，并向CPLD芯片传输电源开关的状态；时钟电路与CPLD芯片的输入端连接，产生系统时钟驱动CPLD芯片。

如图1所示，上述启动开关包括接插件J1，接插件J1的第一引脚连接第六电阻R6的第一端、CPLD芯片的第六输入输出端，第六电阻的第二端连接接插件J1的第二、十引脚并接地，接插件J1的第三引脚连接第一电阻R1的第一端、CPLD芯片的第八输入输出端，第一电阻R1的第二端连接接插件J1的第四引脚、第二电阻R2的第二端、第三电阻R3的第二端并接直流电压+3.3V，第二电阻R2的第一端连接接插件J1的第五引脚、CPLD芯片的第十输入输出端，第三电阻R3的第一端连接接插件J1的第九引脚、CPLD芯片的第十二输入输出端；CPLD芯片包括第三输入输出端、第十三输入输出端、第四十输入输出端、第四十二输入输出端、第四十三输入输出端和第四十四输入输出端；超声电压包括第一电压端HV_EN1和第二电压端HV_EN2；电源芯片包括第一电源端POWER1、第二电源端POWER2、第三电源端POWER3和第四电源端POWER4；CPLD芯片的第三输入输出端连接第一电压端HV_EN1、第十五电阻R15的第一端，第十五电阻R15的第二端连接第十六电阻R16的第一端并接地，第十六电阻R16的第二端连接第二电压端HV_EN2、CPLD芯片的第十三输入输出端，CPLD芯片的第四十四输入输出端通过第十三电阻R13连接第一电源端POWER1，CPLD芯片的第四十三输入输出端通过第十四电阻R14连接第二电源端POWER2，CPLD芯片的第四十二输入输出端通过第十七电阻R17连接第三电源端POWER3，CPLD芯片的第四十输入输出端通过第十八电阻R18连接第四电源端POWER4；时钟电路包括晶振Y1、第十九电阻R19和第二十电阻R20，晶振Y1的第一引脚通过第十九电阻R19连接直流电压+3.3V，晶振Y1的第二引脚接地，晶振Y1的第三引脚通过第二十电阻R20连接CPLD芯片的第三十七输入端，晶振Y1的第四引脚连接直流电压+3.3V。CPLD芯片的第九、二十九、十七、四十一直流供电电压输入输出端均连接直流电压+3.3V，CPLD芯片的第四、十一、二十四、三十接地输入输出端和CPLD芯片的第十六、三十六接地输入端均接地，CPLD芯片的第三十四输入输出端通过第十一电阻R11和第一发光二极管LED1连接直流电压+3.3V。

本实用新型中采用的CPLD芯片的型号为EPM3032E，晶振Y1为5.0MHz的有源晶振，CPLD芯片的第三十七输入端为时钟专用输入引脚。

本电路工作时，启动开关通过电源开关连接线POWERSW连接CPLD芯片，即CPLD芯片的第八输入输出端，当按下启动开关，启动开关信号被拉低，此时CPLD芯片在5-10纳秒内就可以检测到电源开关状态，即通过CPLD芯片的第六输入输出端接收到STATUS信号的状态。如果STATUS信号状态为低电平，表示此时电源开关为关机状态，CPLD芯片执行开机操作，间隔在10-30毫秒根据需要通过时钟电路调整。当STATUS信号状态变为高电平时，CPLD芯片依次打开电源端POWER1-POWER4的电源，打开电压端HV_EN1和HV_EN2的电压,完成所有的电压启动。当按下启动开关，STATUS信号状态为高电平，此时电源开关为开机状态，当CPLD芯片检测到这个信号后执行关机操作，间隔在0-1秒根据需要通过时钟电路调整。当STATUS信号状态变为低电平时，CPLD芯片首先关闭电压端HV_EN2和HV_EN1的电压,，然后关闭电源端POWER4-POWER1的电源。此时仅CPLD芯片和少量外围电路在工作，进入关机状态。

如图2所示，在关机状态下，CPLD始终保持低功耗运行，并在等待用户按下开机键。直到用户按下开关时，全数字彩色多普勒超声诊断仪中工控板的状态为0，即全数字彩色多普勒超声诊断仪是处于关机状态的，CPLD芯片首先打开全数字彩色多普勒超声诊断仪的计算机部分电源，使计算机启动。当CPLD芯片检测到计算机已经启动后，首先打开全数字彩色多普勒超声诊断仪的电源，再依次打开低压5V、12V和高压60V、-60V,完成全数字彩色多普勒超声诊断仪的启动，超声程序随后完成启动。

用户按下开关时，全数字彩色多普勒超声诊断仪中工控板的状态为1，即全数字彩色多普勒超声诊断仪是处于开机状态的，CPLD芯片首先关闭全数字彩色多普勒超声诊断仪的计算机部分电源，使计算机关闭。等1秒后，1秒为设定值，当CPLD芯片检测到计算机已经关机后，工控板的状态为0，随后依次关闭全数字彩色多普勒超声诊断仪的低压5V、12V和高压60V、-60V，再关闭电源，完成全数字彩色多普勒超声诊断仪的关闭，超声程序随后完成关闭，进入低功耗待机模式。此类CPLD待机功耗可降至20mWh甚至更低，而便捷彩超一般配备80Wh左右的电池，足以应对3个月的存放和备用。

因此，运用具有低成本、超低功耗、工作稳定、能够调整上电顺序和时序的CPLD芯片是实现电源管理控制非常好的选择。而且CPLD芯片是一直开着的，无论你是在开机或者是关机状态，除非你把电池和适配器同时卸除。

Claims (5)

1.全数字彩色多普勒超声诊断仪的CPLD电源管理电路，其特征在于：所述CPLD电源管理电路包括：

用于控制所有电源芯片使能信号以及开启超声电压的时序的CPLD芯片；

启动开关，通过电源开关连接线与CPLD芯片的输入输出端连接，用于向CPLD芯片传输电源开关的状态；

以及时钟电路，与CPLD芯片的输入端连接，用于产生系统时钟驱动CPLD芯片。

2.根据权利要求1所述的全数字彩色多普勒超声诊断仪的CPLD电源管理电路，其特征在于：所述启动开关包括接插件J1，接插件J1的第一引脚连接第六电阻R6的第一端、CPLD芯片的第六输入输出端，第六电阻的第二端连接接插件J1的第二、十引脚并接地，接插件J1的第三引脚连接第一电阻R1的第一端、CPLD芯片的第八输入输出端，第一电阻R1的第二端连接接插件J1的第四引脚、第二电阻R2的第二端、第三电阻R3的第二端并接直流电压+3.3V，第二电阻R2的第一端连接接插件J1的第五引脚、CPLD芯片的第十输入输出端，第三电阻R3的第一端连接接插件J1的第九引脚、CPLD芯片的第十二输入输出端。

3.根据权利要求1所述的全数字彩色多普勒超声诊断仪的CPLD电源管理电路，其特征在于：所述CPLD芯片包括第三输入输出端、第十三输入输出端、第四十输入输出端、第四十二输入输出端、第四十三输入输出端和第四十四输入输出端；所述超声电压包括第一电压端HV_EN1和第二电压端HV_EN2；所述电源芯片包括第一电源端POWER1、第二电源端POWER2、第三电源端POWER3和第四电源端POWER4；所述CPLD芯片的第三输入输出端连接第一电压端HV_EN1、第十五电阻R15的第一端，第十五电阻R15的第二端连接第十六电阻R16的第一端并接地，第十六电阻R16的第二端连接第二电压端HV_EN2、CPLD芯片的第十三输入输出端，CPLD芯片的第四十四输入输出端通过第十三电阻R13连接第一电源端POWER1，CPLD芯片的第四十三输入输出端通过第十四电阻R14连接第二电源端POWER2，CPLD芯片的第四十二输入输出端通过第十七电阻R17连接第三电源端POWER3，CPLD芯片的第四十输入输出端通过第十八电阻R18连接第四电源端POWER4。

4.根据权利要求1所述的全数字彩色多普勒超声诊断仪的CPLD电源管理电路，其特征在于：所述时钟电路包括晶振Y1、第十九电阻R19和第二十电阻R20，晶振Y1的第一引脚通过第十九电阻R19连接直流电压+3.3V，晶振Y1的第二引脚接地，晶振Y1的第三引脚通过第二十电阻R20连接CPLD芯片的第三十七输入端，晶振Y1的第四引脚连接直流电压+3.3V。

5.根据权利要求4所述的全数字彩色多普勒超声诊断仪的CPLD电源管理电路，其特征在于：所述CPLD芯片的第三十七输入端为时钟专用输入引脚。