CN212935571U - 一种医疗电子设备的供电切换电路 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种医疗电子设备的供电切换电路，包括电源适配器和电池组，所述电源适配器通过MOS管Q1和输出负载相连形成第一路供电线路，所述电池组通过MOS管Q2和输出负载相连形成第二路供电线路，所述MOS管Q1和MOS管Q2和充电管理芯片相连；当电源适配器接入市电时，所述充电管理芯片开启MOS管Q1，控制电源适配器与电池组相连，并且对电池组进行充电；当电源适配器无市电接入时，所述充电管理芯片开启MOS管Q2，由电池组对输出负载进行供电。本实用新型实现了外部直流电源与电池两者间无缝切换，还能够通过外部直流电源对锂电池组进行充电管理，保证了系统的稳定性和供电的可靠性。

Description

一种医疗电子设备的供电切换电路
技术领域
本实用新型涉及一种供电电路，尤其涉及一种医疗电子设备的供电切换电路。
背景技术
随着电子信息技术的发展，电子产品在众多领域变的愈加普及。其中，设备的供电问题成为设备使用的关键。当下，电子设备普遍使用外部电源和电池两种方式提供供电支持。当外部电源出现故障或无法供电时，应立马切换到电池供电，以此保证设备的稳定运行。现有方式一般采用场效应管或并联肖特基二极管来实现切换功能，虽然切换电路简单，但是当供电电流较高时会产生一定损耗，且在某些应用下无法保证电路的稳定性。此外，还有些会采用专门的切换芯片来设计切换电路，但增加了产品成本，也没有对电池进行过放保护，降低了电池的使用性能。
相比普通的电子设备，对高标准、高要求的医疗电子设备供电方案的设计显得更加严苛。医疗设备在不同电源供电时必须正常运行，并做到电源供电的无缝切换。在通过电池供电时，能最大程度的延长设备运行时间，并保证设备的安全性和稳定性。随着技术的更新，便携式的医疗设备不断增长。因此，提供一种安全稳定、成本适中、适于便携式且能够满足医疗电子设备高标准的供电方案显得至关重要。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种医疗电子设备的供电切换电路，能够实现外部电源和电池之间的无缝切换，满足便携式医疗设备的供电需求，有效延长医疗设备的运行时间，使得医疗设备正常、稳定的运行，保障医疗设备和使用者的安全。
本实用新型为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种医疗电子设备的供电切换电路，包括电源适配器和电池组，所述电源适配器通过MOS管Q1和输出负载相连形成第一路供电线路，所述电池组通过MOS管Q2和输出负载相连形成第二路供电线路，所述MOS管Q1和MOS管Q2和充电管理芯片相连，所述充电管理芯片检测适配器的电压输入情况，并完成MOS管Q1和MOS管Q2的开启与关断；当电源适配器接入市电时，所述充电管理芯片开启MOS管Q1，控制电源适配器与电池组相连，并且对电池组进行充电；当电源适配器无市电接入时，所述充电管理芯片开启MOS管Q2，由电池组对输出负载进行供电。
上述的医疗电子设备的供电切换电路，其中，所述充电管理芯片为LTC4162，所述MOS管Q1和MOS管Q2为N型MOS开关管，所述充电管理芯片的VIN引脚和电源适配器相连检测电源电压，所述MOS管Q1的栅极连接充电管理芯片的INFET引脚，所述MOS管Q1的源极与电源适配器的输出接口相连，所述MOS管Q1的漏极经由检测电阻后与输出负载相连；所述MOS管Q2的栅极连接充电管理芯片的BATFET引脚，所述MOS管Q2的源极通过检测电阻和防过放保护电路后与电池组输入端连接，所述MOS管Q2的漏极直接与输出负载相连。
上述的医疗电子设备的供电切换电路，其中，所述防过放保护电路包括MOS管Q3，所述MOS管Q3为N型MOS管，所述MOS管Q3的源极与电池组负端相连，所述MOS管Q3的栅极通过限流电阻连接至电池组正端，所述MOS管Q3的漏极直接与地相连。
上述的医疗电子设备的供电切换电路，其中，所述MOS管Q3的栅极与电池组负端连接有稳压二极管，所述稳压二极管的两端并联有保护电容。
上述的医疗电子设备的供电切换电路，其中，所述充电管理芯片通过I2C总线与微处理器相连。
上述的医疗电子设备的供电切换电路，其中，所述电池组由7节标称容量3000mAh，标称电压3.6V的锂离子电池串联组成。
本实用新型对比现有技术有如下的有益效果：本实用新型提供的医疗电子设备的供电切换电路，以充电管理芯片为基础，结合场效应管，实现了外部直流电源与电池两者间无缝切换，还能够通过外部直流电源对锂电池组进行充电管理，保证了系统的稳定性和供电的可靠性。
附图说明
图1为本实用新型医疗电子设备的供电切换电路方框图；
图2为本实用新型医疗电子设备的供电切换电路图；
图3为本实用新型供电切换电路中的防过放保护电路图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。
图1为本实用新型医疗电子设备的供电切换电路方框图。
请参见图1，本实用新型提供的医疗电子设备的供电切换电路，包括电源适配器，MOS管Q1，充电管理芯片，MOS管Q2，电池组，防过放保护电路。本实用新型提供的基于充电管理芯片的供电切换电路，实现了外部电源和电池供电的无缝切换，还能够通过外部直流电源对锂电池组进行充电管理。所述电源适配器通过MOS管Q1和输出负载相连形成第一路供电线路，所述电池组通过MOS管Q2和输出负载相连形成第二路供电线路，所述MOS管Q1和MOS管Q2和充电管理芯片相连，所述充电管理芯片检测适配器的电压输入情况，并完成MOS管Q1和MOS管Q2的开启与关断；当系统接入市电的时候，市电通过电源适配器输出，经MOS管Q1一路与输出负载连接，并且通过充电管理芯片与电池组相连，能够对电池组进行充电；当系统检测无市电接入时，电池组通过MOS管Q2一路与输出负载相连。
本实用新型提供的供电切换电路，以充电管理芯片为基础，结合场效应管，实现了外部直流电源与电池两者间无缝切换的供电方式，保证了系统的稳定性和供电的可靠性。电池组供电，选用7节标称容量3000mAh，标称电压3.6V的锂离子电池串联组成。充电管理芯片可以选用芯片LTC4162，通过电源检测适配器的电压输入情况，来完成MOS管Q1和Q2的开启与关断，以此实现外部电源与电池的供电切换。如图2所示，电源适配器P1接口与MOS管Q1的源极相连，作为外接电源输入端。MOS管Q1的漏极经由检测电阻R1后与输出负载相连。另一路，电池组输入端经防过放保护电路后，首先连接检测电阻R14，再与MOS管Q2的源极连接，MOS管Q2的漏极直接与输出负载相连。MOS管Q1、Q2的栅极分别连接充电管理芯片的INFET引脚和BATFET引脚。其中MOS管Q1和Q2都为N型MOS开关管。
当接入市电过程中，市电通过电源适配器P1作为外接电源输入，充电管理芯片LTC4162的VIN引脚开始检测电源电压。当VIN上的电压足够给电池充电时，通过INFET引脚激活MOS管Q1，并同时控制BATFET引脚关断MOS管Q2，一方面外接电源通过Q1为Vout引脚供电，使得电压从芯片内部Vout引脚传输到SW引脚，然后电压经过L2电感后给电池组充电；另一方面，外接电源电压经过Q1为输出负载直接供电，此时关断Q2可防止电池充电过度。
当无市电接入或者适配器出现异常，充电管理芯片控制BATFET引脚开启Q2，并同时控制INFET引脚关断Q1，电池组通过Q2直接给输出负载供电，并能够防止电压反向倒灌给适配器端。
在防过放保护电路中，电池组负端PACK-_A与MOS管Q3的源极相连。MOS管Q3为N型MOS管。Q3的栅极通过电阻R22连接至电池组正端PACK+_A。Q3的漏极直接与地相连，其原理图如图3所示。防过放保护电路中，当电池组放电到剩余电压小于10V时，N型MOS管Q3关断，防止电池的过度放电，有利于延长电池使用寿命。其中R22为限流电阻，防止电流过大造成的损坏；D8为稳压二极管，起到稳压作用，防止Q3的栅源极因电压差过大而损坏；电容C17能够吸收瞬变电压，起到保护电路的作用。
另外，本实用新型的充电管理芯片还可通过I2C总线和微处理器相连实现数据通信，能够实时检测当前电池的充电状态，并将电量信息反馈给微处理器，当电池充电充满的时候，微处理器获取电量状态，与充电管理芯片进行数据通信，然后使得充电管理芯片关断电池充电通路。
综上所述，本实用新型的供电切换电路非常适合医疗电子设备的使用，具体优点如下：1、以充电管理芯片结合MOS管的方式设计供电切换电路，简化了电路结构，减小了系统功耗，减小了系统体积，降低了成本，更有利于便携式医疗电子。2、通过防过放保护电路，有效防止了电池的过度放电，有利于提高电池的使用性能，增加电池的使用寿命。3、以往系统使用2-4节电池组供电，本实用新型能够对1-8节电池组进行充电管理，在当前医疗设备中实现了7节锂电池组的供电及充电管理，使得电池供电电压范围更广。4、实现了外接电源与电池供电的无缝切换，有利于医疗电子设备运行的稳定性，保障了系统的可靠性。
虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本实用新型的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (6)

1.一种医疗电子设备的供电切换电路，其特征在于，包括电源适配器和电池组，所述电源适配器通过MOS管Q1和输出负载相连形成第一路供电线路，所述电池组通过MOS管Q2和输出负载相连形成第二路供电线路，所述MOS管Q1和MOS管Q2和充电管理芯片相连，所述充电管理芯片检测适配器的电压输入情况，并完成MOS管Q1和MOS管Q2的开启与关断；当电源适配器接入市电时，所述充电管理芯片开启MOS管Q1，控制电源适配器与电池组相连，并且对电池组进行充电；当电源适配器无市电接入时，所述充电管理芯片开启MOS管Q2，由电池组对输出负载进行供电。
2.如权利要求1所述的医疗电子设备的供电切换电路，其特征在于，所述充电管理芯片为LTC4162，所述MOS管Q1和MOS管Q2为N型MOS开关管，所述充电管理芯片的VIN引脚和电源适配器相连检测电源电压，所述MOS管Q1的栅极连接充电管理芯片的INFET引脚，所述MOS管Q1的源极与电源适配器的输出接口相连，所述MOS管Q1的漏极经由检测电阻后与输出负载相连；所述MOS管Q2的栅极连接充电管理芯片的BATFET引脚，所述MOS管Q2的源极通过检测电阻和防过放保护电路后与电池组输入端连接，所述MOS管Q2的漏极直接与输出负载相连。
3.如权利要求2所述的医疗电子设备的供电切换电路，其特征在于，所述防过放保护电路包括MOS管Q3，所述MOS管Q3为N型MOS管，所述MOS管Q3的源极与电池组负端相连，所述MOS管Q3的栅极通过限流电阻连接至电池组正端，所述MOS管Q3的漏极直接与地相连。
4.如权利要求3所述的医疗电子设备的供电切换电路，其特征在于，所述MOS管Q3的栅极与电池组负端连接有稳压二极管，所述稳压二极管的两端并联有保护电容。
5.如权利要求1所述的医疗电子设备的供电切换电路，其特征在于，所述充电管理芯片通过I2C总线与微处理器相连。
6.如权利要求1所述的医疗电子设备的供电切换电路，其特征在于，所述电池组由7节标称容量3000mAh，标称电压3.6V的锂离子电池串联组成。
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