CN220857615U - 一种供电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种供电装置，涉及供电领域，在医疗台车机头中设置第一保险丝和第一TVS二极管，在医疗台车车身中设置防静电电路、隔离降压电路、第一供电开关和微控制器。通过微控制器控制医疗台车车身中的其他用电设备的得失电，利用第一TVS二极管和防静电电路来抑制电路中的静电干扰，利用隔离降压电路实现微控制器与用电设备之间的供电进行隔离来避免第一电源的供电不稳定而损坏微控制器，利用第一保险丝在第一电源异常时及时断开来保护电路。通过在机头和车身中设置多种保护，可以在机头和车身分离时有效地抑制瞬态干扰带来的影响，可以提高台车供电的安全性，在发生异常时及时断开供电从而保护电路。

Description

一种供电装置

技术领域

本实用新型涉及供电领域，特别是涉及一种供电装置。

背景技术

由于传统的医疗设备通常是固定位置安装，当与医疗设备之间的距离较远的患者需要进行治疗时，只能额外安装一台医疗设备，这种方式的成本较高。为此，在现有技术中，将医疗设备和台车结合，将传统的医疗设备安装到台车上，医疗设备作为机头，台车本体作为车身，方便医疗设备通过台车移动到不同的地方，为处在不同位置的患者提供医疗。为了使医疗设备具有更好的便携式以适应不同的治疗需求，在现有技术中，需要将机头与车身分离，也就是在必要时可以将医疗设备本体从台车上拆卸下来使用。在这种分离式设计的医疗台车中，通常情况下只对机头进行供电而不对车身进行供电，若车身内设置有加热盘等装置，则通过弹簧针或者插接线等连接，利用机头将电能传输至车身的加热盘等装置进行供电。

但是，当机头与车身分离时，两者之间的供电线路暴露在环境中，非常容易受到瞬态干扰的影响，瞬态干扰指的是因为电网不稳定、雷击干扰、静电放电和设备启停等情况影响而产生瞬间的大电压或大电流的干扰，瞬态干扰容易导致机头与车身中的装置损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种供电装置，通过在机头和车身中设置多种保护，可以在机头和车身分离时有效地抑制瞬态干扰带来的影响，可以提高台车供电的安全性，在发生异常时及时断开供电从而保护电路。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种供电装置，包括：

设置于医疗台车的机头内的第一保险丝和第一TVS二极管，设置于所述医疗台车的车身内的防静电电路、隔离降压电路、第一供电开关和微控制器；

所述第一保险丝的第一端与第一电源连接，所述第一保险丝的第二端分别与所述第一TVS二极管的阴极及所述防静电电路的第一端连接，所述防静电电路的第二端与所述医疗台车的车身内的用电设备的一端连接，所述第一供电开关的第一端与所述用电设备的另一端连接，所述第一供电开关的第二端接地，所述第一供电开关的控制端与所述微控制器连接，所述第一TVS二极管的阳极接地；

所述隔离降压电路的输入端与所述防静电电路的第二端连接，输出端与所述微控制器的供电端连接。

一方面，所述防静电电路包括：

第一mos管、第二TVS二极管、稳压模块和滤波模块；

所述第一mos管的漏极作为所述防静电电路的第一端，所述第一mos管的栅极分别与所述稳压模块的一端、所述滤波模块的一端以及所述第二TVS二极管的阳极连接且连接的公共端接地，所述第一mos管的源极分别与所述稳压模块的另一端、所述滤波模块的另一端以及所述第二TVS二极管的阴极连接且连接的公共端作为所述防静电电路的第二端；

其中，所述防静电电路的接地端与所述微控制器的接地端不为同一接地端。

一方面，所述第一供电开关包括：

第一光耦和第二mos管；

所述第一光耦中的发光二极管的正极与所述隔离降压电路的输出端连接，所述第一光耦中的发光二极管的负极与所述微控制器的控制端连接，所述第一光耦中的受光三极管的集电极与所述用电设备的一端连接，所述第一光耦中的受光三极管的发射极与所述第二mos管的栅极连接，所述第一光耦中的受光三极管的基极接地；

所述第二mos管的漏极与所述用电设备的另一端连接，所述第二mos管的源极接地。

一方面，还包括第二保险丝；

所述第二保险丝的一端与所述所述防静电电路的第二端连接，所述第二保险丝的另一端与所述用电设备的一端连接。

一方面，还包括静电抑制电路；

所述静电抑制电路的输入端与所述医疗台车的车身内的外接设备端口连接，所述静电抑制电路的输出端与所述微控制器的外接设备连接端连接，所述静电抑制电路用于抑制所述微控制器的外接设备连接端处的静电。

一方面，还包括设置于所述医疗台车的机头内的电流检测模块、第二供电开关和主控电路，设置于所述医疗台车的车身内的电压检测模块和负载电路；

所述电流检测模块的输入端分别与所述第一TVS二极管的阴极以及所述第一保险丝的第二端连接，所述电流检测模块的输出端与所述主控电路连接，所述电流检测模块用于检测所述第一电源的输出电流；

所述第二供电开关的一端分别与所述第一保险丝的第二端以及所述第一TVS二极管的阴极连接，所述第二供电开关的另一端与所述防静电电路的第一端连接，所述第二供电开关的控制端与所述主控电路连接；

所述电压检测模块的输入端与所述用电设备连接，所述电压检测模块的输出端与所述微控制器的电压检测端连接，所述电压检测模块用于检测电压，以便所述微控制器根据电压控制所述负载电路的使能，从而便于控制所述第一电源的输出电流；

所述负载电路与所述用电设备并联，所述负载电路的使能端与所述微控制器连接。

一方面，所述负载电路包括：

第二光耦、第三mos管以及第一电阻；

所述第二光耦中的发光二极管的正极与所述隔离降压电路的输出端连接，所述第二光耦中的发光二极管的负极与所述微控制器连接，所述第二光耦中的受光三极管的集电极与所述第一电阻的一端连接且连接的公共端与所述用电设备的一端连接，所述第二光耦中的受光三极管的发射极与所述第三mos管的栅极连接，所述第二光耦中的受光三极管的基极接地；所述第一电阻的另一端与所述第三mos管的漏极连接；所述第三mos管的源极接地。

一方面，所述电流检测模块包括：

第一二极管、第二二极管、第二电阻、第三电阻和第一控制芯片；

所述第一控制芯片的输入正极分别与所述第二电阻的第一端、所述第三电阻的第一端以及与所述第一二极管的正极与所述第二二极管的负极连接后的公共端连接；所述第一控制芯片的输入负极分别与所述第一二极管的负极、所述第二二极管的正极、所述第二电阻的第二端以及所述第三电阻的第二端连接，所述第一控制芯片的输出端与所述主控电路连接。

一方面，所述第二供电开关包括：

继电器和三极管；

所述继电器包含线圈、第一可动触点、第二可动触点、第一不动触点、第二不动触点、第三不动触点和第四不动触点；

所述继电器的线圈的第一端与第三电源连接；第一可动触点在线圈失电时接触第一不动触点，得电时接触第二不动触点；第二可动触点在线圈失电时接触第三不动触点，得电时接触第四不动触点；

所述继电器的第一可动触点与所述防静电电路的第一端连接，第一不动触点断路，第二不动触点接地，第二可动触点与第三不动触点连接且连接的公共端与所述防静电电路的第一端连接，所述继电器的第四不动触点分别与所述第一保险丝的第二端、所述第一TVS二极管的阴极以及所述电流检测电路的输入端连接；

所述三极管的基级与所述主控电路连接，所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极分别与所述第三电源以及所述继电器的线圈的第二端连接。

一方面，所述电压检测模块包括：

第一电压跟随器、第二电压跟随器、第四电阻、第五电阻、第三TVS二极管和第四TVS二极管；

所述第一电压跟随器的正相输入端与所述用电设备的输入端的负极连接，所述第一电压跟随器的负相输入端与所述第一电压跟随器的输出端连接且连接的公共端与所述第四电阻的一端连接；

所述第四电阻的另一端与所述第三TVS二极管的阴极连接且连接的公共端与所述微控制器连接；所述第三TVS二极管的阳极接地；

所述第二电压跟随器的正相输入端与所述用电设备的输入端的正极连接，所述第二电压跟随器的负相输入端与所述第二电压跟随器的输出端连接且连接的公共端与所述第五电阻的一端连接；

所述第五电阻的另一端与所述第四TVS二极管的阴极连接且连接的公共端与所述微控制器连接；所述第四TVS二极管的阳极接地。

本申请的有益效果在于，提供了一种供电装置，涉及供电领域，在医疗台车机头中设置第一保险丝和第一TVS二极管，在医疗台车车身中设置防静电电路、隔离降压电路、第一供电开关和微控制器。通过微控制器控制医疗台车车身中的其他用电设备的得失电，利用第一TVS二极管和防静电电路来抑制电路中的静电干扰，利用隔离降压电路实现微控制器与用电设备之间的供电进行隔离来避免第一电源的供电不稳定而损坏微控制器，利用第一保险丝在第一电源异常时及时断开来保护电路。通过在机头和车身中设置多种保护，可以在机头和车身分离时有效地抑制瞬态干扰带来的影响，可以提高台车供电的安全性，在发生异常时及时断开供电从而保护电路。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的一种供电装置的结构示意图；

图2为本申请提供的一种供电装置在机头中部分电路的结构示意图；

图3为本申请提供的一种供电装置在车身中部分电路的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种供电装置，通过在机头和车身中设置多种保护，可以在机头和车身分离时有效地抑制瞬态干扰带来的影响，可以提高台车供电的安全性，在发生异常时及时断开供电从而保护电路。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

电压及电流的瞬态干扰是造成电子电路及设备损坏的主要原因，这些干扰通常来自于设备的启停操作、电网不稳定、雷击干扰及静电放电等因素。

目前，安装在台车上，并采用台车与医疗设备本体的分离式设计的医疗设备被广泛应用。该设计使得医疗设备本体可以与台车分离，使得医疗设备具有更好的便携性，从而适应不同的治疗需求。通常情况下，市电只对医疗设备本体提供电源，而不对台车提供电源。若台车中安装有如加热盘或其他的用电设备，在使用过程中，需要通过弹簧针或插接线实现从医疗设备本体向台车的供电。由于采用分离式设计，当医疗设备本体与台车分开时，为台车供电的弹簧针或插接线暴露在外，极容易受到上述的瞬态干扰的因素影响，从而损坏医疗设备本体和台车内的控制电路板。

请参照图1，图1为本申请提供的一种供电装置的结构示意图，包括：

设置于医疗台车的机头内的第一保险丝F1和第一TVS二极管D7，设置于医疗台车的车身内的防静电电路3、隔离降压电路2、第一供电开关4和微控制器1；

第一保险丝F1的第一端与第一电源连接，第一保险丝F1的第二端分别与第一TVS二极管D7的阴极及防静电电路3的第一端连接，防静电电路3的第二端与医疗台车的车身内的用电设备的一端连接，第一供电开关4的第一端与用电设备的另一端连接，第一供电开关4的第二端接地，第一供电开关4的控制端与微控制器1连接，第一TVS二极管D7的阳极接地；

隔离降压电路2的输入端与防静电电路3的第二端连接，输出端与微控制器1的供电端连接。

对于车身部分：防静电电路3和第一供电开关4是设置在医疗台车车身中的设备，防静电电路3作为台车侧的第一电源的输入端，当第一电源的供电电压从机头通过弹簧针或者插接线进入台车时，防静电电路3首先对输入电压进行滤波、稳压和防静电，防止因输入电压过高或接通瞬间高压损坏后续电路和防止高频干扰，将第一电源的供电电压稳定后再输入给隔离降压电路2和第一供电开关4。

第一供电开关4受到医疗台车中的微控制器1控制。微控制器1主要是负责控制第一供电开关4的开关状态，工作人员可以直接在台车车身的人机界面上对微控制器1进行操作或者经由主控电路HEAT控制微控制器1。微控制器1根据该指令控制第一供电开关4的闭合，第一供电开关4在闭合后，可以使得第一电源经过第一供电开关4输入到医疗台车中的用电设备(如加热盘等设备)，实现机头给台车车身供电的目的。

另外，为了避免用电设备的供电状态以及第一电源的波动影响到微控制器1的供电和正常工作，需要将微控制器1本身的供电以及对用电设备的供电隔离开来，用电设备直接使用经过防静电电路3后的电能供电，微控制器1在此基础上还需要再经过一个隔离降压电路2才能供电，将第一电源本身的供电与微控制器1的供电进行隔离，避免因外部输入不稳定而损坏微控制器1。

对于机头部分：在选择第一保险丝F1时，优选自恢复保险丝，其有别于传统式一次性熔断丝，自恢复保险丝在电流符合要求时自行恢复导通功能，降低了售后服务成本，一旦电流过大就切断电源，可以有效避免因电流过大损坏后续电路。

第一TVS二极管D7用于防止供电电源受设备的起停操作、交流电网的不稳定、雷击干扰及静电放电等影响产生浪涌冲击和瞬态干扰。TVS(Transient voltage suppression，瞬态电压抑制)是一种二极管形式的高效能保护器件。当TVS二极管的两极受到反向瞬态高能量冲击时，它能以10的负12次方秒量级的速度，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电压箝位于一个预定值，有效地保护电子线路中的精密元器件，免受各种浪涌脉冲的损坏，具有响应速度快、瞬态功率大、漏电流低、击穿电压偏差小、箝位电压较易控制、无损坏极限、体积小等优点。

请参照图2，图2为本申请提供的一种供电装置在机头中部分电路的结构示意图。第一电源的电压可根据用电设备的工作功率来选定，一般不超过24V，本申请对此不做限定。可以在第一保险丝F15和第一电源之间再设置一个电容CP43和电容C32，电容CP43的第一端分别与第一保险丝F15、第一电源以及电容C32的正极连接，电容CP43的第二端与电容C32的负极连接且连接的公共端接地。通过电容CP43和电容C32起到隔离电源和地的作用以及限流的作用。

综上，通过在医疗台车机头中设置第一保险丝F1和第一TVS二极管D7，在医疗台车车身中设置防静电电路3、隔离降压电路2、第一供电开关4和微控制器1。通过微控制器1控制医疗台车车身中的其他用电设备的得失电，利用第一TVS二极管D7和防静电电路3来抑制电路中的静电干扰，利用隔离降压电路2实现微控制器1与用电设备之间的供电进行隔离来避免第一电源的供电不稳定而损坏微控制器1，利用第一保险丝F1在第一电源异常时及时断开来保护电路。通过在机头和车身中设置多种保护，可以在机头和车身分离时有效地抑制瞬态干扰带来的影响，可以提高台车供电的安全性，在发生异常时及时断开供电从而保护电路。

在上述实施例的基础上：

在一些实施例中，防静电电路3包括：

第一mos管Q5、第二TVS二极管D21、稳压模块和滤波模块；

第一mos管Q5的漏极作为防静电电路3的第一端，第一mos管Q5的栅极分别与稳压模块的一端、滤波模块的一端以及第二TVS二极管D21的阳极连接且连接的公共端接地，第一mos管Q5的源极分别与稳压模块的另一端、滤波模块的另一端以及第二TVS二极管D21的阴极连接且连接的公共端作为防静电电路3的第二端；

其中，防静电电路3的接地端与微控制器1的接地端不为同一接地端。

其中，滤波模块包括电容C39和电容C40，稳压模块包括二极管D22。

为了保证进入台车内的第一电源的稳定性，本申请具体设置了一个防静电电路3。具体的，请参照图3，图3为本申请提供的一种供电装置在车身中部分电路的结构示意图。当处于机头侧的第一电源输入到台车车身中时，电能从CN1金属插座中输入，在CN1处连接有一个第一mos管Q5，根据第一mos管Q5的栅极和源极的高低电平状态来控制第一电源的通断，以此实现防止CN1插座或者上述实施例中的P15插座反接而损坏后续电路，通过反接时不通电的方式实现。进一步的，在第一mos管Q5的栅极和源极处连接电阻R40和电阻R41实现对第一mos管Q5栅极的分压，可以保护第一mos管Q5不被大电压损坏。

第二TVS二极管D21和二极管D22分别起到防静电和稳压的作用，保证第一电源输入台车的电压不会大于设定的电压阈值，例如，假设电压阈值为12V，当第一电源输入台车的电压超过12V时，二极管D22会将电压稳在12V，防止因输入电压过高或接通瞬间产生的高压损坏后续电路。电容C39和电容C40起到滤波的作用，同样是为了滤波以及避免高频干扰。电容C38的作用是稳定输出给后续电路的电压。基于此，可以保证进入台车内的第一电源的稳定性。

需要说明的是，微控制器1的接地端与外部输入的接地端是分开的，起到隔离保护的作用，避免通过两者共地引入干扰而损坏微控制器1。

在一些实施例中，第一供电开关4包括：

第一光耦U5和第二mos管Q3；

第一光耦U5中的发光二极管的正极与隔离降压电路2的输出端连接，第一光耦U5中的发光二极管的负极与微控制器1的控制端连接，第一光耦U5中的受光三极管的集电极与用电设备的一端连接，第一光耦U5中的受光三极管的发射极与第二mos管Q3的栅极连接，第一光耦U5中的受光三极管的基极接地；

第二mos管Q3的漏极与用电设备的另一端连接，第二mos管Q3的源极接地。

为了有效实现对用电设备的供电控制，本申请中，请参照图3，图3为本申请提供的一种供电装置在车身中部分电路的结构示意图。第一光耦U5受到微控制器1的控制，微控制器1只要通过HEAT-CONTROL引脚就可控制第一光耦U5的导通，进而控制第二mos管Q3的导通。当第二mos管Q3导通时，用电设备的负极接地形成电流回路，此时用电设备才能开始工作，当第二mos管Q3截止时等于切断第一电源，停止对用电设备的供电。第一电源在台车内的电流方向是从第二保险丝F2通过金属插座CN2的1端子进入用电设备，然后从CN2的2端子经过第二mos管Q3接地。

进一步的，可以设置电容C41和电阻R45构成一个电流吸收回路来防止电流浪涌，由电阻R43和电阻R44保护第二mos管Q3。还可以在受光三极管Q1的基极与电阻R44的第一端之间设置一个指示灯LED3用来展示第一光耦U5的受光三极管Q1导通与否，便于工作人员直观判断第一光耦U5是否故障。

在一些实施例中，还包括第二保险丝F2；

第二保险丝F2的一端与防静电电路3的第二端连接，第二保险丝F2的另一端与用电设备的一端连接。

在一些实施例中，还包括静电抑制电路9；

静电抑制电路9的输入端与医疗台车的车身内的外接设备端口连接，静电抑制电路9的输出端与微控制器1的外接设备连接端连接，静电抑制电路9用于抑制微控制器1的外接设备连接端处的静电。

考虑到不用的应用场景有不同的功能需求，当台车车身中没有工作人员所需要的功能时，需要从台车车身的程序下载接口连接外部设备，从外部设备中将工作人员所需要的功能程序下载到微控制器1中，例如，程序下载接口可以是USB接口，外部设备可以是U盘。可以理解的是，这种程序下载接口也是裸露在外界的接口，虽然没有电源接入，但同样有静电干扰的问题发生，因此，还需要对这种程序下载接口进行防静电处理。

具体的，请参照图3，图3为本申请提供的一种供电装置在车身中部分电路的结构示意图。静电抑制电路9包含电阻R58、电阻R59、TVS二极管D25和TVS二极管D26，程序下载接口的1端子连接电阻R58的一端，电阻R58的另一端分别连接微控制器1本体、TVS二极管D25的一端以及程序下载接口的2端子；程序下载接口的3端子接地；程序下载接口的4端子分别连接微控制器1本体以及TVS二极管D26的一端。TVS二极管D25的TVS二极管D26的另一端都接地，电阻R59和TVS二极管D26并联。通过两个TVS二极管防止程序下载接口处的静电干扰。

在一些实施例中，还包括设置于医疗台车的机头内的电流检测模块9、第二供电开关5和主控电路HEAT，设置于医疗台车的车身内的电压检测模块8和负载电路7；

电流检测模块9的输入端分别与第一TVS二极管D7的阴极以及第一保险丝F1的第二端连接，电流检测模块9的输出端与主控电路HEAT连接，电流检测模块9用于检测第一电源的输出电流；

第二供电开关5的一端分别与第一保险丝F1的第二端以及第一TVS二极管D7的阴极连接，第二供电开关5的另一端与防静电电路3的第一端连接，第二供电开关5的控制端与主控电路HEAT连接；

电压检测模块8的输入端与用电设备连接，电压检测模块8的输出端与微控制器1的电压检测端连接，电压检测模块8用于检测电压，以便微控制器1根据电压控制负载电路7的使能，从而便于控制第一电源的输出电流；

负载电路7与用电设备并联，负载电路7的使能端与微控制器1连接。

请参照图2和图3，图2为本申请提供的一种供电装置在机头中部分电路的结构示意图，图3为本申请提供的一种供电装置在车身中部分电路的结构示意图。考虑到第一电源给台车供电时，在机头和台车分离时容易出现瞬态干扰的情况，所以还设置有一个电流检测模块9，电流检测模块9用于检测第一电源的电流值和频率值，经过放大后以方波脉冲信号的形式发送给机头中的主控电路HEAT，主控电路HEAT根据检测到的方波脉冲信号，对台车内用电设备的工作状态进行识别，当检测到电流频率超过设定阈值时，判定工作状态异常并切断第一电源，从而保证台车车身和机头的供电安全性。

为了让电流检测模块9能够通过检测第一电源的电流和频率，在车身中设置有电压检测模块8来采集用电设备的供电电压值并发送给微控制器1，微控制器1根据检测到的供电电压值，在FAKE_LOAD引脚输出控制信号给负载电路7，由于负载电路7跟用电设备并联，根据并联电路中总电流等于各支路电流之和可知，第一电源的电流随着负载电路7的使能而上升。基于此，微控制器1根据供电电压值控制负载电路7的使能频率，进而控制第一电源的电流变化频率，以便电流检测模块9能够检测到第一电源的电流和频率，相当于微控制器1提供一个作为假负载的方波脉冲信号，以便让机头中的电流检测模块9根据检测的第一电源的脉冲频率实现台车工作状态的反馈。

需要说明的是，机头中的主控电路HEAT用于控制台车机身的得电与否，受到工作人员的直接操作，工作人员通过在机头中的人机界面操作来向主控电路HEAT发送给台车供电的指令，主控电路HEAT根据该指令控制第二供电开关5的闭合，第二供电开关5在闭合后，可以使得机头处的第一电源经过第二供电开关52流入台车车身中，实现机头给车身供电的目的。

在一些实施例中，负载电路7包括：

第二光耦U6、第三mos管Q4以及第一电阻R50；

第二光耦U6中的发光二极管的正极与隔离降压电路2的输出端连接，第二光耦U6中的发光二极管的负极与微控制器1连接，第二光耦U6中的受光三极管的集电极与第一电阻R50的一端连接且连接的公共端与用电设备的一端连接，第二光耦U6中的受光三极管的发射极与第三mos管Q4的栅极连接，第二光耦U6中的受光三极管的基极接地；第一电阻R50的另一端与第三mos管Q4的漏极连接；第三mos管Q4的源极接地。

请参照图3，图3为本申请提供的一种供电装置在车身中部分电路的结构示意图。为了改变第一电源的电流和频率，本申请中，微控制器1的FAKE_LOAD引脚输出方波脉冲信号给第二光耦U6，通过控制第二光耦U6导通来控制第三mos管Q4的导通；在第三mos管Q4导通后负载电路7形成一个与用电设备并联的电流回路，其中的第一电阻R50作为负载在形成电流回路时提高第一电源的电流。结合上述实施例中的例子，假设微控制器1根据检测到的电压电流频率输出一个10Hz的方波脉冲信号控制第二光耦U6的开关频率，使第一电源的电流变化频率也随10Hz变化；机头侧的电流检测模块9检测到第一电源的频率为10Hz时，将其反馈给主控电路HEAT，主控电路HEAT在检测到反馈信号为10Hz时即可确定台车中的用电设备处在正常工作状态。

在一些实施例中，电流检测模块9包括：

第一二极管、第二二极管、第二电阻R31、第三电阻R32和第一控制芯片U2；

第一控制芯片U2的输入正极分别与第二电阻R31的第一端、第三电阻R32的第一端以及与第一二极管的正极与第二二极管的负极连接后的公共端连接；第一控制芯片U2的输入负极分别与第一二极管的负极、第二二极管的正极、第二电阻R31的第二端以及第三电阻R32的第二端连接，第一控制芯片U2的输出端与主控电路HEAT连接。

请参照图2，图2为本申请提供的一种供电装置在机头中部分电路的结构示意图。电流检测模块9的电流检测功能主要由第一控制芯片U2实现，第一控制芯片U2的输入端(IN)用于检测第一电源的电流和频率，输出端(OUT)用于通过HEAT_IO端口给主控电路HEAT反馈第一控制芯片U2自身检测到的方波脉冲信号，以便主控电路HEAT根据脉冲捕获到的电压幅值与频率，对台车内用电设备的工作状态进行识别。

在对用电设备的工作状态进行识别时，第一控制芯片U2的OUT端输出给主控电路HEAT的电流频率如果与主控电路HEAT的设定频率一致，则可以说明台车此时的工作状态符合主控电路HEAT的要求。作为一种简单的例子，假设第一电源的电压频率最大不超过100Hz，主控电路HEAT设定用电设备在工作时的第一电源频率为10Hz，若第一控制芯片U2的OUT端输出的电流频率为10Hz，则可以确定用电设备的工作状态就是主控电路HEAT要求的工作状态，如果不为10Hz则判定为不是主控电路HEAT要求的工作状态。

电阻R31和电阻R32是第一控制芯片U2通过信号差分方式实现对第一电源的检测，可根据电阻采样的电压值判断台车内用电设备的工作状态是否正常。当工作状态异常时，其采样电压将超过主控电路HEAT或者第一控制芯片U2设定的阈值，进而触发断电操作。另外，第二电阻R31R31和第三电阻R32R32通过并联的方式采样是为了提高其承载能力。

由第一二极管和第二二极管组成的肖特基二极管D8的作用也是保护第一控制芯片U2受到上述的各种瞬态干扰的影响而损坏。肖特基二极管D8具有开关频率高、正向压降低、反向恢复时间短、耐受浪涌电流能力强和抗高温特性等优点。考虑到机头和台车连接时，两者之间的供电线路是依靠金属插座来连接的，不仅台车侧有一部分结构裸露，机头侧同样有一部分结构裸露，因此，通过设置三个二极管，可以有效地保护机头侧，也就是医疗设备本体的安全。还可以在第二供电开关5之后设置共模滤波器用于滤除第一电源上的干扰，确保给台车提供干净稳定的供电。

进一步的，还可以设置电阻R34、电阻R30、电阻R38、电容C10和LED1，电阻R34的第一端与第一控制芯片U2的输出端连接，电阻R34的第二端分别与医疗设备本体的电源状态检测端、电容C10的第一端、电阻R30的第一端和电阻R38的第一端连接，电阻R30的第二端连接一个LED灯，电容C10的第二端和电阻R38的第二端都接地。电阻R34与电阻R38分压后，可避免给医疗设备本体过高的电压而损坏医疗设备本体。LED1可以展示第一控制芯片U2的输出状态，便于工作人员直观判断第一控制芯片U2是否故障。

在一些实施例中，第二供电开关5包括：

继电器K1和三极管Q1；

继电器K1包含线圈、第一可动触点、第二可动触点、第一不动触点、第二不动触点、第三不动触点和第四不动触点；

继电器K1的线圈的第一端与第三电源连接；第一可动触点在线圈失电时接触第一不动触点，得电时接触第二不动触点；第二可动触点在线圈失电时接触第三不动触点，得电时接触第四不动触点；

继电器K1的第一可动触点与防静电电路3的第一端连接，第一不动触点断路，第二不动触点接地，第二可动触点与第三不动触点连接且连接的公共端与防静电电路3的第一端连接，继电器K1的第四不动触点分别与第一保险丝F1的第二端、第一TVS二极管D7的阴极以及电流检测模块9的输入端连接；

三极管Q1的基级与主控电路HEAT连接，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极分别与第三电源以及继电器K1的线圈的第二端连接。

为了安全有效地给台车实现供电，本申请中，请参照图2，图2为本申请提供的一种供电装置在机头中部分电路的结构示意图。由继电器K1和三极管Q1的组合来实现台车供电的与否。具体的，三极管Q1受到主控电路HEAT的直接控制，主控电路HEAT可以通过控制HEAT引脚的信号来控制三极管Q1的通断状态，进而控制继电器K1的线圈的得电与否，从而给台车车身供电。

继电器K1由一个线圈和两组开关组成，线圈的得电与否影响两组开关的触点连接状态，在线圈未得电时(也就是不需要给台车供电时)，第一可动触点连接第一不动触点，因为第一不动触点处在断路状态，所以给台车车身的供电电路没有组成电流回路，进而无法给台车车身供电；同时，在线圈未得电时，第二可动触点连接第三不动触点，根据图中内容可知，两个触点相当于短接。

在线圈得电时，第一可动触点连接第二不动触点，第二可动触点连接第四不动触点，使得第一电源与台车车身之间形成电流回路，电流方向从图中的第一电源Vcc经过第四不动触点5和第二可动触点6然后从P15金属插座输出到台车，并从P15金属插座经过第一可动触点3和第二不动触点4接地。

进一步的，为了避免继电器K1吸合前后因为线圈电荷的快速变化而产生的瞬时高压，还可以设置一个二极管D18，二极管D18的正极分别与继电器K1线圈的一端以及三极管Q1的集电极连接，二极管D18的负极分别与第三电源以及继电器K1线圈的另一端连接，利用二极管D18作为续流元件来消耗继电器K1线圈两端的电荷，避免吸合状态产生的电弧现象而损坏继电器K1和后续电路的现象。

在一些实施例中，电压检测模块8包括：

第一电压跟随器U7.1、第二电压跟随器U7.2、第四电阻R52、第五电阻R53、第三TVS二极管D23和第四TVS二极管D24；

第一电压跟随器U7.1的正相输入端与用电设备的输入端的负极连接，第一电压跟随器U7.1的负相输入端与第一电压跟随器U7.1的输出端连接且连接的公共端与第四电阻R52的一端连接；

第四电阻R52的另一端与第三TVS二极管D23的阴极连接且连接的公共端与微控制器1连接；第三TVS二极管D23的阳极接地；

第二电压跟随器U7.2的正相输入端与用电设备的输入端的正极连接，第二电压跟随器U7.2的负相输入端与第二电压跟随器U7.2的输出端连接且连接的公共端与第五电阻R53的一端连接；

第五电阻R53的另一端与第四TVS二极管D24的阴极连接且连接的公共端与微控制器1连接；第四TVS二极管D24的阳极接地。

请参照图3，图3为本申请提供的一种供电装置在车身中部分电路的结构示意图。电压检测模块8主要由两个电压跟随器构成，电压跟随器U7.2的输出端连接并连接电阻R53，电压跟随器U7.1的输出端连接并连接电阻R52。电阻R52和电阻R53起到限流作用，用电设备的电压经过金属插座CN2的3端子和4端子的供电电压经过电压检测模块8后输入微控制器1，微控制器1通过检测线路ADC1和线路ADC2的带载能力来确定实际的供电电压，从而根据供电电压控制负载电路7的开关频率。另外，在电阻R52与微控制器1之间还设置有TVS二极管D23，TVS二极管D23的负极连接在电阻R52与微控制器1之间且正极接地；同理，在在电阻R53与微控制器1之间还设置有TVS二极管D24，利用这两个TVS二极管用于防止静电。

在一些实施例中，还包括共模滤波模块L16；

共模滤波模块L16设置在第二供电开关5和防静电电路3之间。

共模干扰指的是信号线与回路之间以及信号线和地之间存在的异常电压和异常电流，由于共模干扰可能会影响用电设备的正常工作，或者对台车内的其他设备造成辐射干扰，因此，在第一电源的电压输入到台车内之前，需要先抑制第一电源的共模干扰。具体的，请参照图2，图2为本申请提供的一种供电装置在机头中部分电路的结构示意图。共模滤波模块L16由两个电感组成，第一个电感与图中金属插座P15的两个接地端子3和4连接，第二个电感与金属插座P15的两个供电端子1和2连接，结合两个电感滤除第一电源上的共模上干扰，确保给台车供电的是干净稳定的电能。

在一些实施例中，隔离降压电路2包括：

DC-DC隔离单元U3、电压转换单元U4、电感L17、电容C10、电容C33、电容C34、电容C35、电容C36、电容C37、二极管D19、二极管D20和电阻R39；

DC-DC隔离单元U3的输入端分别与电感L17的一端以及电容C10的第一端连接，DC-DC隔离单元U3的接地端分别与电容C10的第二端、电容C33的第二端以及地连接，DC-DC隔离单元U3的输出负端接地，DC-DC隔离单元U3的输出正端分别与电容C34、电容C35、二极管D19的负极以及电压转换单元U4的输入正端连接；DC-DC隔离单元U3用于进行隔离静电；

电压转换单元U4的输入负端接地，电压转换单元U4的输出端分别与电容C36的第一端、电容C37的第二端以及二极管D20的负极连接，且连接的公共端与供电控制电路的供电输入端连接；电压转换单元U4用于转换电压；

电感L17的第二端分别与第一电源以及电阻R44的第一端连接；

电容C34的第二端分别与电容C35的第二端以及二极管D19的正极连接且连接的公共端接地；

电容C36的第二端分别与电容C37的第二端以及二极管D20的正极连接且连接的公共端接地；电阻R39与二极管D20并联。

请参照图3，图3为本申请提供的一种供电装置在车身中部分电路的结构示意图。DC-DC隔离单元U3是一个将第一电源的电压转换成另一个电压值的单元，结合电感L17、电容C10和电容C33共同吸收来自第一电源的静电，避免静电传到后续电路中而损坏微控制器1。二极管D19是稳压二极管，用于将输入到电压转换单元U4的电压值稳定在DC-DC隔离单元U3输出的电压值；电压转换单元U4是将电压进行转换成另一个电压值的单元，用于将DC-DC隔离单元U3输出的电压转换成微控制器1的工作电压；二极管D20也是稳压二极管，用于将电压转换单元U4输出的电压进行稳压，确保为微控制器1提供稳定的电源。

进一步的，可以设置一个指示灯LED2与二极管D20并联，用于指示二极管D20处的电压值是否为微控制器1的工作电压，便于工作人员可以直观地观察到第一电源提供给微控制器1的供电是否正常。

作为一个简单的例子，假设第一电源的供电电压为12V，微控制器1的工作电压为3.3V，有以下：DC-DC隔离单元U3先将12V电压转换成5V并输出给电压转换单元U4，电压转换单元U4再将5V电压转换成3.3V输出给微控制器1的各个供电接口，这样前级的静电就不会传到后级，保证了微控制器1的安全性。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见部分说明即可。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种供电装置，其特征在于，包括：

设置于医疗台车的机头内的第一保险丝和第一TVS二极管，设置于所述医疗台车的车身内的防静电电路、隔离降压电路、第一供电开关和微控制器；

所述第一保险丝的第一端与第一电源连接，所述第一保险丝的第二端分别与所述第一TVS二极管的阴极及所述防静电电路的第一端连接，所述防静电电路的第二端与所述医疗台车的车身内的用电设备的一端连接，所述第一供电开关的第一端与所述用电设备的另一端连接，所述第一供电开关的第二端接地，所述第一供电开关的控制端与所述微控制器连接，所述第一TVS二极管的阳极接地；

所述隔离降压电路的输入端与所述防静电电路的第二端连接，输出端与所述微控制器的供电端连接。

2.如权利要求1所述的供电装置，其特征在于，所述防静电电路包括：

第一mos管、第二TVS二极管、稳压模块和滤波模块；

所述第一mos管的漏极作为所述防静电电路的第一端，所述第一mos管的栅极分别与所述稳压模块的一端、所述滤波模块的一端以及所述第二TVS二极管的阳极连接且连接的公共端接地，所述第一mos管的源极分别与所述稳压模块的另一端、所述滤波模块的另一端以及所述第二TVS二极管的阴极连接且连接的公共端作为所述防静电电路的第二端；

其中，所述防静电电路的接地端与所述微控制器的接地端不为同一接地端。

3.如权利要求1所述的供电装置，其特征在于，所述第一供电开关包括：

第一光耦和第二mos管；

所述第一光耦中的发光二极管的正极与所述隔离降压电路的输出端连接，所述第一光耦中的发光二极管的负极与所述微控制器的控制端连接，所述第一光耦中的受光三极管的集电极与所述用电设备的一端连接，所述第一光耦中的受光三极管的发射极与所述第二mos管的栅极连接，所述第一光耦中的受光三极管的基极接地；

所述第二mos管的漏极与所述用电设备的另一端连接，所述第二mos管的源极接地。

4.如权利要求1所述的供电装置，其特征在于，还包括第二保险丝；

所述第二保险丝的一端与所述防静电电路的第二端连接，所述第二保险丝的另一端与所述用电设备的一端连接。

5.如权利要求1所述的供电装置，其特征在于，还包括静电抑制电路；

所述静电抑制电路的输入端与所述医疗台车的车身内的外接设备端口连接，所述静电抑制电路的输出端与所述微控制器的外接设备连接端连接，所述静电抑制电路用于抑制所述微控制器的外接设备连接端处的静电。

6.如权利要求1至5任一项所述的供电装置，其特征在于，还包括设置于所述医疗台车的机头内的电流检测模块、第二供电开关和主控电路，设置于所述医疗台车的车身内的电压检测模块和负载电路；

所述电流检测模块的输入端分别与所述第一TVS二极管的阴极以及所述第一保险丝的第二端连接，所述电流检测模块的输出端与所述主控电路连接，所述电流检测模块用于检测所述第一电源的输出电流；

所述第二供电开关的一端分别与所述第一保险丝的第二端以及所述第一TVS二极管的阴极连接，所述第二供电开关的另一端与所述防静电电路的第一端连接，所述第二供电开关的控制端与所述主控电路连接；

所述电压检测模块的输入端与所述用电设备连接，所述电压检测模块的输出端与所述微控制器的电压检测端连接，所述电压检测模块用于检测电压，以便所述微控制器根据电压控制所述负载电路的使能，从而便于控制所述第一电源的输出电流；

所述负载电路与所述用电设备并联，所述负载电路的使能端与所述微控制器连接。

7.如权利要求6所述供电装置，其特征在于，所述负载电路包括：

第二光耦、第三mos管以及第一电阻；

所述第二光耦中的发光二极管的正极与所述隔离降压电路的输出端连接，所述第二光耦中的发光二极管的负极与所述微控制器连接，所述第二光耦中的受光三极管的集电极与所述第一电阻的一端连接且连接的公共端与所述用电设备的一端连接，所述第二光耦中的受光三极管的发射极与所述第三mos管的栅极连接，所述第二光耦中的受光三极管的基极接地；所述第一电阻的另一端与所述第三mos管的漏极连接；所述第三mos管的源极接地。

8.如权利要求6所述供电装置，其特征在于，所述电流检测模块包括：

第一二极管、第二二极管、第二电阻、第三电阻和第一控制芯片；

所述第一控制芯片的输入正极分别与所述第二电阻的第一端、所述第三电阻的第一端以及与所述第一二极管的正极与所述第二二极管的负极连接后的公共端连接；所述第一控制芯片的输入负极分别与所述第一二极管的负极、所述第二二极管的正极、所述第二电阻的第二端以及所述第三电阻的第二端连接，所述第一控制芯片的输出端与所述主控电路连接。

9.如权利要求6所述的供电装置，其特征在于，所述第二供电开关包括：

继电器和三极管；

所述继电器包含线圈、第一可动触点、第二可动触点、第一不动触点、第二不动触点、第三不动触点和第四不动触点；

所述继电器的线圈的第一端与第三电源连接；第一可动触点在线圈失电时接触第一不动触点，得电时接触第二不动触点；第二可动触点在线圈失电时接触第三不动触点，得电时接触第四不动触点；

所述继电器的第一可动触点与所述防静电电路的第一端连接，第一不动触点断路，第二不动触点接地，第二可动触点与第三不动触点连接且连接的公共端与所述防静电电路的第一端连接，所述继电器的第四不动触点分别与所述第一保险丝的第二端、所述第一TVS二极管的阴极以及所述电流检测电路的输入端连接；

所述三极管的基级与所述主控电路连接，所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极分别与所述第三电源以及所述继电器的线圈的第二端连接。

10.如权利要求6所述的供电装置，其特征在于，所述电压检测模块包括：

第一电压跟随器、第二电压跟随器、第四电阻、第五电阻、第三TVS二极管和第四TVS二极管；

所述第一电压跟随器的正相输入端与所述用电设备的输入端的负极连接，所述第一电压跟随器的负相输入端与所述第一电压跟随器的输出端连接且连接的公共端与所述第四电阻的一端连接；

所述第四电阻的另一端与所述第三TVS二极管的阴极连接且连接的公共端与所述微控制器连接；所述第三TVS二极管的阳极接地；

所述第二电压跟随器的正相输入端与所述用电设备的输入端的正极连接，所述第二电压跟随器的负相输入端与所述第二电压跟随器的输出端连接且连接的公共端与所述第五电阻的一端连接；

所述第五电阻的另一端与所述第四TVS二极管的阴极连接且连接的公共端与所述微控制器连接；所述第四TVS二极管的阳极接地。