手术台电源管理系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种智能手术台电源管理系统，包括充电器、大功率二极管、蓄电池组、采样电阻、电源管理模块、电量指示模块、手术台控制器，本实用新型专利技术可以精确地在线检测铅酸蓄电池组的剩余电量，并且节能效果好，有效延长了铅酸电池组的使用寿命。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及手术台电源领域，尤其是涉及一种智能手术台电源管理系统。
技术介绍
现有的电动手术台主要采用铅酸蓄电池组作为备用电源，当外部交流电源被切断时，可保证手术床的使用不受停电影响。为保证用电系统的稳定性，对蓄电池剩余电量的检测是一项很重要的工作。常用的蓄电池剩余电量的检测方法包括:密度法、开路电压法、放电法和内阻法。这些方法的缺点是测量精度低，不适合在线测量。现有的电动手术台为了达到在线测量的目的，一般采用电压检测法，电压检测法依据的理论是:当蓄电池内的电量逐渐减少时，其供电的输出电压也随之降低。检测蓄电池的输出电压，不能线性转换为电池电量，只能通过事先测量的输出电压与电池电量对照表来得出蓄电池剩余电量。电压检测法对电量的计算完全来自输出电压，这种方法的不足之处在于，对照表是以全新的蓄电池、恒温的环境来完成的记录。现实中使用蓄电池会因为充放电次数而老化，同时环境温度不可能保持恒定，并且负载放电电流并不恒定，这些情况都会造成蓄电池剩余电量检测不准，降低了备用系统的可靠性，造成医护人员对电池电量误判，手术过程中突然断电，会危及病人的安全。现有的电动手术台仅有充电及电量充满指示,无法清晰精确的显示蓄电池电量。同时，由于检测蓄电池输出电压需要中央处理器工作，这种情况下功耗较大，为节约电量只能使中央处理器处于睡眠或关机状 态，只有激活或开机才可指示蓄电池电量，不便于医护人员操作。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的缺陷，本技术所要解决的技术问题是提供一种可在线检测、检测精度高、电量指示清晰精确、节能效果好的智能手术台电源管理系统。为了解决上述技术问题，本技术所提供的一种智能手术台的电源管理系统，包括充电器、大功率二极管、蓄电池组、采样电阻、电源管理模块、电量指示模块、手术台控制器，其特征在于:所述充电器正电源输出端通过大功率二极管连接到电源管理模块；所述充电器负电源输出端连接到电源管理模块；所述蓄电池组正电极连接到电源管理模块；所述蓄电池组负电极通过采样电阻连接到电源管理模块；所述电源管理模块采用TI公司BQ2013H芯片为核心；所述电量指示模块通过排线与电源管理模块连接；所述手术台控制器通过HDQ通讯电缆与电源管理模块连接。所述电源管理模块包括电源管理芯片、可编程引脚设置电路、寄存器掉电保持电路、HDQ通讯接口电路、电量指示设置电路、充电完成设置电路；所述电量指示模块包括限流电阻及发光二极管。本技术的有益效果是:采用TI公司BQ2013H芯片为核心的电量检测模块，可以精确地在线检测铅酸蓄电池组的剩余电量；具有内部计时器及温度传感器自动进行充放电补偿，检测精度高；可驱动5只低功率发光二极管指示电量，电量间隔20%，效果清晰精确；不需中央处理器工作即可测量及指示电量，节能效果好，延长了铅酸电池组的使用寿命O以下结合附图和实施例对本技术作进一步详细说明。附图说明图1是本技术实施例的手术台电源管理系统的结构示意图。图2是本技术实施例的手术台电源管理系统中的电源管理模块的电路图。图中，A可编程引脚设置电路，B充电完成设置，C HDQ通讯接口，D寄存器掉电保持电池，E电量指示设置。图3是本技术实施例的手术台电源管理系统中的电量指示模块的电路图。具体实施方案如图1所示，本技术所提供的一种手术台电源管理系统，包括:充电器1、大功率二极管2、电源管理模块3、采样电阻4、蓄电池组5、电量指示模块6和手术台控制器7 ；所述充电器I正电源输出端通过大功率二极管2连接到电源管理模块3 ;所述充电器I负电源输出端连接到电源管理模块3 ;所述蓄电池组5正电极连接到电源管理模块3 ;所述蓄电池组5负电极通过采样电阻连接到电源管理模块3 ;所述电源管理模块3采用TI公司BQ2013H芯片为核心；所述电量指示模块6通过排线与电源管理模块3连接；所述手术台控制器7通过HDQ通讯电缆与电源管理模块3连接；如图2所示，所述电源管理模块3包括电源管理芯片U3、可编程引脚设置电路、寄存器掉电保持电路、HDQ通讯接口电路、电量指示设置电路、充电完成设置电路；所述电源管理芯片U3正电源输入脚16连接场效应管Q2的源极2及滤波电容El ;所述电源管理芯片U3参考电压输出脚15连接场效应管Q2的栅极I同时通过电阻R15连接到蓄电池组正电源输入BAT+ ;所述场效应管Q2的漏极3与二极管D4的管脚3连接；所述二极管D4的管脚I连接到蓄电池组正电源输入BAT+ ;所述电源管理芯片U3的充电完成输入脚14连接到充电完成设置电路；所述电源管理芯片U3的HDQ通讯接口 13连接到HDQ通讯接口电路；所述电源管理芯片U3的寄存器备份输入脚12连接到寄存器掉电保持电路；所述电源管理芯片U3的低电压检测输入脚11通过分压电阻R19、R23及滤波电容C4连接到蓄电池组正电源输入BAT+ ;所述电源管理芯片U3的电量指示输入脚10连接到电量指示设置电路；所述电源管理芯片U3的采样电阻输入脚9通过电阻R24及电容C5组成的滤波电路连接到采样电阻R25 ;所述采样电阻R25连接到蓄电池组负电源输入BAT-;所述电源管理芯片U3的负电源输入脚8连接到电源地GND ;所述电源管理芯片U3的可编程输入引脚7、6、5、4、3、2连接到可编程引脚设置电路及电量指示模块驱动接口 JLEDl ;所述电源管理芯片U3的LED公共输出脚I连接到电量指示模块驱动接口 JLEDl ；所述充电完成设置电路由限流电阻R11、分压电阻R10、R13和稳压二极管D5组成；所述HDQ通讯接口电路由限流电阻R17、R18和稳压二极管D7组成；所述寄存器掉电保持电路由锂电池LID1、限流电阻R12、二极管D3、电容C3组成；所述电量指示设置电路由限流电阻R21、上拉电阻R16、稳压二极管D8和跳线座Jll组成；所述可编程引脚设置电路由上拉电阻排RPl、下拉电阻排RP2、跳线座J4、J5、J6、J7、J8、J9组成；如图3所示，所述电量指示模块包括驱动接口 CONl，限流电阻Rl、R2、R3、R4、R5，红色发光二极管Dl，橙色发光二极管D2、D3，绿色发光二极管D4、D5 ；本技术实施例的电源管理系统工作时，外接交流电源经充电器I转换为27V直流电，通过大功率二极管2传输到电源管理模块3，电源管理模块3通过保险丝F2、F3和高精度采样电阻4 (R25)给蓄电池组5充电，电源管理模块3将27V直流电提供给手术台控制器7，电源管理模块3通过HDQ串行通讯电缆与手术台控制器7通讯，电源管理模块3驱动电量指示模块6显示蓄电池组5的剩余电量。电源管理模块3工作时，蓄电池组电压通过场效应管Q2进行电压调节，为电源管理芯片U3提供5.2V左右的电源电压。电源管理芯片U3通过高精度采样电阻4 (R25)及RC滤波电路实时检测蓄电池组5的充放电情况，记录到芯片内的电量计中。电源管理芯片U3的低电压检测输入脚11通过分压电阻R19、R23及滤波电容C4检测蓄电池组电压，当蓄电池组电压低于分压设置电压时，电源管理芯片U3复位，将内部电量计重置为O ;根据蓄电池组5类型、容量、采样电阻等参数，要对可编程引脚设置电路J4 J9的跳线进行设置，使其符合当前蓄电池组 5使用的状况。手术台控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种手术台电源管理系统，其特征在于：包括充电器、大功率二极管、蓄电池组、采样电阻、电源管理模块、电量指示模块、手术台控制器，所述充电器正电源输出端通过大功率二极管连接到电源管理模块；所述充电器负电源输出端连接到电源管理模块；所述蓄电池组正电极连接到电源管理模块；所述蓄电池组负电极通过采样电阻连接到电源管理模块；所述电源管理模块采用TI公司BQ2013H芯片为核心；所述电量指示模块通过排线与电源管理模块连接；所述手术台控制器通过HDQ通讯电缆与电源管理模块连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王炳强，徐栋，孙之建，康伟伟，
申请(专利权)人：威海威高齐全医疗设备有限公司，
类型：实用新型
国别省市：