一种便携式B超电源整体设计方案

2010-10-20 17:27:47来源: 中华电子网

  便携式B超系统内部使用的电源比较复杂,外部适配器和电池的电源必须经过DC/DC转换,以转换成系统需要的电压。为了降低电源上的无用消耗,提高电池使用效率,系统主板、B超控制板、液晶显示器以及键盘的电源采用开关电源供电。

便携B超电源的整体设计

  图1为便携B超电源的整体设计方框图。便携B超电源输入电压有两种:一是电源适配器输入,电压为18V,二是电池输入,电压为14.4V。要求实现两种电压之间的热切换,并在切换电压时不影响系统工作,即提供外电和电池供电无延时热切换功能。需要输出±12V、5V、3.3V、±48V等几种电压,具体指标为12V/2.5A、-12V/0.5A、5V/4A、3.3V/3A、+48V/80mA、-48V/80mA。具有单键开关机功能,即无电时,按电源键打开电源;在有电时,按电源键向控制面板发送关机信号,上位机还可以通过软件关机(即支持ATX关机指令)。电源输出接口采用标准计算机ATX接口。


    图1 便携B超电源整体设计方框图

电源切换电路的设计

  便携B超电源切换电路如图2所示,在外接电源适配器时,电压输入交流18V,经VD100、VD101二极管后,再经R100、R107分压加到N100A(LM193)电压比较器的3脚(同相端)。电池输入电压是14.4V,经R101、R108分压后加到N100A(LM193)电压比较器2脚(反相端)。由于3脚电压高于2脚,因此N100A(LM193)1脚输出高电平,使三极管V100导通,V101截至,场效应管V105截至,POWER_IN+端得到的是外接电源适配器的18V电压。当没有外接电源适配器时,或便携B超机在使用过程中,外部交流电突然停电造成无法使用外接电源适配器时, N100A(LM193)的3脚电压低于2脚,N100A(LM193)1脚输出低电平,使三极管V100截至,V101导通,场效应管V105导通。电池电压经过导通的场效应管V105的源、漏极,POWER_IN+端得到的是电池的14.4V电压,实现了两种电压之间的热切换。VD102、VD103在电路中起隔离作用,隔离外接电源适配器和电池供电。


图2 电源切换电路

单键触摸开关机电路的设计

  便携B超单键触摸开关机电路如图3所示,由外接适配器或电池来的POWER_IN+电压,一路送到场效应管Q100,准备开机,另一路经R104、VD104送到轻触按钮POWER-KEY2的一端。轻触按钮POWER-KEY2的另一端是接地的,当按下轻触按钮POWER-KEY2时,三极管N106的基极被钳位在低电平,N106导通,进而N102也导通,场效应管Q100导通,由外接适配器或电池来的POWER_IN+电压经过导通的Q100的源、漏极,获得POWER+电压,给高、低压电路供电,机器开机。在开机的同时,POWER+电压经过6V的稳压二极管使三极管N104导通,N104集电极为低电平,维持N106导通,保持开机状态。


                  图3 单键触摸开关机电路

  当便携B超机在开机状态中,再一次按下按钮POWER-KEY2时,光耦B101导通,光耦次级导通,反向器D101的4脚输出低电平到控制面板,控制面板发出低电平关机指令POWER-OFF1,使光耦B100导通,进而使三极管N103导通,N104截至,N104集电极的高电平使N106截至,导致场效应管Q100截至,实现了关机。

  当上位机发出高电平的关机指令POWER-OFF时,也将使光耦B100导通,余下的过程和控制面板关机过程一样。

低压电源电路的设计

  便携B超低压电源电路如图4所示,主要有6个TI公司的TPS5430和1个美国国家半导体公司的LM2576组成。6个TPS5430提供2组+12V、+5V、+3.3V的电压,其中一组给便携B超机的主控板供电,另外一组用于给便携B超中的电脑供电。这两组是完全一样的,因此,我们只给出了其中一组的供电原理图。LM2576负责产生-12V电压给便携B超中的电脑。


            图4 低压电源电路

  

[1] [2]

关键字:便携式B超  电压控制  PWM控制

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/medical_electronics/2010/1020/article_1589.html
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