便携式B超电源电路的设计与应用专题

第一篇：便携式B超电源电路的设计与应用专题

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

TPS5430有5.5～36V的宽电压输入范围，连续的3A的电流输出能力（峰值达4A），转换效率达95%。8引脚小型贴片封装，芯片背部是金属散热片，使用的时候一定要焊接到地，做PCB封装的时候将散热片当成第9脚。不需要再接散热装置，利用电路板本身散热就可以取得很好的效果，特别适合便携产品的设计使用。TPS5430的1脚是BOOT端，需要在BOOT和8脚PH间接0.01μF的低ESR电容。

2、3脚是空端，4脚VSENSE是调整器的反馈电压端，接输出电压的分压电阻端，来取得输出电压的反馈。5脚ENA是电源ON/OFF控制端，当此脚电压低于0.5V以下时，本芯片将关闭电源转换，供电电流减少到18μA，悬空的时候使能，芯片正常工作，我们没有对此脚控制，因此悬空没接。6脚接地，7脚VIN是电源供电端，接POWER+。在电源供电和地间接一个高质量、低ESR的陶瓷电容。8脚PH是内部功率场效应管的源极，外部连接续流二极管和电感。第9脚PowerPad端是芯片背部散热金属片，必须连接到地（GND）上。

TPS5430的输出电压值是由其4脚的分压电压值决定的，输出电压Vout=（1.221+（R1×1.221）/R2）V。其中，R1是分压上电阻，R2是分压下电阻。对于TPS5430的设计，R1可以取10kΩ，R2则能根据要获得的输出电压来计算。根据图4给出的R206(1.11K)、R208(3.07K)、R210(5.36K)，我们可以计算出输出电压分别是12.2V、5.2V、3.5V，比设计值略高0.2V，负载比较重，带载的时候电压正好合适。

N208(LM2576-12)是美国国家半导体的产品，1脚是电源供电端，接POWER+；2脚是输出端，外接续流二极管和电感；3脚是接地端，5脚是电源ON/OFF控制端，由于要输出负电压，因此3、5脚没有接地而是接-12V电源上了；4脚是电压反馈端，我们使用固定12V输出的LM2576-12，故4脚接地，不需要接反馈电阻分压。高压电源电路的设计

便携B超高压电源电路如图5所示，使用DC/DC变换器。UA3843是专门用于DC/DC变换器应用的高性能、固定频率、电流模式控制器，为设计者提供使用最少外部元件的高性价比的解决方案。其分PWM控制、周波电流限制、电压控制等几部分。

图5 ±48V电源电路 PWM控制

POWER+经过电阻R34为N1(UA3843)的7脚提供电压，N1的4脚外接R36、C33与内部电路形成的锯齿波振荡器开始工作。PWM脉冲由N1的6脚输出，控制MOSFET V9的导通时间，决定输出电压的高低。R37用于抑制寄生振荡，通常串联在靠近MOSFET栅极处。栅极电阻R37不能太大，它直接影响PWM驱动信号对MOSFET输入电容的充放电，即影响MOSFET的开关速度。开关变压器的次级第9、10脚输出的感应电动势经VD14整流，C35、L7、C36滤波，形成+48V直流输出电压为B超探头供电。开关变压器的次级第7、6脚输出的感应电动势经VD13整流、C39、L8、C37滤波，形成-48V直流输出电压为B超探头供电。VD12、C34、R38组成尖峰脉冲吸收电路，用于在开关管从导通转为截止的瞬间抑制V9的漏极所产生的幅值极高的尖峰脉冲。其原理是：在V9截止的瞬间，其漏极产生的尖峰脉冲经VD12、C34构成充电回路，充电电流将尖峰脉冲抑制在一定的范围内，避免了V9被尖峰脉冲击穿。当C34充电结束后，C34通过R38放电，为下个周期再次吸收尖峰脉冲作准备 周波电流限制

2脚FEED BACK是反馈电压输入端，此脚与内部误差放大器同相输入端的基准电压(一般为+2.5V)进行比较，产生控制电压，控制脉冲的宽度，本电路将其接地，由内部误差放大器的输出端1脚进行控制。3脚的周波电流限制信号决定了PWM脉冲的宽度，即决定了输出电压的高低。N1(UA3843)3脚外接的R47、R48、R14、C32组成周波电流限制电路，在每一个振荡周期中，当开关电源脉冲变压器L6初级的3～5绕组电感电流峰值达到设定值时就关闭PWM脉冲，设定值由N1(UA3843)的1脚COMP端电压决定（1脚COMP是内部误差放大器的输出端），通常此脚与2脚之间接有反馈网络，以确定误差放大器的增益和频响。周波电流限制控制过程如下：开关管导通，电感电流上升，取样电压V3上升，当3脚电压大于1V时，内部电流检测比较器翻转，内部PWM锁存器复位，关闭PWM脉冲，准备进入下周期。为消除电流限制电路尖波脉冲干扰，由R14、C32组成尖波滤波电路，以确保周波电流限制功能在每一个振荡周期中都有效。R47、R48为限流取样电阻，决定了整个开关变换器的最大输出电流值，改变其阻值可以调整最大输出电流。电压控制

N1(UA3843)是电流型脉宽调制器，有两个闭环控制。电流取样信号送到电流检测比较器同相输入端3脚，构成电流闭环控制,误差电压送到内部误差放大器的输出端1脚，其输出送到电流检测比较器反相输入端作为比较基准，构成电压闭环控制。由此看出，电压闭环与电流闭环是相互作用的，两者最后都通过电流检测比较器来控制PWM锁存器，即控制PWM脉冲的宽度。电压闭环控制电路由电压基准N2(TL431A)、光电耦合器B4(TLP521)及电阻R31、VR7、R12、R32等元件组成。光电耦合器B4(TLP521)输出的电流信号转化成电压信号，送到内部误差放大器的输出端1脚。N2(TL431A)误差放大器内部比较基准为2.5V。电压闭环稳压控制过程是：输出电压上升，TL431A基准端VR上升，TL431导通上升，光电耦合器B4(TLP521)导通上升，1脚电压下降，内部电流检测比较器翻转提前，内部PWM锁存器复位提前，PWM脉冲变窄，输出电压变低，从而稳定了输出电压。高压输出电压值VOUT=(1+R31/(R12+VR7))Vref，通过调节电位器VR7的值，可以使输出调整在±48V，调节范围是31×2.5=77.5V～（1+15）×2.5=32V。结语

本文介绍了便携式B超电源的设计，包括电源切换电路的设计、单键触摸开关机电路的设计、低压电源电路的设计及高压电源电路的设计。在我们的便携设备中很好的完成了设计指标的要求，可以应用到其他便携设备中。

第二篇：便携式B超

便携式B超

便携式

一、产品配制表：

产品型号 KX668-A KX668-B KX668-C 标配探头 3.5MHz凸阵 3.5MHz凸阵 3.5 MHz凸阵

选配探头 无 6.5MHz线阵 6.5MHz腔内，6.5MHz线阵 14寸黑白显示器 有 有 有

二、产品性能：

1、KX668-（A、B、C）系列B 超

功能特点

KX668 B型超声诊断仪（以下简称仪器）采用3.5MHz电子凸阵探头，采用可变孔径、动态变迹、多段电子聚焦、动态滤波、对数压缩、图像增强、行相关、幀相关、点相关、线性插值等多种图像处理技术；具有B型、4B、B/B型、B+M型、M型显像模式，在B型时具有×0.8、×1.0、×1.2、×1.5、×1.8、×2.0六种倍率;具有大容量128幅图像永久存储，256幅图像可供诊断后实时回放或逐幅图像查看;具有距离、面积、周长、心率、孕周（BPD、GS、CRL、FL、AC五种方式）等测量、计算功能;具有中英文转换、16种伪彩处理、实时时钟、病历编号、多种人体标记、全屏幕字符注释等多种注释功能；仪器采用大规模集成电路FPGA、大容量存储器、表面贴装技术等。

主要功能

显示模式：

凸阵：B型、B/B型、4 B 型、B+M型、M型。

显示倍率：×0.8、×1.0、×1.2、×1.5、×1.8、×2.0六种模式；×1.8、×2.0时，可深度提升显示。

局部放大：可实时局部2倍放大。

动态范围：64～96dB可调。

聚 焦： 四段动态电子聚焦可选。

前 处 理： 可变孔径, 动态变迹、动态滤波、勾边增强等。

后 处 理： 8种γ校正、16种伪彩处理、行相关、幀相关、点相关、线性内插等。

变 频： 具有2.5MHz/3.0MHz/3.5MHz/4.0MHz四种变频接收。

测 量： 距离、周长、面积、心率、孕周（BPD、GS、CRL、FL、AC）及预产期等。

注释功能： 姓名、病历编号、性别、年龄； 16种带有探头位置的体位标记；

全屏幕字符注释；

实时时钟显示。

穿刺引导： B型图像具有穿刺引导线显示功能。

增益控制： 总增益、近场、远场连续可调。

图像极性： 左/右翻转、黑/白翻转、上/下翻转。

电影存储： 实时显示时连续256幅循环存储。

图像回放： 可连续回放或逐幅查看。

输出接口： 两组SVGA视频输出，可配接SVGA彩色显示器；

两组PAL视频输出，可配接PAL制显示器、视频图像记录仪、图像工作站等； 一组USB接口。

扩展功能：可配接多种探头。1.2 主要技术指标

探头： 80阵元 R60。

探头标称频率: 3.5MHz。

探测深度: ≥160mm。

横向分辨率: ≤2mm(深度≤80mm), ≤3mm(80<深度≤130mm)。

纵向分辨率: ≤1mm(深度≤80mm), ≤2mm(80<深度≤130mm)。

盲区： ≤3 mm。

几何位置精度: 横向≤5%, 纵向≤5%

联系人：鲍晓力

电话：***

027-866648771 传真：027-87531640

网址：www.xiexiebang.com

地址：武汉光谷大道特1号国际企业中心锦丰楼A座107号

第三篇：便携式B超机电池

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什么是便携式B超机

要了解便携式B超机电池，首先要了解便携式B超机。

便携式B超机：方便医务人员进行可移动式的户内、户外作业，提供持续、高效、稳定的移动电源已成为此类设备正常运作的最大保障。方案采用高性能电芯，使整个电池具备高能量比、轻质量、小体积、高循环寿命、高安全、一致性高等特点。电源管理方案，采用高智能化的SBS电池管理系统，对电池的安全及电量进行有效的管理。

便携式B超机电池参数

组合方式：ICR18650-3S3P 标称电压：11.1V 标称容量： 6600mAh 标准持续放电电流：0.2C 建议最大放电电流：1C 工作温度：充电：0~45℃ 放电：-20~60℃

成品内阻：≤300mΩ

标准重量：约450g 保护参数：过充保护电压/每串4.35±0.025V 过放保护电压 2.4±0.08V 过流值： 8~18A

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便携式B超机电池设计方案

1）保护板（PCM）：主要是对可充电智能电池组进行设计的保护线路，由于锂电池本身的化学特性，需要提供智能电量计算、过充、过放、短路、过流及过温等保护功能。以避免引起燃烧、爆炸等危险。

2）AFE /IC（Protection IC）：设计方案的主要保护功能芯片，对电芯进行过充、过放、过流、短路等功能的在线时时监测。使电芯在安全稳定高效的范围内工作。

3）18650锂离子电芯：18650 Li-ion cell（BAK）。

4）场效应管（MOSFET）：MOSFET管，在保护电路中起开关作用，使负载两端的电压不会升高也不会降低，保证电压稳定。

5）电量管理控制芯片（BQ2085）：功能完整的电量检测计，具有一个测量电压与温度的模数转换器(ADC)和一个测量电流与充电感测的模数转换器。电量检测计具有一个微处理器，负责执行电量检测，能够提供剩余电量状态(Remaining State of Capacity)等信息，BQ2085芯片还提供剩余可运行时间(Run Time to Empty)。主机可随时向电量检测计查询这些信息，将电池信息通知用户。电量检测计的使用非常方便，让使用者随时掌握电池电能。

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便携式B超机电池设计方案原理图

便携式B超机电池使用注意事项：

1、不要让电池短路，电池短路会使电池发热，严重的会导致起火。电池短路会引起电芯和线接头处温度升高,避免与之直接接触，以免烧伤皮肤。

2、电池存放应注意避免其短路

3、不要将电池放置在热源附近或长时间暴露在阳光下, 温度的上升会缩短电池的使用寿命。

4、充电要求，原装电池应使用制造商认可的充电器和充电程序。不恰当的充电方式会导致电池发热或损坏。

5、其它注意事项

避免与损坏或破裂的电池原料接触。弄伤眼睛：应立即用清水和肥皂冲洗眼睛不少于15分钟,并及时接受医生治疗。弄伤皮肤：应立即用清水和肥皂冲洗。

吸入气体： 应立即呼吸新鲜空气，并及时接受医生治疗。误 食：立即接受医生治疗。

请将电池放在儿童无法拿到的地方。

不要将电池加热或将电池扔进火里，水里或是其它液体中。不要将电池放到微波炉，洗衣机或是烘干机里。不要将电池放在烘箱上。不要使用已损坏的电池。

第四篇：PL-3018I 全数字便携式B超

PL-3018I 全数字便携式B超

性能简介：

·高精度全数字成像技术，真实、细腻的显示组织结构； ·多种显示模式，实现多角度、多方位的对比观察； ·超大容量电影回放及永久性的图像存储，使医生轻松捕获最佳图像； ·TGC调节，配合数字编码调节器，精确调节增益，提高图像分辨率； ·多种视频输出接口，广泛适应图像信息传输及外接设备的需求； ·具有常规、妇科、产科等多种测量软件并自动生成报告页。·注：本产品通过欧盟CE产品质量认证 仪器特点：

·全数字波束合成 ·探头自动识别 ·丰富的图像处理 ·自动生成报告 ·扫描角度、扫描深度可调 ·穿刺引导功能 ·背光硅胶操作键盘

注：标配3.5MHz变频凸阵探头一只

技术规格：

·进口12.1寸液晶屏 ·显示模式：B、B+B、B+M、M、4B ·几何位置精度（％）：横向≤15 ；纵向≤10 ·最大探测深度（mm）：≥240mm ·盲区（mm）：≤5 ·图像灰阶：256级 ·电影回放：809帧（最大）·图像存储：32帧 ·扫描角度调节：50%～100% ·扫描深度调节：40mm～240mm ·声功率调节：两档 ·动态范围调节：100dB～130dB ·图像翻转：上/下、左/右、黑/白 ·焦点位置调节：支持 ·焦点间距调节：5档 ·测量：距离、周长、面积、体积、心率。孕龄、胎重、预产期 ·字符及注释：日期，时钟，姓名，性别，年龄，医院名。全屏幕字符编辑。·报告输出：两种 ·体位标记：40种 ·功耗（MAX）：200VA ·电源电压：AV220V±22V；频率：50MHz±1MHz ·可选配L3－1/40/7.5MHz（浅表）；EC1－1B/R13/6.5MHz（腔体）

第五篇：什么是便携式B超机电池

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什么是便携式B超机

要了解便携式B超机电池，首先要了解便携式B超机。

便携式B超机：方便医务人员进行可移动式的户内、户外作业，提供持续、高效、稳定的移动电源已成为此类设备正常运作的最大保障。方案采用高性能电芯，使整个电池具备高能量比、轻质量、小体积、高循环寿命、高安全、一致性高等特点。电源管理方案，采用高智能化的SBS电池管理系统，对电池的安全及电量进行有效的管理。

便携式B超机电池参数

组合方式：ICR18650-3S3P 标称电压：11.1V 标称容量： 6600mAh 标准持续放电电流：0.2C 建议最大放电电流：1C 工作温度：充电：0~45℃ 放电：-20~60℃

成品内阻：≤300mΩ

标准重量：约450g 保护参数：过充保护电压/每串4.35±0.025V 过放保护电压 2.4±0.08V 过流值： 8~18A 本文内容来自http://www.xiexiebang.com，转载请注明

便携式B超机电池设计方案

1）保护板（PCM）：主要是对可充电智能电池组进行设计的保护线路，由于锂电池本身的化学特性，需要提供智能电量计算、过充、过放、短路、过流及过温等保护功能。以避免引起燃烧、爆炸等危险。

2）AFE /IC（Protection IC）：设计方案的主要保护功能芯片，对电芯进行过充、过放、过流、短路等功能的在线时时监测。使电芯在安全稳定高效的范围内工作。

3）18650锂离子电芯：18650 Li-ion cell（BAK）。

4）场效应管（MOSFET）：MOSFET管，在保护电路中起开关作用，使负载两端的电压不会升高也不会降低，保证电压稳定。

5）电量管理控制芯片（BQ2085）：功能完整的电量检测计，具有一个测量电压与温度的模数转换器(ADC)和一个测量电流与充电感测的模数转换器。电量检测计具有一个微处理器，负责执行电量检测，能够提供剩余电量状态(Remaining State of Capacity)等信息，BQ2085芯片还提供剩余可运行时间(Run Time to Empty)。主机可随时向电量检测计查询这些信息，将电池信息通知用户。电量检测计的使用非常方便，让使用者随时掌握电池电能。本文内容来自http://www.xiexiebang.com，转载请注明

便携式B超机电池设计方案原理图