CN104548354B - 除颤监护仪的除颤充电过流保护装置及除颤监护仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种除颤监护仪的除颤充电过流保护装置及除颤监护仪，除颤监护仪的除颤充电过流保护装置包括第一保护模块、第二保护模块和处理模块，第一保护模块和第二保护模块串联于除颤监护仪的充电回路中，且第一保护模块和第二保护模块分别连接处理模块，第一保护模块用于向处理模块发送电压数据或者电流数据，处理模块设有第一基准值，当电压数据或者电流数据大于第一基准值时发出关断电源信号；第二保护模块设有第二基准值，当充电回路中的电流大于第二基准值对应的电流值时，第二保护模块断开充电回路。通过两级过流保护，使得充电回路的安全性和稳定性更高，大大的提高了设备的安全性和可靠性。

Description

除颤监护仪的除颤充电过流保护装置及除颤监护仪

技术领域

本发明涉及过流保护技术领域，特别是涉及一种除颤监护仪的除颤充电过流保护装置及除颤监护仪。

背景技术

除颤监护仪是一种用于对病人进行生命体征监护、体外除颤、体内除颤和起博的医疗器械，其安全等级大于一般的监护仪。在对除颤监护仪进行充电时，要求充电的时间越短越好，从而可以缩短病人的抢救时间，因此除颤监护仪的充电电流最大可达10A以上。但是如果在充电过程中出现故障，导致充电电流太大时，将损坏充电电路，严重时将引起电路烧毁的危险，因此需要在充电回路中需对电路的充电电流加以限制和控制。

目前，通常的过流保护是采用单一的方式对除颤的充电回路进行保护，例如安装保险丝，当发生过流而保险丝作用失效时，除颤设备的充电电流太大，极有可能造成板载器件的大面积烧毁而造成火灾的风险。因此，现有的除颤充电过流保护装置的安全性和稳定性不高。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种安全性和稳定性较高的除颤监护仪的除颤充电过流保护装置及除颤监护仪。

一种除颤监护仪的除颤充电过流保护装置，包括第一保护模块、第二保护模块和处理模块，所述第一保护模块和所述第二保护模块串联于除颤监护仪的充电回路中，且所述第一保护模块还连接所述处理模块；

所述第一保护模块用于向所述处理模块发送电压数据或电流数据，所述处理模块设有第一基准值，并当所述电压数据或者电流数据大于所述第一基准值时发出关断电源信号；

所述第二保护模块设有第二基准值，当所述充电回路中的电流大于所述第二基准值对应的电流值时，所述第二保护模块断开所述充电回路。

在其中一实施例中，所述第二基准值大于所述第一基准值。

在其中一实施例中，所述第二保护模块还连接所述处理模块，当所述第二保护模块断开所述充电回路时，所述第二保护模块向所述处理模块发送过流信号，所述处理模块根据所述过流信号发出报警信号。

在其中一实施例中，还包括连接所述处理模块的控制终端，用于接收所述关断电源信号和报警信号，并根据所述关断电源信号断开电路、根据所述报警信号发出报警信息。

在其中一实施例中，所述除颤监护仪的除颤充电过流保护装置包括采样电阻，所述采样电阻串联于所述充电回路中，所述第一保护模块包括用于检测所述采样电阻两端的采样电压值的电流检测器，所述电流检测器与所述采样电阻并联，且所述电流检测器连接所述处理模块，并向所述处理模块发送所述采样电压值。

在其中一实施例中，所述第一保护模块还包括定时单元和计数单元，所述定时单元用于设置间隔时间以使所述电流检测器定时向所述处理模块发送所述采样电压值；所述计数单元用于对所述电流检测器采集到的所述采样电压值大于所述第一基准值的次数进行计数得到过流连续次数，并将所述过流连续次数发送给所述处理模块，所述处理模块对应的设有预定次数，当所述过流连续次数大于所述预定次数时发出所述关断电源信号。

在其中一实施例中，所述第二保护模块包括检控单元，所述检控单元并联于所述采样电阻两端，用于检测所述采样电阻两端的采样电压值；所述检控单元设有所述第二基准值，当所述采样电压值大于所述第二基准值时，所述检控单元控制断开所述充电回路。

在其中一实施例中，所述检控单元包括过流控制器和开关管，所述开关管的输入端连接所述采样电阻，输出端连接所述充电回路，控制端连接所述过流控制器，所述过流控制器与所述采样电阻并联；所述过流控制器设有第二基准值，并当所述采样电压值大于所述第二基准值时断开所述开关管。

在其中一实施例中，所述检控单元还包括计时电容，所述计时电容一端连接所述过流控制器，另一端接地；当所述采样电压值大于所述第二基准值时，所述过流控制器控制所述计时电容充电，当所述计时电容充满电时，所述过流控制器控制所述开关管断开。

一种除颤监护仪，包括上述的除颤监护仪的除颤充电过流保护装置和充电回路，所述除颤充电过流保护装置与所述充电回路串联。

上述的一种除颤监护仪的除颤充电过流保护装置，一方面，第一保护模块和处理模块组成一级过流保护，当电路发生过流时处理模块发出关断电源信号以便及时关断电源；另一方面，第二保护模块形成另一级的过流保护，当电路发生过流时及时断开电路，使得过大的电流不会对设备造成损害。通过两级过流保护，充电回路的安全性和稳定性更高，大大的提高了设备的安全性和可靠性。

上述的一种除颤监护仪，由于包括上述的除颤监护仪的除颤充电过流保护装置，使得充电回路的安全性和稳定性更高，大大的提高了设备的安全性和可靠性。

附图说明

图1为本发明除颤监护仪的除颤充电过流保护装置较佳实施例的模块图；

图2为本发明除颤监护仪的除颤充电过流保护装置的另一实施例的模块图；

图3为图2所示一模块的具体结构图；

图4为图2所示另一模块的具体结构图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

参考图1，一种除颤监护仪的除颤充电过流保护装置，包括第一保护模块110、第二保护模块120和处理模块130，第一保护模块110和第二保护模块120串联于除颤监护仪的充电回路中，且第一保护模块110还连接处理模块130。第一保护模块110用于向处理模块130发送电压数据或电流数据，处理模块130设有第一基准值，并当电压数据或者电流数据大于第一基准值时发出关断电源信号。第二保护模块120设有第二基准值，当充电回路中的电流大于第二基准值对应的电流值时，第二保护模块120断开充电回路。

优选地，第二基准值大于第一基准值。即第一保护模块110和处理模块130组成第一级软件保护，第二保护模块120为第二级硬件保护。当电路发生过流现象时，先触发第一级软件保护，当第一级软件保护失效时，触发第二级硬件保护。可以理解，在其他实施例中，也可以为第一基准值大于第二基准值，即当电路发生过流现象时，先触发第二级硬件保护，当第二级硬件保护失效时，再触发第一级软件保护。通过两级的过流保护，大大的提高了设备的安全性和可靠性。

参考图2，优选地，第二保护模块120还连接处理模块130，当第二保护模块120断开充电回路时，第二保护模块120向处理模块130发送过流信号，处理模块130根据过流信号发出报警信号。工作人员可以通过报警信号得知充电回路发生过流的情况。

优选地，上述除颤监护仪的除颤充电过流保护装置还包括连接处理模块130的控制终端(图未示)，用于接收关断电源信号和报警信号，并根据关断电源信号断开电路、根据报警信号发出报警信息，从而工作人员能够及时获得除颤监护仪的充电回路过流的情况，以便及时采取相应措施。本实施例中，控制终端为连接处理模块130的上位机。

参考图3，除颤监护仪的除颤充电过流保护装置包括采样电阻100，采样电阻100串联于充电回路中。第一保护模块110包括用于检测第一采样电阻100两端的采样电压值的电流检测器113，采样电阻100与电流检测器113并联，且电流检测器113连接处理模块130，并向处理模块130发送采样电压值。本实施例中，第一保护模块110获取电压数据发送给处理模块130，处理模块130的第一基准值为电压值。其中，电压数据即为采样电阻100的采样电压值，即为采样电阻100两端的实际电压值，第一基准值为采样电阻100两端允许的最大电压值，第一基准值与采样电阻100的比值为第一保护模块110的过流保护点，过流保护点为略大于除颤监护仪的充电回路允许最大电流的电流值。因此，当采样电压值大于第一基准值时，视为充电回路过流。可以理解，在其他实施例中，第一保护模块110也可以直接获取电流数据发送给处理模块130，此时处理模块130的第一基准值为过流保护点的电流值。

本实施例中，电流检测器113采用差分信号输入功能内置模数转换器，可采集采样电阻100上的采样电压值，当处理模块130获取的采样电压值大于第一基准值时，发出关断电源信号到控制终端以关断电源。通过对采样电阻100进行电压的采样，可以监控电路的电流，当采样电压值大于第一基准值时，即充电回路中出现了过流情况，处理模块130发出关断电源信号，实现了软件级的过流保护。

采样电阻100的阻值可以人工选择，第一基准值根据需要设置的过流保护点和采样电阻100的阻值决定。例如，本实施例中，除颤监护仪允许的最大电流为10A，第一保护模块110的过流保护点为12A，根据公式(1)：

I_lim＝V/R

其中，I_lim对应过流保护点，V对应第一基准值，R为采样电阻100的阻值。选取采样电阻100为0.003欧姆，则第一基准值为0.036伏。即当采样电阻100两端的采样电压值大于0.036V时，视为过流，处理模块130发出关断电源信号。

第一保护模块110还包括定时单元(图未示)，用于设置间隔时间以使电流检测器113定时向处理模块130发送采样电压值。本实施例中，定时单元为单片机的定时器，定时器的间隔时间为5ms，即电流检测器113每隔5ms向处理模块130发送采样电压值。通过定时单元设置适当的间隔时间，实现了对采样电压值进行间隔的采样，处理模块130不需要对每一时刻的采样电压值进行处理，从而减轻了处理模块130的负担。可以理解，在其他的实施例中，间隔时间也可以设置为其他适当的数值，只要不会影响能够及时的对过流现象进行判断即可。

第一保护模块110还包括计数单元(图未示)，用于对电流检测器113采集到的采样电压值大于第一基准值的次数进行计数得到过流连续次数，并将过流连续次数发送给处理模块130，处理模块130对应的设有预定次数，当过流连续次数大于预定次数时发出关断电源信号。本实施例中，计数单元为单片机的计数器，处理模块130的预定次数为10次，如上所述，间隔时间为5ms，第一保护模块110的过流保护点为12A，则充电回路中电流大于12A时，50ms后处理模块130发出关断电源信号以便断开充电回路以便保护设备。计数单元的设置，使得当检测到电路发生过流时，并不会立即关断电源，而是设置了延迟时间，避免了因为电路中电流的瞬间不稳定而断开电路的情况，增加了过流保护的稳定性。

参考图4，第二保护模块120包括检控单元123，检控单元123并联于采样电阻100两端，检控单元123用于检测采样电阻100两端的采样电压值。检控单元123设有第二基准值，当采样电压值大于第二基准值时，即充电回路中的电流大于第二基准值对应的电流值，检控单元123控制断开充电回路。第二保护模块120通过检控单元123检测采样电阻100的采样电压值，当采样电压值大于第二基准电压值时断开充电回路，实现了硬件级的过流保护。可以理解，在其他实施例中，检控单元123也可以用于检测其他电阻两端的电压值，只要检测到的电压值能反映充电回路中的电流即可，例如用于检测另外的与采样电阻100串联的电阻两端的电压。

采样电压值为采样电阻100两端的实际电压值，本实施例中，第二基准值为采样电阻100两端允许的最大电压值，第二基准值与采样电阻100的比值为第二保护模块120的过流保护点。因此，当采样电压值大于第二基准值时，视为充电回路过流。可以理解，在其他实施例中，检控单元123还可以检测采样电阻100的电流，相应地，第二基准值为过流保护点的电流值。

具体地，检控单元123包括过流控制器1231和开关管1235，开关管1235的输入端连接采样电阻100，输出端连接除颤监护仪的充电回路，控制端连接过流控制器1231，过流控制器1231与采样电阻100并联。过流控制器1231设有第二基准值，并当采样电压值大于第二基准值时断开开关管1235。其中一实施例中，过流控制器1231还连接处理模块130，当采样电压值大于第二基准值时，过流控制器1231控制开关管1235断开，从而除颤监护仪的充电回路断开，同时向处理模块130发送过流信号，处理模块130根据过流信号发出报警信号到控制终端，控制终端发出报警信息，以便工作人员及时了解情况。第二保护模块120采用硬件的方式达到了过流保护的效果，当第一保护模块110失效时，充电回路的过流会触发第二保护模块120，提高了设备的安全性和可靠性。

具体地，过流控制器1231包括过流检测子单元(图未示)和开关控制子单元(图未示)。过流检测子单元包括电压比较器，电压比较器的同相输入端输入第二基准值，反相输入端输入采样电阻100两端的采样电压值，当采样电压值大于第二基准值时，即出现过流，反相输入端输入的电压高于同相输入端输入的电压，则电压比较器反转，过流检测子单元发送过流信号到处理模块130。同时开关控制单元输出低电平，则开关管1235断开，从而连接除颤监护仪的充电回路断开，起到过流保护的作用。

优选地，检控单元123还包括计时电容1233，计时电容1233一端连接过流控制器1231，另一端接地。相应地，过流控制器1231还包括过流延迟子单元(图未示)，当采样电压值大于第二基准值时，过流控制器1231控制计时电容1233充电，当计时电容1233充满电时，过流控制器1231控制开关管1235断开。即，计时电容1233对应有一个满电电压值，当计时电容1233的充电电压达到满电电压值时，开关控制单元输出低电平，从而开关管1235断开，使得充电回路断开，保护设备不被损坏。计时电容1233和过流延迟子单元的设置，避免了因为电路中电流的瞬间不稳定而断开电路的情况，增加了过流保护的稳定性。

计时电容1233的电容大小根据需要选择。例如本实施例中，如上所述除颤监护仪的充电回路允许的最大电流为10A，第一保护模块110的过流保护点为12A，则设置第二保护模块120的过流保护点为14A，采样电阻100的阻值为0.003欧姆，根据上述公式(1)，其中，R对应采样电阻100的阻值，I_lim对应第二保护点的电流值，可得，对应采样电阻100和过流保护点的第二基准电压值为0.042V。本实施例中计时电容1233的满电电压值为4V，计时电容1233的充电电流为25uA，选取计时电容1233的电容大小为10NF，计时电容1233充电所需要的时间由公式(2)可得：

T＝C*U/I

其中，T为充电时间，C为计时电容1233的电容大小10NF，U为计时电容1233的满电电压值4V，I为计时电容1233的充电电流25uA，可得充电时间为1.6ms。因此，过流延迟子单元的延迟时间为1.6ms，即在除颤充电回路的电流发生过流的1.6ms后，电流继续出现过流时，开关控制子单元输出低电平从而开关管1235断开，使得充电回路断开。

处理模块130包括数据获取单元(图未示)和控制单元(图未示)，数据获取单元连接第一保护模块110用以获取电压数据或者电流数据，控制单元连接数据获取单元和第二保护模块120，控制单元设有第一基准值，当电压数据或电流数据大于第一基准值时发出关断电源信号，和/或根据第二保护模块120发送的过流信号发出报警信号。本实施例中，数据获取单元获取的为采样电阻100两端的采样电压值。本实施例中，数据获取单元、控制单元、上述第一保护模块110的定时单元和计数单元均处于同一单片机中。

处理模块130通过通信接口与第一保护模块110连接。具体的，通信接口为IIC接口。

上述的一种除颤监护仪的除颤充电过流保护装置，一方面，第一保护模块110和处理模块130组成一级过流保护，当电路发生过流时处理模块130发出关断电源信号以便及时关断电源；另一方面，第二保护模块120形成另一级的过流保护，当电路发生过流时及时断开电路，使得过大的电流不会对设备造成损害。通过两级过流保护，充电回路的安全性和稳定性更高，大大的提高了设备的安全性和可靠性。

一种除颤监护仪，包括上述除颤监护仪的除颤充电过流保护装置和充电回路，除颤充电过流保护装置与充电回路串联。由于包含上述除颤监护仪的除颤充电过流保护装置，使得充电回路的安全性和稳定性更高，大大的提高了设备的安全性和可靠性。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种除颤监护仪的除颤充电过流保护装置，其特征在于，包括第一保护模块、第二保护模块和处理模块，所述第一保护模块和所述第二保护模块串联于除颤监护仪的充电回路中，且所述第一保护模块还连接所述处理模块；

所述第一保护模块用于向所述处理模块发送电压数据或电流数据，所述处理模块设有第一基准值，并当所述电压数据或者电流数据大于所述第一基准值时发出关断电源信号；

所述第二保护模块设有第二基准值，当所述充电回路中的电流大于所述第二基准值对应的电流值时，所述第二保护模块断开所述充电回路；

所述第二基准值大于所述第一基准值；

所述第二保护模块还连接所述处理模块，当所述第二保护模块断开所述充电回路时，所述第二保护模块向所述处理模块发送过流信号，所述处理模块根据所述过流信号发出报警信号；

所述除颤监护仪的除颤充电过流保护装置还包括连接所述处理模块的控制终端，用于接收所述关断电源信号和报警信号，并根据所述关断电源信号断开电路、根据所述报警信号发出报警信息。

2.根据权利要求1所述的除颤监护仪的除颤充电过流保护装置，其特征在于，所述除颤监护仪的除颤充电过流保护装置包括采样电阻，所述采样电阻串联于所述充电回路中，所述第一保护模块包括用于检测所述采样电阻两端的采样电压值的电流检测器，所述电流检测器与所述采样电阻并联，且所述电流检测器连接所述处理模块，并向所述处理模块发送所述采样电压值。

3.根据权利要求2所述的除颤监护仪的除颤充电过流保护装置，其特征在于，所述第一保护模块还包括定时单元和计数单元，所述定时单元用于设置间隔时间以使所述电流检测器定时向所述处理模块发送所述采样电压值；所述计数单元用于对所述电流检测器采集到的所述采样电压值大于所述第一基准值的次数进行计数得到过流连续次数，并将所述过流连续次数发送给所述处理模块，所述处理模块对应的设有预定次数，当所述过流连续次数大于所述预定次数时发出所述关断电源信号。

4.根据权利要求2所述的除颤监护仪的除颤充电过流保护装置，其特征在于，所述第二保护模块包括检控单元，所述检控单元并联于所述采样电阻两端，用于检测所述采样电阻两端的所述采样电压值；所述检控单元设有所述第二基准值，当所述采样电压值大于所述第二基准值时，所述检控单元控制断开所述充电回路。

5.根据权利要求4所述的除颤监护仪的除颤充电过流保护装置，其特征在于，所述检控单元包括过流控制器和开关管，所述开关管的输入端连接所述采样电阻，输出端连接所述充电回路，控制端连接所述过流控制器，所述过流控制器与所述采样电阻并联；所述过流控制器设有第二基准值，并当所述采样电压值大于所述第二基准值时断开所述开关管。

6.根据权利要求5所述的除颤监护仪的除颤充电过流保护装置，其特征在于，所述检控单元还包括计时电容，所述计时电容一端连接所述过流控制器，另一端接地；当所述采样电压值大于所述第二基准值时，所述过流控制器控制所述计时电容充电，当所述计时电容充满电时，所述过流控制器控制所述开关管断开。

7.一种除颤监护仪，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的除颤监护仪的除颤充电过流保护装置和充电回路，所述除颤充电过流保护装置与所述充电回路串联。