【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及医学超声设备的电源管理的，尤其涉及一种用于超声探头的电源管理系统及使用方法。
技术介绍
1、随着医学超声技术的快速发展，超声探头对电源管理系统的要求也日益增加。传统的电源管理技术在满足现代高性能超声设备的需求时面临着显著的挑战，尤其是在电源同步精度、能源效率和系统噪声控制方面。这些挑战在便携式和无线超声设备的应用中更为突出，因为这些设备对电源系统的体积、重量和能效有更高的要求。现有的电源管理解决方案在提高电源同步精度、降低功耗和控制噪声等方面往往表现不佳，这在追求小型化和高性能设备设计时尤为明显。
2、在现有技术中，电源同步的不足通常导致超声图像的质量下降，这对于需要高精度图像处理的医学诊断来说是一个严重的问题。此外，电源管理系统的高功耗会影响设备的使用时长和稳定性，特别是在移动医疗设备中，这些问题尤为重要。同时，电源系统的高噪声水平会干扰超声信号的处理，影响诊断的准确性。这些问题在便携式和小型化设备中更加突出，因为这些设备的电源管理系统需要在有限的空间内提供高效和稳定的电源输出。
3、此外，现有超声波电源管理系统中还存在以下问题：
4、在传统的超声设备中，电源管理系统的高功耗不仅限制了设备的运行时长，也影响了其稳定性和可靠性。尤其是在便携式和无线超声设备中，高功耗的电源管理严重影响电池寿命和设备的持续运行时间。同时，超声设备尤其是高精度医学诊断设备中的电源噪声问题一直备受关注。电源噪声不仅会干扰信号处理，影响诊断的准确性，还可能导致设备性能的不稳定。
5、例如申请号
技术实现思路
1、针对现有技术中存在电源同步不足的技术问题，本专利技术提出一种用于超声探头的电源管理系统及使用方法，提高了电源同步率，降低了能耗，增强了系统的稳定性和安全性。
2、为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种用于超声探头的电源管理系统，包括依次连接的调制输入电路、缓冲器、时钟生成器、fpga芯片和同步频率产生器，输出电路与超声探头相连接，同步频率产生器包括控制芯片和外围电路，控制芯片与外围电路相连接，外围电路包括输入电路、反馈电路、稳压保护电路和输出电路，输入电路、反馈电路、稳压保护电路和输出电路均与控制芯片相连接，输入电路和稳压保护电路均与反馈电路相连接。
3、所述输入电路包括二极管d1和电阻r1，二极管d1的正极与同步信号输入端相连接，电阻r1的一端与输入使能端相连接，电阻r1的另一端与控制芯片相连接，二极管d1的负极通过电阻r2与控制芯片相连接，二极管d1的负极和电阻r2均与反馈电路相连接。
4、所述反馈电路为rc反馈电路，rc反馈电路包括电阻r3、电阻r4和电容c1，电阻r4的一端和电容c1的一端串联连接，电阻r4和电容c1的两端与电容c2相并联，电容c1的另一端与控制芯片相连接，电阻r3的一端与二极管d1的负极相连接，电阻r3的另一端与电阻r4的另一端相连接，电容c2的一端与控制芯片相连接，电阻r3的另一端、电阻r4的另一端和电容c2的一端均接地。
5、所述稳压保护电路包括稳压电路和保护电路，保护电路均与控制芯片相连接，稳压电路包括并联连接的电阻r5和电阻r6，电阻r5和电阻r6两端均接地，保护电路包括二极管d2、电阻r8和电阻r9，电阻r9的一端与电阻r8的一端串联连接，电容c3和控制芯片均与电阻r9的一端相连接，电阻r8的另一端与高压反馈端相连接，电阻r9的另一端通过电容c8与控制芯片相连接，电阻r9的另一端接地，二极管d2的正极与电阻r10的一端相连接，二极管d2的负极与电阻r3的一端相连接，电阻r10与二极管d3并联连接，电阻r10的另一端和二极管d3的负极均与控制芯片相连接，电阻r10与二极管d3的正极均与mos管u2的栅极相连接。
6、所述输出电路包括电感l1和电容c5，电容c4、电容c5和电容c6并联连接，电容c4、电容c5和电容c6的一端均与电容c7的一端相连接，电容c4、电容c5和电容c6的另一端与电感l1的一端相连接，电容c7的一端接地，电感l1的另一端、电容c9的一端、电容c10的一端和电容c11的一端均与mos管u2的漏极相连接，电容c10和电容c11并联连接，控制芯片和电阻r7的一端均与电容c7的另一端相连接，电阻r7的另一端与5v供电端相连接，电阻r11的一端和电阻r12的一端均与u2的源极相连接，电阻r12的另一端与电阻r13的一端相连接，电阻r13的另一端与电容c9的另一端相连接，电阻r12的另一端与电阻r13的一端接地。
7、使用方法为：首先利用缓冲器对外部时钟信号进行处理，平稳输入电压，随后利用时钟生成器和fpga芯片对外部时钟信号进行数据处理和信号转换，得到输出信号，随后利用控制器判断是否输出控制信号。
8、所述利用时钟生成器和fpga芯片对平稳后的输入电压进行数据处理和信号转换的具体方法为：
9、s1：时钟生成器接收通过缓冲器处理的外部时钟信号；
10、s2：根据超声探头操作模式对时钟生成器进行配置；
11、s3：利用时钟生成器对时钟信号进行倍频、分频和相位调整，得到分频时钟信号；
12、s4：将分频后的时钟信号被输入到fpga芯片，得到调节后的分频时钟信号；
13、s5：利用fpga芯片对调节后的分频时钟信号再次转换得到输出信号；
14、s6：处理后的时钟信号由fpga芯片进行最终确认，以确保满足所有预定输出条件。
15、步骤s4所述得到调节后的分频时钟信号的方法为：利用fpga芯片根据外部时钟信号的占空比动态调节分频时钟信号的占空比，得到调节后的分频时钟信号。
16、步骤s2所述根据超声探头操作模式对时钟生成器进行配置的方法为：利用外部软件或主控制器发送i2c命令到时钟生成器内部的eeprom设置输出频率、选择所需的分频率和相位调整选项参数。
17、步骤s5所述对调节后的分频时钟信号再次转换得到输出信号的方法为：
18、调节后的分频时钟信号首先输入同步频率产生器，利用控制芯片、反馈电路和稳压保护电路来监控和调整输出电压，根据负载的变化自动调整功率转换率，得到输出信号。
19、本专利技术的有益效果为：
20、本专利技术通过结合高级同步控本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于超声探头的电源管理系统，其特征在于，包括依次连接的调制输入电路、缓冲器、时钟生成器、FPGA芯片和同步频率产生器，输出电路与超声探头相连接，同步频率产生器包括控制芯片和外围电路，控制芯片与外围电路相连接，外围电路包括输入电路、反馈电路、稳压保护电路和输出电路，输入电路、反馈电路、稳压保护电路和输出电路均与控制芯片相连接，输入电路和稳压保护电路均与反馈电路相连接。
2.根据权利要求1所述的用于超声探头的电源管理系统，其特征在于，所述输入电路包括二极管D1和电阻R1，二极管D1的正极与同步信号输入端相连接，电阻R1的一端与输入使能端相连接，电阻R1的另一端与控制芯片相连接，二极管D1的负极通过电阻R2与控制芯片相连接，二极管D1的负极和电阻R2均与反馈电路相连接。
3.根据权利要求2所述的用于超声探头的电源管理系统，其特征在于，所述反馈电路为RC反馈电路，RC反馈电路包括电阻R3、电阻R4和电容C1，电阻R4的一端和电容C1的一端串联连接，电阻R4和电容C1的两端与电容C2相并联，电容C1的另一端与控制芯片相连接，电阻R3的一端与二极管D1的负极相
4.根据权利要求3所述的用于超声探头的电源管理系统，其特征在于，所述稳压保护电路包括稳压电路和保护电路，保护电路均与控制芯片相连接，稳压电路包括并联连接的电阻R5和电阻R6，电阻R5和电阻R6两端均接地，保护电路包括二极管D2、电阻R8和电阻R9，电阻R9的一端与电阻R8的一端串联连接，电容C3和控制芯片均与电阻R9的一端相连接，电阻R8的另一端与高压反馈端相连接，电阻R9的另一端通过电容C8与控制芯片相连接，电阻R9的另一端接地，二极管D2的正极与电阻R10的一端相连接，二极管D2的负极与电阻R3的一端相连接，电阻R10与二极管D3并联连接，电阻R10的另一端和二极管D3的负极均与控制芯片相连接，电阻R10与二极管D3的正极均与MOS管U2的栅极相连接。
5.根据权利要求4所述的用于超声探头的电源管理系统，其特征在于，所述输出电路包括电感L1和电容C5，电容C4、电容C5和电容C6并联连接，电容C4、电容C5和电容C6的一端均与电容C7的一端相连接，电容C4、电容C5和电容C6的另一端与电感L1的一端相连接，电容C7的一端接地，电感L1的另一端、电容C9的一端、电容C10的一端和电容C11的一端均与MOS管U2的漏极相连接，电容C10和电容C11并联连接，控制芯片和电阻R7的一端均与电容C7的另一端相连接，电阻R7的另一端与5V供电端相连接，电阻R11的一端和电阻R12的一端均与U2的源极相连接，电阻R12的另一端与电阻R13的一端相连接，电阻R13的另一端与电容C9的另一端相连接，电阻R12的另一端与电阻R13的一端接地。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的用于超声探头的电源管理系统，其特征在于，使用方法为：首先利用缓冲器对外部时钟信号进行处理，平稳输入电压，随后利用时钟生成器和FPGA芯片对外部时钟信号进行数据处理和信号转换，得到输出信号，随后利用控制器判断是否输出控制信号。
7.根据权利要求6所述的用于超声探头的电源管理系统的使用方法，其特征在于，所述利用时钟生成器和FPGA芯片对平稳后的输入电压进行数据处理和信号转换的具体方法为：
8.根据权利要求7所述的用于超声探头的电源管理系统的使用方法，其特征在于，步骤S4所述得到调节后的分频时钟信号的方法为：利用FPGA芯片根据外部时钟信号的占空比动态调节分频时钟信号的占空比，得到调节后的分频时钟信号。
9.根据权利要求8所述的用于超声探头的电源管理系统的使用方法，其特征在于，步骤S2所述根据超声探头操作模式对时钟生成器进行配置的方法为：利用外部软件或主控制器发送I2C命令到时钟生成器内部的EEPROM设置输出频率、选择所需的分频率和相位调整选项参数。
10.根据权利要求8或9所述的用于超声探头的电源管理系统的使用方法，其特征在于，步骤S5所述对调节后的分频时钟信号再次转换得到输出信号的方法为：
...【技术特征摘要】
1.一种用于超声探头的电源管理系统，其特征在于，包括依次连接的调制输入电路、缓冲器、时钟生成器、fpga芯片和同步频率产生器，输出电路与超声探头相连接，同步频率产生器包括控制芯片和外围电路，控制芯片与外围电路相连接，外围电路包括输入电路、反馈电路、稳压保护电路和输出电路，输入电路、反馈电路、稳压保护电路和输出电路均与控制芯片相连接，输入电路和稳压保护电路均与反馈电路相连接。
2.根据权利要求1所述的用于超声探头的电源管理系统，其特征在于，所述输入电路包括二极管d1和电阻r1，二极管d1的正极与同步信号输入端相连接，电阻r1的一端与输入使能端相连接，电阻r1的另一端与控制芯片相连接，二极管d1的负极通过电阻r2与控制芯片相连接，二极管d1的负极和电阻r2均与反馈电路相连接。
3.根据权利要求2所述的用于超声探头的电源管理系统，其特征在于，所述反馈电路为rc反馈电路，rc反馈电路包括电阻r3、电阻r4和电容c1，电阻r4的一端和电容c1的一端串联连接，电阻r4和电容c1的两端与电容c2相并联，电容c1的另一端与控制芯片相连接，电阻r3的一端与二极管d1的负极相连接，电阻r3的另一端与电阻r4的另一端相连接，电容c2的一端与控制芯片相连接，电阻r3的另一端、电阻r4的另一端和电容c2的一端均接地。
4.根据权利要求3所述的用于超声探头的电源管理系统，其特征在于，所述稳压保护电路包括稳压电路和保护电路，保护电路均与控制芯片相连接，稳压电路包括并联连接的电阻r5和电阻r6，电阻r5和电阻r6两端均接地，保护电路包括二极管d2、电阻r8和电阻r9，电阻r9的一端与电阻r8的一端串联连接，电容c3和控制芯片均与电阻r9的一端相连接，电阻r8的另一端与高压反馈端相连接，电阻r9的另一端通过电容c8与控制芯片相连接，电阻r9的另一端接地，二极管d2的正极与电阻r10的一端相连接，二极管d2的负极与电阻r3的一端相连接，电阻r10与二极管d3并联连接，电阻r10的另一端和二极管d3的负极均与控制芯片相连接，电阻r10与二极管d3的正极均与mos管u2的栅极相连...
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