医院移动式LED光源观片灯的研制范文

《中国医学装备杂志》2015年第四期

1制作原理

(1)亮度调节器。亮度调节不能直接调节LED发光管的直流电压值，而是调节占空比，对应调节平均直流电压值的大小，其亮度调节原理如图3所示。图3中IC是NE555集成块，与周边元器件R1、R2、R3、C1、D1以及D2组成占空比可调的振荡器，C1为充、放电电容，Ra为充电电阻，Rb为放电电阻，Ra和Rb的阻值随着R2的调节发生变化。D1和D2的作用是将充、放电电路隔离，且相互不干扰[7]。充电时间t充＝0.7Ra×C1，放电时间t放＝0.7Rb×C1，一个周期t＝0.7(R1+R2+R3)C1，调节R2的值可以改变充、放电时间，但周期不变。充电时IC3脚输出端为高电平，T1饱和导通，T2的G极电压为0.3V左右，处于截止状态；放电时IC3脚输出端为低电平，T1截止，T2处于导通状态，通过调节R2改变占空比，改变T2的导通和截止时间，即调节LED灯条的亮度。亮度调节器实物电路如图4所示。

(2)锂电池。锂离子电池组简称锂电池，选用48V、12Ah容量，其最大充电电压约为54V，重约4.5kg。选用锂电池的主要原因为：①锂电池体积小、重量轻，作为医院移动式观片灯电源较为适用；②锂电池能量密度大，充电所用时间较长，无需经常充电，且充电次数是蓄电池的2倍以上，使用寿命长；③自放电率低，基本无记忆效应。但是，锂电池存在过压充电和深度放电容易损坏的问题。每日查房阅片需要时间为1h左右，锂电池的容量可满足一周使用的需求，在特殊情况下可以连续使用7h。如遇夜间停电，观片灯还可作为照明应急使用。

(3)AC充电器。AC充电器是专用的锂电池充电器，防止过压充电和大电流充电造成锂电池损坏。其输入电压为220V±10%交流电，输出为脉宽调制式(PWM)直流电，输出最高电压54V，输出电流最大(2±0.2)A，具有过压、过流、短路、反接、高温及防倒灌等保护功能，充电时间＜8h。

(4)DC/DC转换器。由于LED灯条使用的电压最高是直流24V，锂电池输出电压为48V，需要进行直流降压。由于锂电池在使用过程中电压会有变化，难以保证LED灯条的正常使用，因此不采用24V锂电池。转换器选用直流48V转直流24V，输入电压为30～72V，输出电压为(24±0.2)V，输出电流最大允许值可达10A，该观片灯最大电流≤3A，在使用时转换器外壳温度为微温。

(5)直流电压数字显示表。数字显示表用于实时显示锂电池电压值，显示直流电压为0～100V。在观片灯使用过程中因不断消耗锂电池电量，锂电池的电压不断降低，为了避免锂电池深度放电而造成损坏，应进行实时电压监测。直流电压数字显示表不仅能显示电压值，随时观察锂电池的电压，估计继续使用时间，而且可以设定电压报警值，当监测电压降至低于设定值时立即报警，提醒给锂电池充电，防止过量放电而缩短锂电池寿命。

2LED光源观片灯的应用

将锂电池、充电器、直流转换器、亮度调节器以及直流电压监测表安装在一起，引出AC充电器电源线和亮度调节后的电源线便可移动查房使用，也可边充电边查房使用，方便实用。将LED显示屏安装在移动推车上，移动推车高度为1200mm，长为890mm，与显示屏一样；宽为450mm，下脚安装4个滑轮，其中两个带锁定功能。屏在推车上的可视高度在130～175mm之间，适合正常高度的人观看胶片(如图5所示)。LED光源观片灯研制装机后进图5LED光源观片灯整体示意图行3次实验，其实验结果数据见表1。表1显示，移动式LED观片灯在最大亮度时能连续使用7h。但因锂电池寿命因素，将电压监测报警值设定在44V，在临床使用时移动式LED观片灯可连续使用5～6h，当锂电池电压降到44V时则报警提示充电。

3结论

本研究设计研制的移动式LED光源观片灯可改变医院使用的固定位置、220V交流电观片灯床边查房阅片极不方便的现象，LED光源观片灯具有亮度可调、光线均匀机动性强的优势。LED光源观片灯通过普通外科临床使用，效果良好，相关后续推广使用有待进一步设计研制移动式LED光源观片灯机箱。

作者：朱兴喜沈华强张宇翔曹勇民唐立源申倩王娣汪长岭单位：江油市人民医院设备管理科