專利名稱：一種醫(yī)用診斷x射線機的電源裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于醫(yī)療器械領域，尤其涉及一種用于醫(yī)用診斷x射線機的電源裝置。
背景技術：
X射線診斷裝置系指利用X射線透射人體產(chǎn)生影像的特性，診斷疾病的固定式裝 置，大致可分為X射線診斷機和X線CT機等幾大類。 按醫(yī)療設備的一般分類，400mA (指其高壓系統(tǒng)輸出電流)及其以上規(guī)格的X射線 機，規(guī)定為大型X射線診斷機。 在《民用建筑電氣設計規(guī)范(JGJ/T 16-92)》中規(guī)定，對于大型X射線診斷機規(guī)定 應設專用回路供電。 對于400mA以下規(guī)格的中、小型X射線診斷機，規(guī)范中并未規(guī)定必須采用專用回路 供電。 由于其工作原理和過程的特殊性，醫(yī)用診斷X射線機對電源的需求容量有較嚴格 的要求。 在中華人民共和國醫(yī)藥行業(yè)標準《300mA醫(yī)用診斷X射線機(YY0008-90)》中規(guī) 定，其電源容量不應低于20kW;在《200mA醫(yī)用診斷X射線機(YY0007-90)》中亦有同樣的 規(guī)定；《100mA醫(yī)用診斷X射線機(YY0201-1995)》中規(guī)定，其電源容量不應低于7kVA，直到 《50mA醫(yī)用診斷X射線機(YY0200-1995)》中，還規(guī)定其電源容量不應低于3kVA(雖然上述 標準由于分類不合理等原因被部分廢止了，但是業(yè)內(nèi)依然習慣于參照上述標準對產(chǎn)品使用 客戶提出電源容量、電源線電阻等方面的要求)。 可見，對于中、小型的醫(yī)用診斷X射線機，其電源容量的要求至少也是幾個kVA，例 如，HMC-50移動式C形臂X射線機，其電源容量要求不小于4kVA ;LX-20A型高頻便攜式醫(yī) 用診斷X射線機，其電源容量要求大于2. 5kVA(參見上述產(chǎn)品的使用說明書中相關內(nèi)容)。 [ooog] 當前國家大力提升農(nóng)村醫(yī)療衛(wèi)生部門的條件，投入了大量的精力與財力，因此對 于醫(yī)療器械行業(yè)來說，也是一個很好的機遇。 然而在考察農(nóng)村醫(yī)療衛(wèi)生所的條件時發(fā)現(xiàn)，對于醫(yī)用診斷X射線機所需要的常規(guī) AC 380V三相電源，有很大一部分地區(qū)都尚不具備條件。 現(xiàn)有的農(nóng)村醫(yī)療衛(wèi)生所，基本上是民用AC 220V單相照明線路和墻壁插座為主要 電源，且其電源電壓的波動性大，頻率不穩(wěn)定，線路容量小，無法滿足現(xiàn)有醫(yī)用診斷X射線 機對電源容量的嚴格要求。 對于醫(yī)用診斷X射線機，輸入電源容量(以下簡稱為電源容量)的不足，將會影響 X射線實際值的輸出。 X射線機"千伏"參數(shù)采用的是預示方式，電源容量不足，曝光時產(chǎn)生的電壓降將使 得實際千伏數(shù)遠遠低于預示千伏數(shù)，使得X射線輸出的實際值降低，達不到預期的攝影效 果，嚴重時甚至使電源掉閘，機器無法使用。過大的電壓降，會使得某些部件，如高壓整流管等縮短使用壽命，某醫(yī)院的放射科設備曾經(jīng)因為電源容量不足的問題，出現(xiàn)過X射線機一 年內(nèi)更換兩次高壓整流管，CT機兩年更換3個球管的教訓。
實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種醫(yī)用診斷X射線機的電源裝置，其采 用電力變配電系統(tǒng)中二次操作系統(tǒng)直流電源的"浮充電"工作方式，對醫(yī)用診斷X射線機的 蓄電池組進行在線的、持續(xù)的電能補充，解決了民用單相交流電源容量不足和質(zhì)量不穩(wěn)定 對醫(yī)用X射診斷設備的正常運行和使用壽命帶來的不利影響，使得醫(yī)用診斷X射線機的適 用范圍得到大大擴展，為廣大農(nóng)村的醫(yī)療衛(wèi)生所/站/點使用中、小型醫(yī)用診斷X射線機創(chuàng) 造先決條件。 本實用新型的技術方案是提供一種醫(yī)用診斷X射線機的電源裝置，包括逆變電 源單元和X射線機的操作控制單元，其特征是在逆變電源單元的電源輸入端，設置一個電 池組單元；設置一個交/直流變換單元，所述交/直流變換單元的輸入端與單相交流電源連 接，所述交/直流變換單元的輸出端與逆變電源單元的電源輸入端和電池組單元的正、負 極端連接；設置一個基準電壓提供單元，所述基準電壓提供單元的輸入端與一個基準直流 電源電路的輸出端連接；設置一個電壓比較單元，所述電壓比較單元的一個信號輸入端與 基準電壓提供單元的輸出端連接，所述電壓比較單元的另一個信號輸入端與逆變電源單元 的電源輸入端連接；所述電壓比較單元的信號輸出端，與X射線機操作控制單元的控制信 號輸入端連接。 其所述的交/直流變換單元至少包括接觸器和整流橋，所述接觸器的主觸頭回路 一端與單相交流電源連接，另一端與整流橋的交流輸入端連接。 在所述接觸器的主觸頭回路和整流橋的交流輸入端之間，串聯(lián)設置一限流電路。 上述的限流電路為電阻限流電路。 上述的交/直流變換單元與電池組單元構成在線式"浮充"電路功能模塊。 所述的基準電壓提供單元為電阻分壓電路。 所述的分壓電阻為可調(diào)電阻器，所述可調(diào)電阻器的兩個固定端分別與基準直流電 源電路的輸出端連接，所述可調(diào)電阻器的滑動端與電壓比較單元的一個信號輸入端連接， 構成基準電壓輸出端。 所述的電壓比較單元為比較電路。 所述比較電路的"+ "輸入端與逆變電源單元的電源輸入端連接，構成采樣信號輸 入端；所述比較電路的"-"輸入端與基準電壓提供單元的基準電壓輸出端連接，構成基準 信號輸入端；所述比較電路的輸出端與X射線機操作控制單元的控制信號輸入端連接，構 成比較信號的輸出端。 所述電壓比較單元的信號輸出端，與隔離電路的輸入端連接，所述隔離電路的輸 出端，構成反饋信號輸出端。 所述隔離電路的輸出端，經(jīng)過驅(qū)動電路與X射線機操作控制單元CPU的控制/反 饋信號輸入端連接。 所述的交/直流變換單元為電池組單元提供在線式"浮充"電源，所述的電池組單 元為逆變電源單元提供電源，所述的逆變電源單元為X射線機提供操作/控制電源。
4[0027] 與現(xiàn)有技術比較，本實用新型的優(yōu)點是 1.借用電力變配電系統(tǒng)中二次操作系統(tǒng)直流電源的"浮充電"功能電路模塊的工 作方式，對中、小型醫(yī)用診斷X射線機的蓄電池組進行在線的、持續(xù)的電能補充，再由蓄電 池組為醫(yī)用診斷X射線機提供曝光電源，使得采用現(xiàn)有交流220V小容量民用電網(wǎng)電源作為 醫(yī)用診斷X射線機的輸入電源成為可能； 2.通過采用單相民用電網(wǎng)電源為醫(yī)用診斷X射線機供電，使得中、小型X射線診斷 機的應用/適用范圍大大擴展，為在廣大農(nóng)村的醫(yī)療衛(wèi)生所/站/點使用中、小型醫(yī)用診斷 X射線機提供了保障； 3.由于本技術方案中采用了 "浮充電"的在線、持續(xù)式充電方式對蓄電池組進行電 能補充，其電能存儲容量更大、更穩(wěn)定，對外接電源容量/質(zhì)量的要求進一步降低，可適用 醫(yī)用診斷X射線機的容量進一步增大，可以適應容量在200mA規(guī)格及以上的醫(yī)用診斷X射 線機，較好地改善了醫(yī)用診斷X射線機的工作電源環(huán)境，為機器的高質(zhì)量、穩(wěn)定運行，創(chuàng)造 了條件。
圖1是本實用新型主回路的電路結構框圖； 圖2是電壓比較單元的電路結構示意圖； 圖3是采樣電路的電原理示意圖； 圖4是基準電壓提供單元的電原理示意圖； 圖5是比較電路的電原理示意圖； 圖6是隔離電路的電原理示意圖。 圖中1為接觸器，2為電阻限流回路，3為單相整流橋，4為電池組，5為逆變電源單 元，6為升壓變壓器，7為基準電壓單元，8為電壓比較單元，9為X射線機操作控制單元。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進一步說明。 圖1中，本實用新型的技術方案是在逆變電源單元5的電源輸入端，設置一個電 池組單元4和一個交/直流變換單元，交/直流變換單元的輸入端與單相交流電源AV220V 連接，交/直流變換單元的輸出端與逆變電源單元的電源輸入端和電池組單元的正、負極 端連接。 設置一個基準電壓提供單元7，基準電壓提供單元的輸入端與一個基準直流電源 電路(圖中未示出)的輸出端連接。 設置一個電壓比較單元8，電壓比較單元的一個信號輸入端與基準電壓提供單元 的輸出端連接，電壓比較單元的另一個信號輸入端與逆變電源單元的電源輸入端連接；電 壓比較單元的信號輸出端，與X射線機操作控制單元9的控制信號輸入端連接。 其交/直流變換單元至少包括接觸器l和整流橋3，接觸器的主觸頭回路一端與單 相交流電源連接，另一端與整流橋的交流輸入端連接。 在接觸器的主觸頭回路和整流橋的交流輸入端之間，串聯(lián)設置一限流電路2。 上述的交/直流變換單元與電池組單元構成在線式"浮充"電路功能模塊。[0045] 交/直流變換單元為電池組單元提供在線式"浮充"電源，電池組單元為逆變電源 單元提供電源，逆變電源單元為X射線機提供操作/控制電源。 在圖2中，電壓比較單元由比較電路、隔離電路、驅(qū)動電路依次串接構成，其比較 電路的一個輸入端經(jīng)采樣電路與逆變電源單元的電源輸入端連接，構成采樣信號輸入端； 比較電路的另一個輸入端與基準電壓提供單元的基準電壓輸出端連接，構成基準信號輸入
丄山順。 比較電路的信號輸出端，與隔離電路的輸入端連接，隔離電路的輸出端，經(jīng)過驅(qū)動
電路與X射線機操作控制單元9的CPU的控制/反饋信號輸入端連接。 圖3中，是一個采樣電路的實施例電原理示意圖，很明顯，逆變單元的輸入電壓
(亦即電池組的輸出電壓，下同)，經(jīng)電阻Rl和R6被送入集成電路Ul的第3、 10端(對應
的為Ul的第1、3組功能芯片)，由集成電路Ul的第2組功能芯片，對從逆變單元的輸入電
壓進行采樣，在集成電路Ul的第7端產(chǎn)生/輸出采樣信號Ui。 圖4中，基準電壓提供單元為電阻分壓電路。 其分壓電阻為可調(diào)電阻器R13，可調(diào)電阻器的兩個固定端分別與基準直流電源電 路的正電壓輸出端+15V和接地端分別對應連接，可調(diào)電阻器的滑動端經(jīng)串接的電阻R12， 構成基準電壓輸出端，與電壓比較單元的一個信號輸入端連接，輸出基準信號Ub。 圖5中，給出了比較電路的電原理示意圖，由采集電路輸出的采樣信號Ui和由電 阻分壓電路輸出的基準信號Ub，被分別對應送至比較電路的輸入端12和13，集成電路U1 將采樣信號與基準信號比較，產(chǎn)生比較信號Uo。 當采樣信號Ui高于基準信號Ub時，比較信號Uo輸出高電平，機器不做出任何反 應，當采樣信號Ui低于基準信號Ub時，比較信號Uo輸出低電平，機器將通過隔離電路與驅(qū) 動電路做出相應的反應。 圖6中，給出了隔離電路的電原理示意圖，比較信號Uo經(jīng)過光電隔離電路，轉(zhuǎn)換成 X射線機操作控制單元9的反饋信號Uf 。 反饋信號Uf傳輸?shù)絏射線機操作控制單元CPU板上的外圍輸入口后，控制單元 CPU對此信號進行處理，通過面板顯示相關提示信息，直至逆變輸入部分的電壓達到310V， 面板刷新顯示界面，可進行下一次曝光。 由于上述各單元、功能電路均為電氣控制領域的現(xiàn)有技術，所采用的描述方法亦
為本領域的習慣性說法，故本領域的普通技術人員完全可以理解上述技術方案，只要掌握 了本申請技術方案的發(fā)明思路，完全可以不經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動，再現(xiàn)本申請的技術方案，實
現(xiàn)其發(fā)明目的，達到其預期的技術效果。故上述各具體單元、功能電路的工作原理以及具體 線路結構、連接關系在此不再詳述。 實際實施時，外接的普通民用電源供給單相的220V交流電，通過在接觸器主觸頭 處串聯(lián)的限流回路，減少開機時對整機充電的電流沖擊；交流220V電源通過接觸器的主觸 頭輸送到單相整流橋上，經(jīng)過單相整流橋整流后，輸出310V直流電壓送給整機的逆變電源 單元，在逆變電源單元的輸入端并聯(lián)有電池組，使得在曝光時能量的補充供給，由此電池組 回路來實現(xiàn)。 外接的單相交流電源所起的作用只是在逆變電源單元的輸入電壓跌落后，對電池 組繼續(xù)充電，這樣一方面能降低在曝光產(chǎn)生大能量瞬間，完成能量的補充，另一方面也能降低對外接電源容量的要求。 另外還設置了電壓比較單元，實現(xiàn)對逆變電源單元輸入電壓的監(jiān)控。 當X射線機曝光輸出射線時，逆變電源單元的輸入端，在曝光時間內(nèi)存在瞬間的
壓降，使得在X射線機連續(xù)曝光時，會產(chǎn)生能量不足的現(xiàn)象，因此需要對這個電壓進行及時
比較，來實時監(jiān)測逆變電源單元的輸入電壓。 當曝光后電池組的輸出電壓(亦即逆變電源單元的輸入電壓)跌至250V以下時， 電壓比較單元將所采樣得到的電池組電壓與基準電壓進行比較，輸出電壓過低信號，傳輸 到操作控制單元中的CPU, CPU將該信號進行處理后，通過面板顯示"需充電，請等待"的提 示，直至逆變輸入部分的電壓達到310V，面板刷新顯示界面，才能進行下一次曝光，最終產(chǎn) 生符合標準的X射線量。 采用上述技術方案，可使得醫(yī)用診斷X射線機發(fā)出20kW的功率，而它對電源容量 的要求低到只需要lkW的容量即可，也就是說對于一臺具備20kW功率的機器，它所需要的 電源條件僅為220V 5A，常見的普通民用單相電源即可滿足，從而達到了"降低醫(yī)用診斷X 射線機對電源容量要求"的發(fā)明目的，解決了電源容量不足和質(zhì)量不穩(wěn)定對醫(yī)用X射診斷設 備的正常運行和使用壽命帶來的不利影響，使得200mA左右規(guī)格的中型醫(yī)用診斷X射線機 的適用范圍得到大大擴展，為廣大農(nóng)村的醫(yī)療衛(wèi)生所/站/點使用中、小型醫(yī)用診斷X射線 機創(chuàng)造先決條件。 本實用新型可廣泛用于400mA以下規(guī)格中、小型醫(yī)用診斷X射線機的設計和制造 領域。
權利要求一種醫(yī)用診斷X射線機的電源裝置，包括逆變電源單元和X射線機的操作控制單元，其特征是在逆變電源單元的電源輸入端，設置一個電池組單元；設置一個交/直流變換單元，所述交/直流變換單元的輸入端與單相交流電源連接，所述交/直流變換單元的輸出端與逆變電源單元的電源輸入端和電池組單元的正、負極端連接；設置一個基準電壓提供單元，所述基準電壓提供單元的輸入端與一個基準直流電源電路的輸出端連接；設置一個電壓比較單元，所述電壓比較單元的一個信號輸入端與基準電壓提供單元的輸出端連接，所述電壓比較單元的另一個信號輸入端與逆變電源單元的電源輸入端連接；所述電壓比較單元的信號輸出端，與X射線機操作控制單元的控制信號輸入端連接。
2. 按照權利要求1所述的醫(yī)用診斷X射線機的電源裝置，其特征是所述的交/直流變換單元至少包括接觸器和整流橋，所述接觸器的主觸頭回路一端與單相交流電源連接，另一端與整流橋的交流輸入端連接。
3. 按照權利要求2所述的醫(yī)用診斷X射線機的電源裝置，其特征是在所述接觸器的主觸頭回路和整流橋的交流輸入端之間，串聯(lián)設置一限流電路。
4. 按照權利要求3所述的醫(yī)用診斷X射線機的電源裝置，其特征是所述的限流電路為電阻限流電路。
5. 按照權利要求1所述的醫(yī)用診斷X射線機的電源裝置，其特征是所述的交/直流變換單元與電池組單元構成在線式"浮充"電路功能模塊。
6. 按照權利要求1所述的醫(yī)用診斷X射線機的電源裝置，其特征是所述的基準電壓提供單元為電阻分壓電路，所述的分壓電阻為可調(diào)電阻器，所述可調(diào)電阻器的兩個固定端分別與基準直流電源電路的輸出端連接，所述可調(diào)電阻器的滑動端與電壓比較單元的一個信號輸入端連接，構成基準電壓輸出端。
7. 按照權利要求1所述的醫(yī)用診斷X射線機的電源裝置，其特征是所述的電壓比較單元為比較電路，所述比較電路的"+ "輸入端與逆變電源單元的電源輸入端連接，構成采樣信號輸入端；所述比較電路的"-"輸入端與基準電壓提供單元的基準電壓輸出端連接，構成基準信號輸入端；所述比較電路的輸出端與X射線機操作控制單元的控制信號輸入端連接，構成比較信號的輸出端。
8. 按照權利要求1所述的醫(yī)用診斷X射線機的電源裝置，其特征是所述電壓比較單元的信號輸出端，與隔離電路的輸入端連接，所述隔離電路的輸出端，構成反饋信號輸出端。
9. 按照權利要求8所述的醫(yī)用診斷X射線機的電源裝置，其特征是所述隔離電路的輸出端，經(jīng)過驅(qū)動電路與X射線機操作控制單元CPU的控制/反饋信號輸入端連接。
10. 按照權利要求1所述的醫(yī)用診斷X射線機的電源裝置，其特征是所述的交/直流變換單元為電池組單元提供在線式"浮充"電源，所述的電池組單元為逆變電源單元提供電源，所述的逆變電源單元為X射線機提供操作/控制電源。
專利摘要一種醫(yī)用診斷X射線機的電源裝置，屬醫(yī)療器械領域。其在逆變電源單元電源輸入端，設置電池組單元、交/直流變換單元、基準電壓提供單元和電壓比較單元，其電壓比較單元的一個信號輸入端與基準電壓提供單元的輸出端連接，電壓比較單元的另一個信號輸入端與逆變電源單元的電源輸入端連接，電壓比較單元的信號輸出端，與X射線機操作控制單元的控制信號輸入端連接。其采用“浮充電”工作方式，對醫(yī)用診斷X射線機的蓄電池組進行在線的、持續(xù)的電能補充，解決了民用單相交流電源容量不足和質(zhì)量不穩(wěn)定對醫(yī)用X射診斷設備的正常運行和使用壽命帶來的不利影響，可廣泛用于400mA以下規(guī)格中、小型醫(yī)用診斷X射線機的設計和制造領域。
文檔編號H05G1/30GK201550351SQ200920211538
公開日2010年8月11日 申請日期2009年10月30日 優(yōu)先權日2009年10月30日
發(fā)明者畢謝偉, 馬惠 申請人:上海醫(yī)療器械廠有限公司