CN108294767A - 移动x射线设备 - Google Patents

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Abstract

一种移动X射线设备，其包括X射线辐射装置；被构造成控制所述X射线辐射装置的控制器；以及被构造成通过锂离子电池向所述X射线辐射装置和控制器提供操作电力并控制在X射线由所述X射线辐射装置发射期间发生的过电流的电源；以及被构造成给电源充电的充电器。所述控制器、电源和充电器中的每一个被实施在物理分离的模块中，且所述电源和所述充电器中的每一个被包封在金属壳体中。

Description

移动X射线设备
与相关申请的横向参考
本申请要求2017年1月11日在韩国专利局提交的韩国专利申请10-2017-0004164的优先权。上述申请的公开内容通过引用整体结合于此。
技术领域
本公开涉及包括锂离子电池的X射线设备。
背景技术
X射线是波长0.01到100埃的电磁波，由于它们能够穿透物体的能力，而在用于成像活体的内侧的医疗设备中或者在用于工业使用的非侵入测试设备中广泛使用。
使用X射线的X射线设备可以通过将X射线源发射的X射线传输通过物体并通过X射线探测器探测被透射的X射线的强度方面的差异来获得物体的X射线图像。X射线图像可以用于检查物体的内部结构并诊断物体的疾病。X射线设备通过利用X射线的穿透功率随着物体的密度和构成物体的原子的原子数而变化的原则促进对物体的内部结构的观察。随着X射线的波长减小，X射线的穿透功率增加并且屏幕上的图像变得更亮。
由于X射线设备的X射线辐射装置和X射线探测器通常固定到特定空间，病人需要被运送到该X射线设备所处的检查室以用于X射线成像。
但是，在对具有行动能力问题的病人进行X射线成像检查的情况下，难于使用通常的X射线设备。从而，已经研发了移动X射线设备，以执行X射线成像，而没有空间限制。
在移动X射线设备中，X射线辐射装置安装在可移动主体上，并且使用便携式X射线探测器。由于这种结构，移动X射线设备可以直接拿到具有减弱的行动能力的病人处，以执行X射线成像。
铅酸电池通常是廉价的并广泛用于移动X射线设备中。
但是，铅酸电池具有短的寿命(两年或500个循环)，体积大并且重，并会将危险材料释放到环境中。
此外，使用这种体积大或笨重的铅酸电池在试图移动X射线设备时是不方便的。
发明内容
提供了一种移动X射线设备，该X射线设备包括锂离子电池，与铅酸电池相比，该锂离子电池具有相对长的寿命、小且重量轻，并且因为不释放危险材料而是环境友好的。
另外的方面将部分在随后的描述中阐述，并且将部分将从该描述中显而易见或可以在提供的实施方式的实践中习得。
根据实施方式的一个方面，移动X射线设备包括：X射线辐射装置；被构造成控制X射线辐射装置的控制器；被构造成通过锂离子电池向X射线辐射装置和控制器提供操作功率并在X射线由X射线辐射装置发射期间控制过电流发生的电源；以及被构造成给电源充电的充电器，其中，所述控制器、电源和充电器各自由物理分离的模块构成，并且电源和充电器各自包封在金属外壳内。
电源可以包括：锂离子电池；被构造成探测锂离子电池的状态并控制电源的操作的电池管理系统(BMS)电路；被构造成控制过电流并包括多个并联的场效应晶体管(FET)的放电场效应晶体管(FET)；以及充电FET。
放电FET和充电FET可以进一步构造成在锂离子电池被放电或充电时控制放电电流或充电电流的路径。
BMS电流被进一步构造成控制保护电路的操作，以保护免于过放电、过电流、过热和锂离子电池内的各单元之间的不平衡。
电源可以进一步包括第一电流传感器和第二电流传感器，并且BMS电流被进一步构造成在由X射线辐射装置发射X射线期间通过触发第二电流传感器来探测过电流。
移动X射线设备可以进一步包括位于充电器的输出端子处的电流传感器，以便探测充电电流。
控制器、电源和充电器分别包括通信连接器，且控制器、电源和充电器被构造成根据控制器局域网(CAN)协议通过通信连接器彼此通信。
电源可以包括温度传感器，该温度传感器被构造成探测锂离子电池的温度，而控制器被进一步构造成直接监视关于被温度传感器探测的温度的信息。
电源和充电器可以分别包括能够被控制器直接控制的中断引脚，且控制器被进一步构造成通过该中断引脚分别关闭电源和充电器。
电源被进一步构造成通过通信连接器从控制器接收更新BMS电路的固件所需的数据。
电源被进一步构造成当电源通过通信连接器连接到控制器时从控制器接收更新BMS电路的固件所需的数据。
BMS电路可以包括主BMS电路和多个从BMS电路，且每个从BMS电路可以直接连接到锂离子电池，以探测关于锂离子电池的状态的信息并将探测的信息通过通信接口传输到主BMS电路。
锂离子电池可以包括多个单元组，每个单元组具有多个并联连接的锂离子电池单元。
电池组可以通过串联多个锂离子电池的单元组而形成，并且电池组可以连接到每个从BMS电池。
锂离子电池可以包括四个锂离子电池单元，所述四个锂离子电池单元并联连接以形成单元组。
电源的金属壳体可以包括至少一个把手。
电源的重量可以小于或等于35千克(公斤)。
间隔壁可以设置在锂离子电池和BMS电路之间。
锂离子电池中的每个单元可以插入到阻燃材料制成的支架内。
移动X射线设备可以进一步包括框架，所述框架通过铰链附连到移动X射线设备的主体上，以能够围绕铰链轴枢转，并且系统板可以安装到框架上。
附图说明
结合附图，从下面实施方式的描述中，这些和/或其他方面将变得清楚并更容易理解到，图中：
图1示出根据实施方式的实施为移动X射线设备的X射线设备；
图2示出在图1的X射线设备中包括的X射线探测器；
图3是根据实施方式的X射线设备的方块图；
图4示出根据实施方式包括在移动X射线设备内的电源的部件；
图5是示出根据实施方式的锂离子电池放电的示意图；
图6是示出根据实施方式的锂离子电池放电的示意图；
图7是根据实施方式的移动X射线设备的详细方块图；
图8示出根据实施方式的移动X射线设备执行的关闭过程；
图9示出根据示例性实施方式的充电器；
图10是根据示例性实施方式的充电锂离子电池的操作的时序图；
图11是根据示例性实施方式的通过充电器感测低电流状态的方法的流程图；
图12示出根据实施方式的X射线设备；
图13示出根据实施方式的X射线设备；
图14示出根据实施方式的电源从X射线设备拆卸的状态；
图15示出根据实施方式的X射线设备；
图16示出根据实施方式的电源；
图17是根据实施方式的控制器的示例；
图18示出根据实施方式的充电器；
图19示出根据实施方式的电源、控制器和充电器彼此连接的状态；
图20示出根据实施方式的电源；
图21是根据实施方式的电源的横截面图；
图22是根据实施方式的电池管理系统(BMS)电路的构造的方块图；
图23示出根据实施方式的电池组安装在电源中的状态；
图24示出根据实施方式的电池组的结构；
图25示出根据实施方式的从BMS电路的构造；
图26示出根据实施方式系统板安装在X射线设备的一侧的结构；以及
图27示出图26的框架是打开的状态。
具体实施方式
本说明书描述了本公开的原理并陈述其实施方式，以澄清本公开的范围并允许本领域技术人员实施该实施方式。本实施方式可以具有不同方式并且不应解释为限制于在此陈述的描述中。
相同附图标记一直标识相同元件。本说明书没有描述实施方式中的所有部件，并且本领域中的惯常知识或各实施方式的描述在下面将被省略。在此使用的术语“零件”或“部分”可以利用硬件或软件实施，并且根据各实施方式，多个“零件”或“部分”可以形成为单个单元或元件，或者一个“零件”或“部件”可以包括多个单元或元件。如在此使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关联列出的项目的任何和所有组合。诸如“至少一个”的表达方式当处于一列元件之前时修饰整列元件，并且不修饰该列中的单个元件。下面，本公开的操作原理和实施方式将参照附图详细描述。
在本说明书中，图像可以包括通过磁共振成像(MRI)设备、计算机断层扫描(CT)设备、超声波成像设备、X射线设备或另一医疗成像设备获得的医疗图像。
此外，在本说明书中，“对象”可以是要被成像的目标，并包括人、动物或者人或动物的一部分。例如，该对象可以包括人体部分(器官、组织等)或模型。
图1是根据实施方式的实施为X射线设备100的外部视图和方块图。
参照图1，根据本实施方式的X射线设备100包括用于产生和发射X射线的X射线辐射装置110、用于从用户接收命令的输入装置151、用于向用户提供信息的显示器152、用于根据接收到的命令控制X射线设备100的控制器120和用于与外部装置通信的通信单元140，即，通信装置或接口。
X射线辐射装置110可以包括用于产生X射线的X射线源以及用于调节用X射线源产生的X射线辐射的区域的准直器。
当X射线设备100被实施为移动X射线设备时，连接到X射线辐射装置110的主体101是自由可移动的，并且将X射线辐射装置110和主体101彼此连接的臂103也可旋转并可线性移动。从而，X射线辐射装置110可以在三维(3D)空间内自由移动。
输入装置151可以接收用于控制X射线辐射装置110的成像协议、成像条件、成像时刻和位置的命令。输入装置151可以包括键盘、鼠标、触摸屏、麦克风、声音识别器等。
显示器152可以显示用于导引用户的输入的屏幕、X射线图像、用于显示状态等的屏幕。
根据用户输入的控制命令，控制器120可以控制X射线设备100、X射线辐射装置110的成像条件和成像时刻，并基于从X射线探测器200接收的图像数据产生医疗图像。此外，控制器120可以根据成像协议和物体的位置控制X射线辐射装置110的位置或取向。
控制器120可以包括存储器和处理器或微处理器，该存储器被构造成存储用于执行X射线设备100的上述操作以及将在下面描述的操作的程序，所述处理器或微处理被构造成执行被存储的程序。控制器120可以包括单个处理器或多个处理器或微处理器。当控制器120包括多个处理器时，多个处理器可以集成到单个芯片上或可以彼此物理上分离。
支架105可以形成在主体101上以容纳X射线探测器200。此外，充电端子设置在支架105上以充电X射线探测器200。换言之，支架105可以用于容纳并也可以用于充电X射线探测器200。
输入装置151、显示器152、控制器120和通信单元140可以设置在主体101上。由X射线探测器200获取的图像数据可以被传输到主体101上用于图像处理，并然后产生的图像可以显示在显示器152上或通过通信单元140传输到外部装置。
此外，控制器120和通信单元140可以与主体101分离，或者仅控制器120的一些部件和通信单元140可以设置在主体101上。
X射线设备100可以连接到外部装置，如外部服务器31、医疗设备32和便携端子33(例如，智能电话、平板PC或可穿戴装置)，以便通过通信单元140传输或接收数据。
通信单元140可以包括能够与外部装置通信的至少一个部件。例如，通信单元140可以包括局域通信模块、有线通信模块和无线通信模块中的至少一个。
此外，通信单元140可以从外部装置接收控制信号，并将接收的控制信号传输到控制器120，以便控制器120可以根据接收的控制信号控制X射线设备100。
可替代的，通过将控制信号经通信单元140传输到外部装置，控制器120可以根据传输的控制信号控制外部装置。例如，外部装置可以根据从控制器120经通信单元140接收的控制信号处理数据。
此外，通信单元140可以进一步包括内部通信模块，该内部通信模块实现X射线设备100的部件之间的通信。用于控制X射线设备100的程序可以安装在外部装置上并可以包括用于执行控制器120的操作中的一些或全部的指令。
程序可以预先安装在便携端子33上或者便携端子33的用户可以从提供用于安装的应用程序的服务器下载程序。用于提供应用程序的服务器可以包括记录介质，该记录介质在其上记录有程序。
另外，主体101可以配备有交流(AC)电源线750和/或开关716。当电池管理系统(BMS)被停机时用户可以将AC电源线750连接到电源插座(未示出)，以将BMS从停机唤醒。此外，当BMS被关闭时用户按下开关716，以从停机唤醒BMS。
图2是X射线探测器200的外部视图。
如上所述，用于X射线设备100内的X射线探测器200可以被实施为便携X射线探测器。在这种情况下，X射线探测器200可以配备有用于供电的电池，以无线地操作，或者如图2所示，可以通过将充电口201通过电缆C连接到单独的电源来操作。
壳体203保持：X射线探测器200的外部设备并在其中具有多个探测元件，用于探测X射线并将X射线转换成图像数据；存储器，用于暂时或永久地存储图像数据；通信模块，该通信模块用于从X射线设备100接收控制信号或者将图像信息传输到X射线设备100；以及电池。此外，X射线探测器200的图像校正信息和内在识别(ID)信息可以存储在存储器中，且被存储的ID信息可以在与X射线设备100通信期间与图像数据一起传输。
图3是根据实施方式的X射线设备100的方块图。
参照图3，根据本实施方式的X射线设备100可以包括X射线辐射装置305、控制器310、包括锂离子电池322的电源320和充电器330。X射线设备100可以进一步包括设置在主体上的高压发生器(未示出)。图3的X射线设备100可以实施为图1所示的移动X射线设备，并且图3仅示出与本实施方式相关的部件。从而，本领域技术人员将理解到X射线设备100可以进一步包括图3中所示那些之外的共同部件。
相对于图1中的X射线辐射装置110的描述可以应用于相对于X射线辐射装置305的描述，并且不再重复。此外，相对于图1中的控制器120的描述可以应用于相对于控制器310的描述，并由此不再重复。
电源320可以通过锂离子电池322将电力供给到负载。例如，负载可以包括X射线辐射装置305、控制器310和电力被供给其上的X射线设备100的各种其他部件。换言之，锂离子电池322可以将操作电源供给到X射线辐射装置305和控制器310。
此外，电源320可以通过锂离子电池322将操作功率供给到需要操作功率的X射线设备100的部件。例如，电源320可以通过锂离子电池322将操作功率供给到X射线设备100的输入装置151、显示器152和通信单元140。
电源320可以控制在X射线辐射装置305的X射线发射期间发生的过电流。换言之，随着X射线辐射装置305发射X射线，高于正常操作电流的过电流会在电源320中流动，并且电源320可以控制该过电流。根据实施方式，为了控制过电流，电源320可以构造由放电场效应晶体管(FET)和充电FET构成的电路，所述放电场效应晶体管具有并联连接的FET。根据另一实施方式，为了控制过电流，电源320可以构造包括电流传感器的电路，所述电流传感器具有用于测量放电电流量的不同能力。
充电器330可以充电电源320。详细地说，充电器330可以供给充电功率以充电电源302的锂离子电池322。在这种情况下，充电功率可以是充电器330产生的功率。根据实施方式，充电器330可以与外部电源组合以从外部电源接收电力。充电器330然后可以根据用户输入或者在X射线设备100内执行的算术运算来控制被接收的电力，以将充电功率提供到锂离子电池322。
电源320、充电器330和控制器310可以各自包括能够在其间通信的通信接口。例如，电源320、充电器330和控制器310可以根据控制器局域网(CAN)协议通过它们的通信接口彼此通信。此外，根据另一实施方式，通信可以通过利用高速数字接口(如低压差分信号(LVDS))、异步串行通信协议(如通用异步接收器发射器(UART)、低延迟网络协议(如误差同步串行通信协议)或本领域技术人员公知的其他通信方法在电源320、充电器330和控制器310之间执行。此外，电源320、充电器330和控制器310可以各自由不同模块构成。从而，由于控制器310不需要直接监视高电压，高电压电路不必在控制器310内。这于是可以减少与高电压电路相关联的风险，由此有效改进稳定性。
详细地说，在利用传统铅酸电池的移动X射线设备中，控制器可以包括用于监视高电压状态的电路，并可以被高电压损坏。另一方面，在根据本实施方式的X射线设备100中，电源320的BMS可以监视高压状态并将高压状态传输给控制器310。这种构造可以降低控制器310损坏的风险。
此外，当电源320、充电器330和控制器310各自由不同模块构成时，它们可以用于不同的移动X射线设备并由此共享公共平台。此外，通过将屏蔽壳体应用于电源320、充电器330和控制器310中的每一个，有可能抑制在它们之间可能发生的电磁干扰(EMI)/电磁兼容性(EMC)噪声。
图4示出根据实施方式的包括在移动X射线设备100中的电源320的部件。
参照图4，电源320可以包括锂离子电池322、BMS 410、放电FET430和充电FET 440。图4所示的电源320仅包括与本实施方式相关的部件。此外，电源320可以包括用于探测电压的电压传感器(未示出)和用于探测温度的温度传感器(未示出)。从而，本领域技术人员将理解电源320可以进一步包括图4中所示的之外的公共部件。
锂离子电池322是二次电池类型并由三个部件、阳极、阴极和电解液构成。例如，氧化锂钴(LiCoO2)或者磷酸铁锂(LiFePO4)可以用于阳极，并且石墨可以用作阴极。锂离子电池322可以包括彼此连接的多个电池单元的组合。例如，锂离子电池322可以包括总数352个单元，例如，88个单元的串联连接并联连接成4串，例如，四个并行的单元组各自包括88个串联连接的单元。
此外，锂离子电池322由于其与传统铅酸电池相比较小的尺寸和较轻的重量而适于用在移动X射线设备中。例如，由于包括锂离子电池322和周边电路的电源330的总重量可以是33.2kg，总重量可以小于35kg，这是承载在飞机上的最大可允许毛重。从而，电源320可以作为单个部件空运。
移动X射线设备100可以通过电池向X射线辐射装置305供给电力，并可以包括BMS410，该BMS 410被构造成通过检查电池的电压和温度操作保护电路。
BMS 410可以探测锂离子电池322的状态，如其电压和温度。根据实施方式，BMS410可以包括电池组监视器电路，其被构造成监视锂离子电池322的电压和电池单元的温度。BMS 410可以基于锂离子电池322的状态控制和管理电源320。此外，BMS 410可以控制FET 440的开/关状态并放电FET 430，以分别管理充电路径和放电路径。
此外，BMS 410可以基于锂离子电池322的状态操作保护电路。换言之，基于锂离子电池322的状态，BMS 410可操作保护电路，以保护锂离子电池322免于危险条件。详细地说，基于锂离子电池322的状态，BMS410可以操作保护电路，以保护锂离子电池322免于过放电、过电流、过热、和电池单元之间不平衡中的至少一种。
BMS 410可以基于锂离子电池322的状态，通过检查过放电、过电流、过热和电池单元之间不平衡的状态来操作保护电路，并于是可以停机。
BMS 410可以在锂离子电池322处于过放电状态时操作保护电路，在过放电状态下，锂离子电池322的电压低于基准电压。例如，如果锂离子电池322的电压落到低于或等于275V，BMS 410可以操作停机电路以将其自身停机。此外，当锂离子电池322处于过电流状态时，BMS 410可以操作保护电路，在过电流状态，锂离子电池322的电流高于基准值。例如，如果锂离子电池322的电流大于或等于40A，BMS 410可以操作停机电路以使其自身重新启动。BMS 410也可以在锂离子电池322处于过热状态时操作保护电路，在该过热状态下，锂离子电池322的温度高于基准值。例如，如果锂离子电池322的温度高于或等于70℃，BMS 410可以操作保护电路以断开充电路径和放电路径。此外，当锂离子电池322在电池之间不平衡，BMS 410可以操作保护电路。例如，如果锂离子电池322的电源之间的电压差保持大于或等于0.5V持续10秒或更长，BMS 410可以操作停机电路以使其自身关闭。
BMS 410可以通过通信接口412，例如根据CAN协议与控制器310通信。此外，充电器330可以通过通信接口414，例如根据CAN协议与控制器310通信。
负载406可以通过充电路径和/或放电路径接收功率。
放电FET 430可以包括并联连接的多个FET 432。由于在由X射线辐射装置305发射X射线期间会在电源320中流动过电流，在放电FET 430中的具有特定容量的FET可以并联连接。换句话说，通过并联连接具有特定容量的FET，放电FET 430的最大可允许电流容量可以增大。例如，如果在X射线辐射装置305发射X射线期间大于或等于300A的过电流在电源320内流动，放电FET 430可以包括并联连接的4个FET，并且每个具有100A的容量，用于保护免于过电流。
根据实施方式，放电FET 430和充电FET 440可以各自由N沟道FET构成。
在锂离子电池322被放电或充电时，放电FET 430和充电FET 440可以控制放电或充电电流的路径。根据实施方式，当锂离子电池322被放电时，充电FET 440可以关闭，且放电电流回路可以由放电FET 430形成。根据另一实施方式，当锂离子电池322被充电时，放电FET 430可以被关闭，并且充电电流回路可以通过包括在放电FET 430和充电FET 440内的二极管或多个二极管434形成。此外，锂离子电池322可以通过放电FET430和充电FET 440同时放电和充电。
此外，虽然图4示出用于从锂离子电池322接收功率的负载406包括控制器310和X射线辐射装置305，负载406可以进一步包括X射线设备100的需要功率的其他部件。
图5是示出根据实施方式的锂离子电池322的放电的示意图。
可以基于从BMS 410的信号输出来控制放电FET 430的开/关状态。详细地说，放电FET 430在锂离子电池322被放电时可以被开启，并且在锂离子电池322被充电时可以被关闭。信号可以耦接到放电FET 430的栅极端子。当放电FET 430被关闭时，电力路径从锂离子电池322的负端子通过主体二极管到充电器330形成。
详细地说，当锂离子电池322被放电时，由于充电FET 440的源极电压(S)高于其漏极(D)电压，充电FET 440可以被截止。此外，当锂离子电池322被放电时，由于放电FET 430的漏极(D)电压高于其源极(S)电压，放电FET 430可以被导通。
从而，如图5所示，放电电流回路可以沿着顺时针方向形成，其中，放电电流流过负载406、放电FET 430和锂离子电池322。此外，甚至在充电FET 440被截止时，锂离子电池322的放电可以正常执行。
图6是示出根据实施方式的锂离子电池322的充电的示意图。
充电FET 440的开/关状态可以基于从BMS 410的信号输出来控制。详细地说，在锂离子电池322被充电时充电FET 400可以被导通，当锂离子电池322被放电时可以被截止。当充电FET 440被截止时，从负载406到锂离子电池322的负极端子的电流路径可以被形成。
详细地说，当锂离子电池322被充电时，由于放电FET 30的源极(S)电压高于其漏极(D)电压，放电FET 430可以被截止。当放电FET430被截止时，充电电流流过放电FET 430的主体二极管。此外，当锂离子电池322被充电时，由于充电FET 440的漏极(D)电压高于其源极(S)电压，充电FET 440可以被导通。
从而，如图6中所示，充电电流回路可以沿着逆时针方向形成，其中，充电电流流过充电器330、锂离子电池322、放电FET 430的二极管434和充电器440。此外，即使在放电FET430被截止时，锂离子电池322的充电可以被正常执行。
图7是根据实施方式的移动X射线设备100的详细方块图。
参照图7，电源320可以包括锂离子电池322、BMS 410、放电FET430、充电FET 440、停机电路710、第一电流传感器730、第二电流传感器740、DC对DC(DC-DC)转换器720和保险丝760。此外，X射线设备100可以包括第三电流传感器751。由于锂离子电池322、BMS 410、放电FET 430、和充电FET 440分别对应于参照图4描述的锂离子电池322、BMS 410、放电FET430和充电FET 440，因此在下面将省略它们的详细描述。第一和第二电流传感器730和740可以包括霍尔传感器，并且作为保护电路的停机电路710可以包括开关电路，如FET。
通过使用不同的电流传感器，即，第一和第二电流传感器730和740，BMS 410可以探测锂离子电池322的电流。详细地说，BMS 410可以通过利用第一电流传感器730探测锂离子电池322内流动的电流。第一电流传感器730可以是小容量传感器，用于探测具有相对低强度的电流。换言之，第一电流传感器730可以是用于探测具有小于或等于基准水平的强度的电流的传感器。例如，第一电流传感器730可以探测小于或等于50A的电流。此外，当过电流在锂离子电池322内流动时，BMS 410可以通过利用第二电流传感器740探测锂离子电池322内的过电流。第二电流传感器740可以是大容量传感器，用于探测具有相对高强度的电流。换言之，第二电流传感器740可以是用于探测具有大于或等于基准水平的强度的电流的传感器。例如，第二电流传感器740可以探测高于或等于300A的电流。
根据实施方式，通过在停用第二电力传感器740的同时激活第一电流传感器730，BMS 410可以通过第一电流传感器730探测在锂离子电池322内流动的电流。然后，当X射线辐射装置305发射X射线时，通过在停用第一电流传感器730的同时激活第二电流传感器740，BMS 410可以通过第二电流传感器740探测X射线发射期间发生的过电流。随后，当X射线发射被完成时，通过在停用第二电流传感器740的同时激活第一电流传感器730，BMS 410可以通过第一电流传感器730探测锂离子电池322内流动的电流。根据实施方式，BMS 410可以从控制器310接收X射线发射准备信号，并且激活第二电流传感器740，以通过第二电流传感器740探测X射线发射期间的过电流。
BMS 410可以基于利用第一和第二电流传感器730和740探测的电流量检查锂离子电池322的残留量。详细地说，基于探测的电流量，BMS410可以使用基于库伦技术的计量来检查锂离子电池322的残留量。
此外，移动X射线设备100可以进一步包括用于测量充电电流的第三电流传感器751。换言之，移动X射线设备100可以进一步包括在充电器330的输出端子752处的第三电流传感器751。当锂离子电池322在同时被充电和放电时，第一或第二电流传感器730或740测量的电流可以是放电电流和充电电流的和。从而，为了精确测量放电电流和充电电流，移动X射线设备100可以通过使用第三电流传感器751测量充电电流。
BMS 410可以从控制器310通过通信接口412接收至少X射线辐射装置305开始X射线发射和X射线辐射装置305完成X射线的发射的信号。
基于锂离子电池322的状态，BMS 410可以输出第一信号。第一信号可以是施加到停机电路710的停机信号。BMS 410可以通过使用停机电路710使其自身停机。当BMS 410检查锂离子电池322的状态以探测危险条件，如过放电或过充电时，BMS 410可以通过使用作用为保护电路的停机电路710使其本身停机。当BMS 410使其自身停机时，被供给到控制器310的电力也被切断，使得控制器310也可以停机。
保险丝760被设计成停止电源320中大于名义值的过度电流的持续流动，并在锂离子电池322经受外部短路时，可以保护电池单元。
DC-DC转换器720可以将锂离子电池322供给的电力转换成DC电力，用于驱动BMS410。
图8示出根据实施方式的移动X射线设备100执行的停机过程。现在将参照图7和8描述停机过程。
参照图7和8，电源320、控制器310和充电器330可以各自包括通信接口并通过这些通信接口彼此通信。例如，电源320、控制器310和充电器330可以根据CAN协议彼此通信。
电源320可以包括第一温度传感器820。根据实施方式，电源320可以包括专门与BMS 410一起使用并可以直接由BMS 410监视的第一温度传感器820。BMS 410可以使用第一温度传感器820以监视电源320的温度并确定电源320是否过热。例如，如果电源320过热到高于特定阈值的温度，BMS 410可以控制作为充电控制器的充电FET 440和作为放电控制器的放电FET 430以切断充电路径和放电路径并控制保护电路以关闭BMS410本身。
此外，电源320还进一步包括第二温度传感器810。根据实施方式，电源320可以包括专门与控制器310一起使用并可以由控制器310直接监视的第二温度传感器810。第二温度传感器810可以设置在BMS 410的外侧上。如果在控制器310和BMS 410之间发生通信错误，控制器310会不能从BMS 410接收电源320的温度信息。在这种情况下，控制器310可以通过第二温度传感器810监视电源320的温度。从而，当发生通信错误时，控制器310可以通过使用第二温度传感器810确定是否关闭电源320，而与BMS 410的状态无关。
电源320和充电器330可以分别包括中断引脚831和833，所述中断引脚由控制器310直接控制。换言之，控制器310可以通过中断引脚831和833分别将禁止信号发送到电源320和充电器330，并于是关闭电源320和充电器330。从而，当通过第二温度传感器810确定了电源320的温度等于或高于特定阈值时，控制器310可以分别通过中断引脚831和833强制地关闭电源320和充电器330。
此外，当BMS 410操作作为保护电路的停机电路将其自身关闭时，来自BMS 410的关闭信号可以被传递到控制器310。在接收到停机信号之后，控制器310可以监视BMS 410是否停机持续特定时间量。如果作为监视的结果BMS 410没有停机持续特定时间量，控制器310可以通过终端引脚831强制地关闭BMS 410。例如，在BMS 410激发停机位时，控制器310可以监视BMS 410是否停机持续十(10)秒。如果BMS 410没有停机持续10秒，控制器310可以通过中断引脚831强制地关闭BMS 410。
图9示出根据示例性实施方式的X射线设备。
根据示例性实施方式，充电器330可以包括无线充电系统，该无线充电系统包括发射模块920，例如发射器和接收模块910，例如接收器。例如，充电器330可以是自感应无线充电系统。在该充电器330中，发射模块920可以将来自外部电源的AC电力转变成DC电力，放大DC电力并将放大的DC电力通过发射线圈无线地发送到接收模块910。接收模块910可以整流接收的电力以充电锂离子电池322。
作为另一示例，充电器330的接收模块910可以接收通过安装到接收模块910外部的发射模块920无线发射的电力，并可以整流接收的电力以充电锂离子电池322。从而，包括充电器330的X射线设备100可以位于发射模块920附近并可以通过使用发射模块920无线发射的电力充电锂离子电池322。
图10是根据示例性实施方式的充电锂离子电池322的操作的时序图。
首先，在间隔A，随着充电器330执行充电操作，充电电压可以增大，同时充电电流保持恒定。
此后，在间隔B，随着锂离子电池322弛豫(relax)，充电电流可以降低。
间隔C表示小于特定阈值的充电电流保持特定时间量的低电流状态。充电器330可以探测低电流状态，如下面参照图11所详细描述的。如果低电流状态被探测持续特定时间量或特定次数，充电器330可以停止充电操作。例如，如果充电器330探测到充电电流小于或等于0.5A的低电流状态10次，充电器330可以停止充电操作。从而，如果锂离子电池322弛豫，充电器330可以停止充电操作，由此防止不必要的电力消耗。
随后，在间隔D，当锂离子电池322的电压掉到预设值时，充电器330可以重新开始充电操作，且充电电流也可以增加。
此后，在间隔E，该间隔E对应于间隔A，随着充电器330执行充电操作，充电电压可以增加，同时充电电流保持恒定。
图11是根据示例性实施方式的通过充电器330感测低电流状态的方法的流程图。
充电器330可以探测充电电流值(操作S1101)。
充电器330可以确定被探测的充电电流值是否低于上限关状态充电电流阈值(操作S1103)。例如，上限关状态充电电流可以是0.5A。
如果在操作S1103被探测的充电电流值小于上限关状态充电电流阈值，充电器330可以将低电流计数值增加1(操作S1105)。换言之，如果低电流计数值每个循环增加1以达到特定计数值，例如，10，则充电器330可以确定电流已经保持低持续特定时间量。
否则，如果在操作S1103被探测的充电电流值不小于上限关状态充电电流阈值，则充电器330可以确定被探测的充电电流值是否大于下限开状态充电电流阈值(操作S1107)。例如，下限开状态充电电流阈值可以是0.8A。
如果在操作S1107被探测的充电电流值大于下限开状态充电电流阈值，充电器330可以将低电流计数值设定为0(操作S1109)。
否则，如果在操作S1107被探测的充电电流值不大于下限开状态充电电流阈值，充电器330可以探测充电电流值(操作S1101)。
充电器330可以确定低电流计数值是否是5(操作S1111)。
如果在操作S1111低电流计数值是5，则充电器330可以产生表示充电操作要在特定时间量消逝之后停止的信号(操作S1113)。
否则，如果在操作S1111低电流计数值不是5，充电器330可以确定低电流计数值是否是10(操作S1115)。
如果在操作S1115低电流计数值是10，则充电器330可以停止充电操作(操作S1117)。换言之，如果低电流计数值是10，则充电器330可以确定低电流状态已经保持特定时间量并然后停止充电操作。
否则，如果在操作S1115低电流计数值不是10，则充电器330可以探测充电电流值(操作S1101)。
图12是根据实施方式的X射线设备100的外部/内部透视图。
参照图12，电源320和充电器330被布置在X射线设备100内侧。
电源320重量大约33.2kg，并且可以布置在X射线设备100的下部部分内。从而，由于X射线设备100的重心位于其底部，X射线设备100可以稳定地移动。
电源320可以包封在金属壳体内并设置为与其他部件物理上分离的模块。
下面将参照图20至25详细描述电源320的内部结构。
充电器330接收AC电力，以给电源320内的锂离子电池充电。充电器330可以由屏蔽壳体屏蔽并作为单独模块被提供。充电器330可以定位在电源320的前表面处。
图13是根据实施方式从不同角度处取得的X射线设备100的外部/内部透视图。
参照图13，电源320和充电器330布置在X射线设备100的内侧。
由于电源320和充电器330以与参照图12所描述的相同方式布置，因此下面将省略它的详细描述。
图14示出根据实施方式的电源320从X射线设备100拆卸的状态。
电源320可以包括把手1401并可以从X射线设备100的主体101上拆卸。用户可以使用把手1401以将电源320从X射线设备100的主体101拆卸或者将电源安装到该主体101上。电源320可以包括两个把手1401，所述两个把手1401允许用户将电源320从主体101分离或者提升和移动电源320。
例如，用户可以沿着K方向1402拉动电源320，并将其与主体101分离。
图15是根据实施方式的X射线设备的外部/内部平面图。
参照图15，X射线设备100包括轮子1301和1403、电源320和充电器330。
电源320可以设置在轮子1301和1403之间，使得X射线设备100的宽度W1 1405可以减小。此外，电源320的宽度W2 1407可以小于宽度W1 1405。
图16是根据实施方式的电源320的外部视图。
参照图16，电源320可以包括外部壳体1600、放电端子1601、充电端子1603、第一通信连接器1605、第二通信连接器1607和把手1609和1610。
外部壳体1600可以由金属制成，并且保护电源320免受外部冲击，并且作用为屏蔽壳体，其阻止电磁波进入或离开电源320。
放电端子1601连接到电缆1601a，以将电源320内的电池单元输出的电力供给到X射线辐射装置。
充电端子1603连接到充电器(图18的330)的充电电源端子(图18的1801)和电缆1603a上，以接收用于给电池充电所需的电力。
第二通信连接器1607通过电缆(未示出)连接到充电器和控制器，使得电源320可以执行与充电器和控制器的通信。例如，电源320可以根据CAN协议通过连接到第二通信连接器1607的电缆与充电器和控制器通信。
此外，用户可以使用第二通信连接器1607和电缆以升级用于电源320的固件，而不必将电源320与X射线设备分离。例如，当电源320安装到X射线设备上时，用户可以通过X射线设备的控制器传输更新电源320的固件所需的数据。
电源320可以包括第一通信连接器1605，即，例如，RS232C端口。当电源320与X射线设备分离时，电源320的固件可以通过第一通信连接器1605升级。
把手1609和1610可以是折叠把手，但是并不局限于此。各种类型的把手可以用作把手1609和1610。把手1609和1610的示例可以包括永久磁性把手、可拆卸把手、利用形成在外部壳体1600内形成的凹陷部分的把手、向外突出把手等。此外，虽然图16示出了电源320配备有两个把手1609和1610，把手的数量可以根据各实施方式而变化。
图17是根据实施方式的控制器310的示例。
控制器310可以由多个印刷电路板(PCB)构成。
控制器310可以包括用于操作X射线设备的各种模块。
尤其是，控制器310可以包括第三通信连接器1701和第四通信连接器1703，用于分别执行与电源(图16的320)和充电器(图18的33)通信。
第三通信连接器1701连接到电源320的第二通信连接器(图16的1607)，使得控制器310可以根据CAN协议与电源320通信。
第四通信连接器1703连接到充电器330的第五通信连接器(图18的1803)，使得控制器310可以根据CAN协议与充电器330通信。
图18是根据实施方式的充电器330的外部视图。
参照图18，充电器330可以包括外部壳体1800、第五通信连接器1803和充电电源端子1801。
外部壳体1800可以由金属制成，并保护充电器330免受外部冲击，并作用为阻止电磁波进入或离开充电器330的屏蔽壳体。第五通信连接器1803连接到控制器(图17的310)的第四通信连接器(图17的1703)，使得充电器330可以根据CAN协议与控制器310通信。此外，充电器330可以通过第五通信连接器1803更新其固件。
充电电源端子1801可以将电力供给到电源320的充电端子(图16的1603)。
图19示出根据实施方式的电源320、控制器310和充电器330彼此连接的状态。
参照图19，X射线设备可以包括电源320、控制器310和充电器330。
电源320的充电端子1603通过电缆连接到充电器330的充电电源端子1801，以从充电器330接收给电池单元(未示出)充电所需的电力。
电源320、控制器310和充电器330通过通信连接器和电缆彼此电连接，以根据CAN协议在它们之间执行通信。
例如，第二通信连接器1607可以通过电缆1901连接到控制器310的第三通信连接器1701。控制器310的第四通信连接器1703可以通过电缆1903连接到充电器330的第五通信连接器1803。
电源320、控制器310和充电器330可以通过根据CAN协议在它们之间执行通信来传输或接收数据。
X射线设备可以使用第二至第五通信连接器1607、1710、1703和1803来更新电源320和充电器330。当电源320和充电器330通过第二至第五通信连接器1607、1710、1703和1803升级时，用于电源320的固件和用于充电器330的固件可以通过系统板分别传输到电源320和充电器330。这消除了将电源320和充电器330从X射线设备分离的需要。
根据实施方式，电源320、控制器310和充电器330可以利用无线通信连接。
图20示出根据实施方式的电源320的内部结构。
参照图20，电源320可以包括停机电路2001、主BMS电路2002、FET 2003、唤醒按钮2004、从BMS电路2005、保险丝2006、BMS开关2007。
由于部件2001到2006执行与参照图4至7描述的它们相对应部件相同的功能，下面将省略它们的详细描述。
现在描述沿着M方向2010布置的部件的结构。
停机电路2001可以定位在电源320的右上侧。
主BMS电路2002可以定位在电源320的中上部分并邻近停机电路2001。由于停机电路2001靠近主BMS电路2002定位，连接停机电路2001到主BMS电路2002的电缆可以被缩短，并于是可以降低辐射噪声。
停机电路2001和主BMS电路2002可以平行于电源320的外部壳体的顶表面(未示出)布置。由于这个布置，从主BMS电路2002沿垂直方向从集成电路(IC)辐射的电磁噪声可以被外部壳体的顶表面屏蔽。
EFT 2003可以布置在主BMS电路2002的左侧上。
唤醒按钮2004定位在外部壳体的前部部分处。唤醒按钮2004可以是BMS关闭之后重新启动系统所需的开关。
从BMS电路2005可以定位在电源320的左下侧上。从BMS电路2005可以平行于外部壳体的前表面布置。多个从BMS电路2005可以彼此平行布置。例如，从BMS电路2005可以由八个(8)板构成，所述八个板彼此平行布置。
BMS开关2007可以向BMS电路供给电力或阻止向BMS电路的电力。
图21是根据实施方式的电源320的横截面图。
详细地说，图21示出沿着M方向(图20的2010)截取的电源320的横截面图。
电源320可以包封在金属壳体2102内。
电源320可以分成四个(4)区域。
电池单元2106可以布置在电源320的右下区域中。下面参照图23和24详细描述电池单元2106的结构。
从BMS电路2107可以定位在电源320的左下区域中。
多个电路2103，即，主BMS电路、停机电路、DC-DC转换器和保护电路(FET和保险丝)可以布置在电源320的右上区域内，其可以定位在电源单元2106之上。
多个部件2101，即，电源开关、唤醒开关和CAN板可以布置在电源320的左上区域内，其定位在从BMS电路2107之上。
电池单元2106和从BMS电路2107由间隔壁2105分离，使得从电池单元2106泄漏的液体不会流入从BMS电路2107。间隔壁2105可以由框架构成，该框架由绝缘材料制成，但并不局限于此。
电池单元2106和多个电路2103由间隔壁2104分离，使得从电池单元2106泄漏的液体不会流入多个电路2103，即，主BMS电路、停机电路、DC-DC转换器、和保护电路(FET和保险丝)。间隔壁2104可以由绝缘材料制成的框架构成，但并不局限于此。
图22是根据实施方式的BMS电路的构造的方块图。
BMS电路可以包括从BMS电路2201和主BMS电路2203。
从BMS电路2201可以管理电压、温度和电池组的单元之间的不平衡，所述电池组具有多个单元组，例如，串联连接的十一个单元组。
为了单元平衡，电阻器被用于放电过充电单元，同时充电其他单元。
如上面参照图4所示，四个(4)单独电池单元并联连接，以形成单元组，并且是一个单元组串联连接到一起，以形成电池组。
根据实施方式，BMS电路包括八个(8)从BMS电路2201，但是从BMS电路2201的数量可以根据电池组的数量而变化。
从BMS电路2201可以包括通信接口并通过通信接口与主BMS电路2203通信，以将电压、温度和关于电池组的单元之间不平衡的信息传递到主BMS电路2203。
主BMS电路2203可以收集从八个从BMS电路2201接收的信息，以操作保护电路(未示出)，以将收集的信息通过通信接口(通信连接器)传递到系统板。
如上所述，从BMS电路2201以分散方式管理电池单元的电压和温度以及关于电池单元之间不平衡的信息，并且主BMS电路2203以集中方式收集和管理它们。由于这个构造，主BMS电路2203的尺寸可以减小。尤其是，通过分散地将分别耦接到电池单元的电缆连接到从BMS电路2201，可以促进电缆的管理并于是改善组件能力。此外，如果在从BMS电路2201内出现问题，仅故障从BMS电路2201可以被更换。从而可以提高维护效率。
图23示出根据实施方式电池组安装在电源320中的状态。
参照图23，上部和下部电池组2331和2333安装在电源320的外部壳体2300内。
加强元件2301设置在外部壳体2300的一侧上。
上部和下部电池组2331和2333可以安装在外部壳体2300内并叠置成两层。多个电缆2335可以连接到上部和下部电池组2331和2333，以便将上部和下部电池组2331和2333与从BMS电路(未示出)连接。
间隔壁2315可以安装在下部电池组2333和外部壳体2300的底表面之间。
间隔壁2313可以设置在上部电池组2331和下部电池组2333之间。
间隔壁2311可以设置在上部电池组2331和主BMS电路(未示出)被定位的区域之间。
间隔壁2311和2313可以各自由绝缘材料形成。
此外，加强元件2321和2323可以分别设置在上部和下部电池组2331和2333的右侧和左侧上。加强元件2321和2323可以通过防止外力导致的外部壳体2300的变形而保护上部和下部电池组2331和2333。
外部壳体2300可以由厚金属(例如1.6t厚度)形成，以便保护上部和下部电池组2331和2333以及电源320的其他主要部件抵抗外力。
另外，对于电池组中的电池单元，使用锂离子电池单元。由于使用锂离子电池的电池组与使用铅酸电池的电池组相比相对小且重量轻，可以提供纤细的X射线设备。
由于锂离子电池的使用，包括电池单元和外围电路的电源320的总重量不超过35kg，这是用于承载在飞机上的最大可允许毛重。从而，电源320可以作为单个部件空运。
图24示出根据实施方式的电池组2331的结构。
参照图24，电池组2331可以包括单元组2401和电池支架2402。
单元组2401包括并联连接的四个电池单元。换句话说，四个电池单元连接到一起以形成单元组2401。此外，十一个单元组串联连接到一起以形成电池组2331。
单元组中电池单元的数量和电池组中单元组的数量仅仅是示例，并且可以被调整以满足期望的目的。
电池支架2401可以容纳和保护电池单元。电池支架2402可以由阻燃树脂制成并其中形成有孔2403，用于接收电池单元。电池支架2402也可以通过销与另一电池支架组合。由于电池单元容纳在电池支架2402中，甚至当电池单元变得膨胀时，膨胀的电池单元不会不利地影响另一电池单元或部件。
图25示出根据实施方式的从BMS电路2500的构造。
参照图25，从BMS电路2500可以包括温度传感器2503和多单元电池堆叠监视器IC2505。
温度传感器2503可以探测具有串联连接的十一个单元组的电池单元的温度。详细地说，温度传感器2503可以连接到每个单元组的四个电池单元2501的顶部和底部，以探测每个单元组中的电池单元的温度。
温度传感器2503探测11个单元组的温度并将结果发送到多单元电池组监视器IC2505。
如上所述，BMS电路包括八个从BMS电路2500，每个从BMS电路可以将温度、电压和关于电池组的单元之间的不平衡的信息通过通信接口发送到主BMS电路。
图26示出根据实施方式其中系统板2603安装在X射线设备的侧面的结构。
参照图26，框架2601和2605以及系统板2603设置在X射线设备的侧面上。
系统板2603可以是控制器的一部分。
框架2601和2605可以各自具有通过铰链附接到主体101的一侧并可以围绕铰链轴枢转。
由于框架2601和2605围绕铰链轴枢转，安装在框架2601和2605内的内部系统板可以暴露于框架2601和2605的外侧。
电路部件2606、2607、2608和2609以及系统板2603可以安装到框架2601和2605上。
图27示出图26的框架2601和2605被打开的状态。
图27示出框架2601和2605以及内部系统板2701。
框架2601和2605可以围绕铰链轴枢转，以在横向方向上打开或关闭。
当框架2601和2605打开时，内部系统板2701可以暴露于外侧。当内部系统板2701中出现问题时，通过在横向方向上打开框架2601和2605可以容易地将内部系统板2701从主体101上拆卸。于是，维护效率可以提高。
虽然已经参照附图描述了一个或多个实施方式，但是本领域技术人员将理解到在不背离本公开如所附权利要求书限定的精髓和范围的前提下，可以在形式和细节上做出各种变化。于是，上述各实施方式及其全部方面仅为示例而非限制。

Claims (15)

1.一种移动X射线设备，包括：
X射线辐射装置；
被构造成控制X射线辐射装置的控制器；
电源，所述电源被构造成通过锂离子电池向X射线辐射装置和控制器提供操作功率，并在X射线由X射线辐射装置发射期间控制过电流；以及
充电器，所述充电器被构造成给所述电源充电；
其中，所述控制器、所述电源和所述充电器中的每一个被实施在物理分离的模块中；以及
电源和充电器中每一个被包封在金属壳体内。
2.如权利要求1所述的移动X射线设备，其中，所述锂离子电池被包括在电源中，并且电源还包括：
电池管理系统(BMS)电路，所述电池管理系统(BMS)电路被构造成探测锂离子电池的状态并控制电源的操作；
放电场效应晶体管(FET)，所述放电场效应晶体管被构造成控制过电流并包括并联连接的多个FET；以及
充电FET。
3.如权利要求1所述的移动X射线设备，其中，所述控制器、电源和充电器分别包括通信连接器；以及
所述控制器、所述电源和所述充电器被构造成根据控制器局域网(CAN)协议通过所述通信连接器彼此通信。
4.如权利要求1所述的移动X射线设备，其中，所述电源和所述充电器分别包括由所述控制器直接控制的中断引脚；以及
所述控制器被进一步构造成通过所述中断引脚分别关闭所述电源和所述充电器。
5.如权利要求3所述的移动X射线设备，其中，所述电源被进一步构造成通过所述通信连接器从所述控制器接收更新所述BMS电路的固件的数据。
6.如权利要求3所述的移动X射线设备，其中，所述电源还被构造成从当所述电源通过所述通信连接器连接到所述控制器上时所述控制器接收更新所述BMS电路的固件的数据。
7.如权利要求2所述的移动X射线设备，其中，所述BMS电路包括主BMS电路和从BMS电路，且
每个所述从BMS电路直接连接到所述锂离子电池，以探测关于所述锂离子电池的状态的信息并将被探测的信息通过通信接口发送给主BMS电路。
8.如权利要求7所述的移动X射线设备，其中，所述锂离子电池包括单元组，每个所述单元组具有并联连接的锂离子电池单元。
9.如权利要求8所述的移动X射线设备，其中，所述电池组由串联连接锂离子电池的单元组而形成；以及
所述电池组连接到每个所述从BMS电路。
10.如权利要求2所述的移动X射线设备，其中，所述锂离子电池包括四个锂离子电池单元，所述四个锂离子电池单元并联连接以形成单元组。
11.如权利要求1所述的移动X射线设备，其中，所述电源的金属壳体包括至少一个把手。
12.如权利要求1所述的移动X射线设备，其中，所述电源的重量小于或等于35公斤。
13.如权利要求2所述的移动X射线设备，其中，间隔壁设置在锂离子电池和BMS电路之间。
14.如权利要求2所述的移动X射线设备，其中，锂离子电池包括单元；且
锂离子电池中的每个单元插入由阻燃材料制成的支架内。
15.如权利要求1所述的移动X射线设备，还包括：
框架，所述框架通过铰链附接到所述移动X射线设备的主体，以能够围绕所述铰链轴枢转；
其中系统板安装到所述框架上。
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