CN108963992A - 医疗设备的配电控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种医疗设备的配电控制系统，该配电控制系统连接于电源和负载之间，所述配电控制系统包括：母板、与所述母板通信连接的子板，所述子板上包含继电器；所述子板，用于实时监测所述负载和所述电源之间线路上的电性参数，并将所述电性参数发送至所述母板；所述继电器，用于向所述线路上的接触器发送通断信号，以控制所述接触器的通断；所述母板，用于根据所述电性参数，控制所述子板中继电器向所述接触器发送通断信号。由于该配电控制系统能够实时监测医疗设备线路上的电性变化情况，并根据电性变化情况及时做出判断与控制，因此可以有效地阻止线路情况恶化，避免危险发生。

Description

医疗设备的配电控制系统

技术领域

本申请涉及医疗技术领域，特别是涉及一种医疗设备的配电控制系统。

背景技术

在医疗机构中，例如医院、疗养院等，医疗设备供电的安全性和可靠性至关重要，当电路发生过载、短路、欠压等故障时，可能会对医疗设备造成损坏，甚至会威胁到正在使用医疗设备的病人的生命安全，因此需要及时断开电路以防止危险发生，那么对医疗设备的供电系统的要求也就越来越高。

传统技术中，通常使用断路器作为电路的保护装置，以在电路发生故障时切断电源。但是，由于断路器的保护仍是被动且滞后的，因此利用传统技术并不能及时有效的阻止电路情况恶化。

发明内容

基于此，有必要针对传统技术中使用断路器不能及时有效的阻止电路情况恶化的问题，提供一种医疗设备的配电控制系统。

一种医疗设备的配电控制系统，所述配电控制系统连接于电源和负载之间，所述配电控制系统包括：母板、与所述母板通信连接的子板，所述子板上包含继电器；

所述子板，用于实时监测所述负载和所述电源之间线路上的电性参数，并将所述电性参数发送至所述母板；所述继电器，用于向所述线路上的接触器发送通断信号，以控制所述接触器的通断；

所述母板，用于根据所述电性参数，控制所述子板中继电器向所述接触器发送通断信号。

上述医疗设备的配电控制系统，包括母板、与母板通信连接的子板，子板上包含继电器。子板实时监测负载和电源之间线路上的电性参数，并将电性参数发送至母板，继电器用于向负载和电源之间线路上的接触器发送通断信号，以控制接触器的通断，母板根据接收到的电性参数，控制子板中继电器向所述接触器发送通断信号，进而控制负载和电源之间线路的通断。由于该配电控制系统能够实时监测医疗设备线路上的电性变化情况，并根据电性变化情况及时做出判断与控制，因此可以有效地阻止线路情况恶化，避免危险发生。

在其中一个实施例中，所述子板还包括电流检测单元、电压检测单元中的至少一个；

所述电流检测单元，用于实时监测所述线路上的电流值，并将所述电流值发送至所述母板；

所述电压检测单元，用于实时监测所述线路上的电压值，并将所述电压值发送至所述母板。

在其中一个实施例中，所述子板还包括：光电耦合器，所述光电耦合器与所述负载连接，用于获取所述负载的负载状态，并将所述负载状态发送至所述母板；

所述母板，还用于根据所述负载状态，控制所述子板中继电器向所述接触器发送通断信号。

在其中一个实施例中，所述电流检测单元包括电流传感器或罗戈夫斯基线圈。

在其中一个实施例中，所述子板还包括：母板连接器；

所述子板通过所述母板连接器与所述母板上的通信接口连接，实现所述子板与所述母板之间的通信。

在其中一个实施例中，所述母板还包括输入输出扩展接口，通过所述输入输出扩展接口实现所述母板与多个子板的连接。

在其中一个实施例中，所述母板还包括主控单元，所述主控单元通过所述通信接口与所述母板连接器，实现对所述继电器的控制。

在其中一个实施例中，所述母板还包括：存储器，用于存储所述子板向所述母板发送的所述电性参数、所述负载状态、所述母板向所述子板发送的控制指令中的至少一个。

在其中一个实施例中，所述母板还包括：交互单元，用于展示所述子板向所述母板发送的所述电性参数、所述负载状态以及获取的用户操作指令中的至少一个。

在其中一个实施例中，所述子板还包括隔离电源接口，用于将所述母板的控制线路与所述子板的监测线路进行隔离。

上述医疗设备的配电控制系统，包括母板、与母板通信连接的子板，子板上包含继电器。子板实时监测负载和电源之间线路上的电性参数，并将电性参数发送至母板，继电器用于向负载和电源之间线路上的接触器发送通断信号，以控制接触器的通断，母板根据接收到的电性参数，控制子板中继电器向所述接触器发送通断信号，进而控制负载和电源之间线路的通断。由于该配电控制系统能够实时监测医疗设备线路上的电性变化情况，并根据电性变化情况及时做出判断与控制，因此可以有效地阻止线路情况恶化，避免危险发生。

附图说明

图1为一个实施例提供的医疗设备的工作场景示意图；

图2为一个实施例提供的医疗设备的配电控制系统的结构示意图；

图3为另一个实施例提供的医疗设备的配电控制系统的结构示意图；

图4为又一个实施例提供的医疗设备的配电控制系统的结构示意图；

图5为又一个实施例提供的医疗设备的配电控制系统的结构示意图；

图6为一个实施例提供的医疗设备的配电控制系统的实施示意图。

附图标记说明：

11：配电控制系统； 12：电源； 13：负载；

14：接触器； 21：母板； 22：子板；

211：输入输出扩展接口； 212：通信接口； 213：主控单元；

214：存储器； 215：交互单元； 221：继电器；

222：电流检测单元； 223：电压检测单元； 224：光电耦合器；

225：母板连接器； 226：隔离电源接口； 30：断路器。

具体实施方式

本申请提供的医疗设备的配电控制系统，可以应用于图1所示的医疗设备的工作场景中。如图1所示，该配电控制系统11连接于电源12和负载13之间，当电源12及相关电路状态正常的情况下，配电控制系统11可以控制为负载13供电；当电源12或相关电路发生异常情况时，配电控制系统11可以控制断开电源12与负载13之间的电路。其中，该配电控制系统11可以控制电源12与整个医疗设备之间的电路通断，还可以控制电源12与医疗设备某个负载13(如电机、照明)之间的电路通断。

传统技术中，通常使用断路器作为电路的保护装置，当医疗设备所在电路发生异常情况时可以切断电源，以防对医疗设备造成损坏，但是断路器的保护仍是被动且滞后的，例如必须电路中的电流或电压超过一定阈值时才做出反应，因此，不能及时有效的阻止电路情况恶化。本申请提供的医疗设备的配电控制系统旨在解决传统技术的如上技术问题。

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，通过下述实施例并结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

图2为一个实施例提供的医疗设备的配电控制系统的结构示意图。如图2所示，该配电控制系统11包括：母板21、与所述母板21通信连接的子板22，所述子板22上包含继电器221；所述子板22，用于实时监测所述负载13和所述电源12之间线路上的电性参数，并将所述电性参数发送至所述母板21；所述继电器221，用于向所述线路上的接触器14发送通断信号，以控制所述接触器14的通断；所述母板21，用于根据所述电性参数，控制所述子板22中继电器221向所述接触器14发送通断信号。

具体的，母板21与子板22之间通信连接，通信方式可以包括母板21与子板22之间传递“0/1”电平参数、子板22向母板21发送具体数值信息，不同的通信方式可以通过不同的引脚同时进行。可选的，母板21与子板22的连接方式可以为有线连接，也可以为无线连接。当采用无线连接时，可选的，母板21和子板22还可以包括无线信号发送/接收电路，该无线信号发送/接收电路可以包括：天线、射频电路、基带处理芯片等。子板22上包含有继电器221，该继电器221用于控制负载13与电源12之间线路上接触器14的通断，即可以向接触器14发送通断信号，接触器14根据接收到的通断信号进行开合，进而实现线路的通断。可选的，上述继电器221还可以用于控制负载13的开关装置，实现在线路导通的情况下，对负载13的正常开关控制。

其中，上述子板22可以实时监测负载13与电源12之间线路上的电性参数，可选的，根据子板22连接位置的不同，可以同时监测医疗设备中不同负载13(如电机、变压器等)与电源12之间线路上的电性参数，即可以监测干路及各支路上的电性参数，并将监测到的电性参数实时发送至母板21。可选的，母板21接收到子板22发送的电性参数后，可以将该电性参数与预设的阈值进行大小比较，也可以按照预置程序计算出电性参数的变化率，然后和预设的变化率阈值进行大小比较，根据比较结果控制子板22中继电器221向所述接触器14发送通断信号。可选的，母板21可以通过向子板22发送控制指令，进而控制继电器221向所述接触器14发送通断信号。

示例性的，假设当前负载13正常工作时的额定电流为7.07A，负载13在正常工作过程中，接触器14为吸合状态，子板22可以实时监测该负载13和电源12之间线路上电流值，数据更新速率为4ksps，并将监测到的电流值传递给母板21，母板21会根据接收到的电流值计算连续2ms的电流变化率。假设设置的电流变化率的阈值为300A/s,若当前母板21计算得到的电流变化率达到了775.67A/s，远大于预设的阈值，当连续2ms内的电流变化率都大于300A/s时，那么可以判断线路中发生了短路现象，则母板21可以立即向子板22中的继电器221发送断开指令，继电器221根据该指令向接触器14发送断开信号，使得接触器14断开，进而断开了电源12与负载13之间的线路，因此可以在最大冲击电流到来之前切断线路电源，避免了强电流对负载13产生影响。

可选的，上述子板22可以为一块，也可以为多块，本实施例以包含一块子板22为例示出。当子板22有多块时，可选的，子板22还可以包括隔离电源接口226，由于该配电控制系统11监测的一般是强电流电路，因此隔离电源接口226可以将被监测的强电线路与母板21的控制电路隔离开，这样即使一块子板22发生故障，也不会影响到母板21及同一块母板21下的其它子板22的工作状态。并且，多块子板22可以同时监测医疗设备中不同负载13与电源12之间线路上的电性参数。

可选的，每个子板22中也可以包括多个继电器221，多个继电器221分别控制多个接触器14的通断。例如，假设包含三个继电器221，则可以通过三个接触器14控制三个独立的单相负载13与电源12之间线路的通断。需要说明的是，这里的负载可以是整个医疗设备，还可以是医疗设备中的某个部件。可选的，当需要对不同继电器221控制的不同负载13上电时，可以根据预设的时间间隔分别使不同的继电器221控制不同的接触器14吸合，以完成不同时间对不同负载13的上电。

本实施例提供的医疗设备的配电控制系统，包括母板、与母板通信连接的子板，子板上包含继电器。子板实时监测负载和电源之间线路上的电性参数，并将电性参数发送至母板，继电器用于向负载和电源之间线路上的接触器发送通断信号，以控制接触器的通断，母板根据接收到的电性参数，控制子板中继电器向所述接触器发送通断信号，进而控制负载和电源之间线路的通断。由于该配电控制系统能够实时监测医疗设备线路上的电性变化情况，并根据电性变化情况及时做出判断与控制，因此可以有效地阻止线路情况恶化，避免危险发生。

由于影响线路情况的因素一般为电流或电压的变化，比如电流的突然增大、电压不稳定等，因此，可选的，在本申请的一些实施例中，所述子板22还包括电流检测单元222、电压检测单元223中的至少一个；所述电流检测单元222，用于实时监测所述线路上的电流值，并将所述电流值发送至所述母板21；所述电压检测单元223，用于实时监测所述线路上的电压值，并将所述电压值发送至所述母板21。

可选的，上述电流检测单元222可以为电流传感器或罗戈夫斯基线圈，不同的子板22可以使用不同种类的传感器，但同一块子板22使用的传感器种类需一致。进一步的，还可以通过修改电流检测单元222或线路上的参数来实现不同监测范围的要求。可选的，电压检测单元223不仅可以用于实时监测线路上的电压值，还可以用于在未对负载13供电时，检测负载13所在线路上电压的有效值、相序等，并将检测到的参数发送至母板21，当母板21判断这些参数在规定范围内之后，控制子板22中的继电器221向接触器14发送吸合信号，进而为负载13供电。

可选的，通过更改子板22与所监测线路的连接方式，还可以满足对不同拓扑电路的监测要求，例如可以满足△和Y形电路拓扑监测要求。

图3为另一个实施例提供的医疗设备的配电控制系统的结构示意图。在上述实施例的基础上，如图3所示，可选的，所述子板22还包括：光电耦合器224，所述光电耦合器224与所述负载13连接，用于获取所述负载13的负载状态，并将所述负载状态发送至所述母板21；所述母板21，还用于根据所述负载状态，控制所述子板22中继电器221向所述接触器14发送通断信号。

具体的，光电耦合器224与负载13的状态节点连接，用于获取负载13的负载状态，并将该负载状态发送至母板21。例如，光电耦合器224可以与负载13中变压器的超温开关相连，正常情况下变压器中的超温开关为闭合状态，当变压器温度过高时，超温开关自动打开，那么此开关打开的信号可以传递至光电耦合器224上，光电耦合器224便可以将该信号发送至母板21。母板21接收到负载状态后，可以根据该负载状态控制子板22中继电器221向接触器14发送通断信号。可选的，母板22还可以根据负载状态进行提醒，以供控制人员对负载13做相应的调控。

可选的，负载13还可以提供无源接口与光电耦合器224连接，该无源接口可以理解为状态信号的检测装置，即可以检测负载13的负载状态，并将负载状态传递至光电耦合器224。

本实施例提供的医疗设备的配电控制系统，其子板还包括光电耦合器，用于获取负载的负载状态，并将负载状态发送给母板，母板可以根据接收到的负载状态，控制子板中继电器向接触器发送通断信号。由于该配电控制系统还可以实时监测负载的状态，并根据负载状态及时做出判断与控制，因此可以进一步保护医疗设备，避免医疗设备在处于异常情况下仍继续工作而带来安全隐患。

图4为又一个实施例提供的医疗设备的配电控制系统的结构示意图。在上述实施例的基础上，如图4所示，可选的，所述子板22还包括：母板连接器225；所述子板22通过所述母板连接器225与所述母板21上的通信接口212连接，实现所述子板22与所述母板21之间的通信。

具体的，子板22可以通过母板连接器225与母板21上的通信接口212连接，以实现子板22与母板21的通信，如上述实施例中的电性参数、负载状态，都可以由子板22通过母板连接器225与通信接口212传递给母板21。

可选的，母板还可以包括输入输出扩展接口211，通过该输入输出扩展接口211可以实现母板21与多个子板22的连接，适用于配电控制系统11包含多个子板22的应用场景。

可选的，母板21还可以包括主控单元213，该主控单元213通过通信接口212与母板连接器225，实现对继电器221的控制。

可选的，上述主控单元213可以生成控制指令，并将该控制指令通过通信接口212与母板连接器225发送给子板22，进而控制继电器221向接触器14发送通断指令。进一步的，主控单元213还可以用于对母板21接收到的电性参数或负载状态进行处理与判断，根据判断结果进行相应的控制。

本实施例提供的医疗设备的配电控制系统，其子板上还包括母板连接器，子板通过母板连接器及母板的通信接口与母板进行通信，母板上还包括主控单元，该主控单元通过通信接口及子板上的母板连接器实现对子板上继电器的控制。该配电控制系统中，主控单元通过对子板发送的电性参数进行分析判断，及时做出控制，可以有效地阻止线路情况恶化，避免危险发生。

可选的，在本申请的一些实施例中，所述母板21还包括：存储器214，用于存储所述子板22向所述母板21发送的所述电性参数、所述负载状态、所述母板21向所述子板22发送的控制指令中的至少一个。

可选的，在本申请的一些实施例中，所述母板21还包括：交互单元215，用于展示所述子板22向所述母板21发送的所述电性参数、所述负载状态以及获取的用户操作指令中的至少一个。本实施例提供的医疗设备的配电控制系统的结构示意图可以参见图5所示。

其中，上述交互单元215可以为显示屏、触摸屏，上述存储器214可以为非易失性存储器、易失性存储器，如只读存储器(ROM)、可编程存储器(PROM)或随机存取存储器(RAM)等，本实施例对交互单元215及存储器214的类型不做限定。可选的，用户的操作指令可以是用户输入的控制子板22上继电器221打开或吸合的指令。

为更方便理解上述医疗设备的配电控制系统的工作流程，下面以一个具体实施例来进行介绍，其中，图6为一个实施例提供的医疗设备的配电控制系统的实施示意图。

本实施例中，该配电控制系统11包括一块母板21和三块子板22，第一块子板22用于监测变压器与电源12之间线路上的电性情况，第二块子板22用于监测一个三相负载与电源12之间线路上的电性情况，第三块子板22用于监测三个单相负载与电源12之间线路上的电性情况。

在配电控制系统11未运行之前，电源12干线A/B/C上的断路器30合闸，变压器上电，则配电控制系统11开始运行。此时支线上三相负载13及单相负载13前的断路器30合闸，三块子板22中的电压检测单元223开始检测对应线路上的电压参数，并将电压参数通过母板连接器225发送至母板21，当母板21判断接收到的电压参数都在规定范围内之后，向各个子板22中的继电器221发送闭合接触器14的控制指令，接触器14闭合即完成对各个负载13的上电。

当各个负载13在工作过程中，子板22上的电流检测单元222可以实时监测对应线路上的电流值，并将监测结果通过母板连接器225发送至母板21。母板21中的主控单元213根据接收到的电流值，计算单位时间内的电流变化率，并与与预设阈值进行比较，当判断当前的电流变化率超过预设阈值时，母板21通过通信接口212向子板22中的继电器221发送断开接触器14的控制指令，接触器14断开即完成了对负载13的断电。同时，子板22中的光电耦合器224可以接收对应负载13的负载状态，并将负载状态通过母板连接器225发送至母板21，母板21也可以根据接收到的负载状态，通过通信接口212向子板22中的继电器221发送断开接触器14的控制指令。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，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，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种医疗设备的配电控制系统，其特征在于，所述配电控制系统连接于电源和负载之间，所述配电控制系统包括：母板、与所述母板通信连接的子板，所述子板上包含继电器；

所述子板，用于实时监测所述负载和所述电源之间线路上的电性参数，并将所述电性参数发送至所述母板；所述继电器，用于向所述线路上的接触器发送通断信号，以控制所述接触器的通断；

所述母板，用于根据所述电性参数，控制所述子板中继电器向所述接触器发送通断信号。

2.根据权利要求1所述的配电控制系统，其特征在于，所述子板还包括电流检测单元、电压检测单元中的至少一个；

所述电流检测单元，用于实时监测所述线路上的电流值，并将所述电流值发送至所述母板；

所述电压检测单元，用于实时监测所述线路上的电压值，并将所述电压值发送至所述母板。

3.根据权利要求1所述的配电控制系统，其特征在于，所述子板还包括：光电耦合器，所述光电耦合器与所述负载连接，用于获取所述负载的负载状态，并将所述负载状态发送至所述母板；

所述母板，还用于根据所述负载状态，控制所述子板中继电器向所述接触器发送通断信号。

4.根据权利要求2所述的配电控制系统，其特征在于，所述电流检测单元包括电流传感器或罗戈夫斯基线圈。

5.根据权利要求1-4任一项所述的配电控制系统，其特征在于，所述子板还包括：母板连接器；

所述子板通过所述母板连接器与所述母板上的通信接口连接，实现所述子板与所述母板之间的通信。

6.根据权利要求5所述的配电控制系统，其特征在于，所述母板还包括输入输出扩展接口，通过所述输入输出扩展接口实现所述母板与多个子板的连接。

7.根据权利要求5所述的配电控制系统，其特征在于，所述母板还包括主控单元，所述主控单元通过所述通信接口与所述母板连接器，实现对所述继电器的控制。

8.根据权利要求5所述的配电控制系统，其特征在于，所述母板还包括：存储器，用于存储所述子板向所述母板发送的所述电性参数、所述负载状态、所述母板向所述子板发送的控制指令中的至少一个。

9.根据权利要求5所述的配电控制系统，其特征在于，所述母板还包括：交互单元，用于展示所述子板向所述母板发送的所述电性参数、所述负载状态以及获取的用户操作指令中的至少一个。

10.根据权利要求1所述的配电控制系统，其特征在于，所述子板还包括隔离电源接口，用于将所述母板的控制线路与所述子板的监测线路进行隔离。