CN112350301A - 电源输出电路、设备和防断相过压的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例中公开了一种电源输出电路、设备和防断相过压的方法。其中，所述电源输出电路包括：与电源三相输入端电连接的浪涌保护器件、输入端与连接所述浪涌保护器件之后的电源三相输入端电连接的电源输入滤波器和与所述电源输入滤波器的输出端电连接的辅助负载用变压器；该方法包括：通过调整所述辅助负载用变压器的励磁电感和/或所述电源输入滤波器的X电容，使得所述辅助负载用变压器的励磁电感所述电源输入滤波器的X电容所构成的串联LC电路的固有频率与所述输入网的电源频率的偏差能够使得二者不形成串联谐振。本发明实施例中的技术方案能够防止在电源端出现过电压现象，进一步保护浪涌保护器件及其他负载器件。
Description
技术领域
本发明涉及电路领域，特别是一种电源输出电路、设备和电源输出电路防断相过压的方法。
背景技术
有些应用场景例如X光机、计算机X射线断层成像(CT)机、磁共振成像(MRI) 设备等大型医疗设备中，当输入电源发生缺相单一故障时，或者医疗设备在出厂前做断相漏电流测试时，有时会在电源端产生过电压，从而导致浪涌保护器件(SPD)及其他负载器件损坏，增加了医疗设备运行维护的成本；另外，过电压还会影响设备的安全使用。在工业应用中，也存在类似问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例中一方面提出了一种电源输出电路防断相过压的方法，另一方面提出了一种电源输出电路和设备，用以防止在电源端出现过电压现象，进一步保护浪涌保护器件及其他负载器件。
本发明实施例中提出的一种电源输出电路防断相过压的方法，所述电源输出电路包括：与电源三相输入端电连接的浪涌保护器件、输入端与连接所述浪涌保护器件之后的电源三相输入端电连接的电源输入滤波器和与所述电源输入滤波器的输出端电连接的辅助负载用变压器；该方法包括：通过调整所述辅助负载用变压器的励磁电感和/或所述电源输入滤波器的X电容，使得所述辅助负载用变压器的励磁电感所述电源输入滤波器的 X电容所构成的串联LC电路的固有频率与所述输入网的电源频率的偏差能够使得二者不形成串联谐振。
在一个实施方式中，所述调整所述辅助负载用变压器的励磁电感包括：在所述辅助负载用变压器的一次侧和/或二次侧对应电源每相连接的线圈并联满足设定容值的电容器。
在一个实施方式中，所述调整所述辅助负载用变压器的励磁电感包括：调整所述辅助负载用变压器一次侧和/或二次侧对应电源每相连接的线圈。
本发明实施例中提出的一种电源输出电路，包括：浪涌保护器件，其与电源三相输入端电连接；电源输入滤波器，其输入端与连接所述浪涌保护器件之后的电源三相输出端电连接；和辅助负载用变压器，其与所述电源输入滤波器的输出端电连接；其中，所述辅助负载用变压器的励磁电感与所述电源输入滤波器的X电容所构成的串联LC电路的固有频率与所述输入网的电源频率的偏差能够使得二者不形成串联谐振。
在一个实施方式中，所述辅助负载用变压器的一次侧和/或二次侧对应电源每相连接的线圈并联有满足设定容值的电容器。
在一个实施方式中，所述电源输出电路进一步包括：输入开关，其与所述电源输入滤波器的输入端电连接；和输出开关，其与所述电源输入滤波器的输出端电连接。
本发明实施例中提出的一种设备，包括上述任一实施方式中的电源输出电路。
在一个实施方式中，所述设备为：X光机、计算机X射线断层成像CT机、磁共振成像MRI设备中的任一个。
从上述方案中可以看出，由于本发明实施例中通过使得电源输出电路中的辅助负载用变压器T1的励磁电感L与所述电源输入滤波器Z1的X电容在输入电源缺相单一故障时或在断相漏电流测试时所构成的串联LC电路的固有频率与所述输入网的电源频率的偏差能够使得二者不形成串联谐振，从而可以防止在电源端出现过电压现象，进一步保护浪涌保护器件及其他负载器件。
通过在辅助负载用变压器的一次侧和/或二次侧对应电源每相连接的线圈并联满足设定容值的电容器，使得辅助负载用变压器T1的励磁电感L与所述电源输入滤波器Z1 的X电容所构成的串联LC电路的固有频率与所述输入网的电源频率的偏差能够使得二者不形成串联谐振，该方式易于实现，且无需对现有电源输出电路中的器件进行重新设计。
附图说明
下面将通过参照附图详细描述本发明的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其它特征和优点，附图中：
图1为目前一种电源输出电路的结构示意图。
图2为本发明实施例中一种电源输出电路的结构示意图。
图3为图2所示的电源输出电路的谐振频率的示意图。
其中，附图标记说明如下：
| 标号 | 含义 |
| L1、L2、L3 | 电源输入端 |
| SPD | 浪涌保护器件 |
| Z1 | 电源输入滤波器 |
| T1 | 辅助负载用变压器 |
| F1 | 输入开关 |
| K1 | 输出开关 |
| Cx、Cy、C1、C2、C3 | 电容 |
具体实施方式
为了解决在输入电源发生缺相单一故障时或者医疗设备在出厂前做断相漏电流测试时的过电压现象，本发明中的发明人通过进行大量的分析检测等创造性劳动之后，发现在X光机、CT等大型医疗设备以及类似的应用场景中，其电源部分的拓扑结构可如图1 所示，通常包括：与电源的三相输出端连接的浪涌保护器件SPD、输入端与浪涌保护器件连接的电源输入滤波器Z1和与电源输入滤波器Z1的输出端连接的辅助负载用变压器 T1。有些还包括连接在浪涌保护器件SPD与电源输入滤波器Z1的输入端之间的输入开关F1和与电源输入滤波器Z1的输出端连接的输出开关K1。而当输入电源发生缺相单一故障时或者医疗设备在出厂前做断相漏电流测试时，变压器励磁电感L和电源输入滤波器中X电容Cx会形成串联LC电路，并且LC电路的固有频率很可能靠近输入网的电源频率，比如50/60Hz，从而形成串联谐振，进而在电源端产生过电压。
既然找到了问题的所在，则进一步只需针对该问题进行解决即可，也即破坏该串联谐振的形成，若想破坏该串联谐振，则需要使得该LC回路的固有频率偏离输入网的电源频率。根据LC电路的固有频率计算公式
可知，若想使LC电路的固有频率进行改变，则需要改变变压器励磁电感L和/或电源输入滤波器中X电容Cx。
具体实现时，既可以调整变压器励磁电感L，也可以调整电源输入滤波器中X电容Cx，或者二者同时调整。进一步地，考虑到改变电源输入滤波器中X电容Cx会进一步影响电源输入滤波器的滤波性能，改动较大，因此可优先考虑改变变压器的励磁电感L。通过进一步地的实验和检测，发现除了对变压器的一次侧线圈和二次侧线圈进行改变以直接改变变压器的励磁电感L之外，还可以通过在变压器的一次侧和/或二次侧对应电源每相连接的线圈并联满足设定容值的电容器来间接改变变压器的励磁电感L。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本发明进一步详细说明。
图2为本发明实施例中一种电源输出电路的结构示意图。如图2所示，该电源输出电路可包括：浪涌保护器件SPD、电源输入滤波器Z1、辅助负载用变压器T1、输入开关F1和输出开关K1。
其中，浪涌保护器件SPD，其与电源三相输入端L1、L2、L3电连接。
电源输入滤波器Z1，其输入端与连接所述浪涌保护器件SPD之后的电源三相输入端电连接。
辅助负载用变压器T1，其与所述电源输入滤波器Z1的输出端电连接。
输入开关F1与电源输入滤波器Z1的输入端电连接。
输出开关K1与电源输入滤波器Z1的输出端电连接。
其中，所述辅助负载用变压器T1的励磁电感L与所述电源输入滤波器Z1的X电容Cx所构成的串联LC电路的固有频率与所述输入网的电源频率的偏差能够使得二者不形成串联谐振。
本实施例中，辅助负载用变压器T1的一次侧对应电源每相连接的线圈并联有满足设定容值的电容器C1、C2、C3。如图3所示，f0为一医疗设备原有电路在断相时形成的串联LC回路的谐振频率，非常接近50/60Hz，因此会在故障相和正常相之间产生过电压。当在变压器一次侧并联合适的电容器之后，谐振频率偏移到了f0′，远远偏离了设备的工作频率，即输入网的电源频率50/60Hz。
在其他实施方式中，也可以在辅助负载用变压器T1的二次侧对应电源每相连接的线圈并联有满足设定容值的电容器。或者，也可以在一次侧和二次侧对应电源每相连接的线圈均并联有满足设定容值的电容器。
本发明实施例中提供的设备可包括上述任一实施方式中的电压电路。且本发明实施例中的设备可以为：X光机、计算机X射线断层成像CT机、磁共振成像MRI设备等。
此外，本发明实施例中还一种电源输出电路防断相过压的方法。该电源输出电路可包括：与电源三相输入端电连接的浪涌保护器件SPD、输入端与连接所述浪涌保护器件SPD之后的电源三相输出端电连接的电源输入滤波器Z1和与所述电源输入滤波器Z1的输出端电连接的辅助负载用变压器T1。该方法可包括：通过调整所述辅助负载用变压器T1的励磁电感L和/或所述电源输入滤波器Z1的X电容Cx，使得所述辅助负载用变压器T1的励磁电感L与所述电源输入滤波器Z1的X电容Cx所构成的串联LC电路的固有频率与所述输入网的电源频率的偏差能够使得二者不形成串联谐振。
在一个实施方式中，调整所述辅助负载用变压器T1的励磁电感L可包括：在所述辅助负载用变压器T1的一次侧和/或二次侧对应电源每相连接的线圈并联满足设定容值的电容器。
在另一个实施方式中，调整所述辅助负载用变压器T1的励磁电感L可包括：调整所述辅助负载用变压器T1一次侧和/或二次侧对应电源每相连接的线圈。
从上述方案中可以看出，由于本发明实施例中通过使得电源输出电路中的辅助负载用变压器T1的励磁电感L与所述电源输入滤波器Z1的X电容在输入电源缺相单一故障时或在断相漏电流测试时所构成的串联LC电路的固有频率与所述输入网的电源频率的偏差能够使得二者不形成串联谐振，从而可以防止在电源端出现过电压现象，进一步保护浪涌保护器件及其他负载器件。
通过在辅助负载用变压器的一次侧和/或二次侧对应电源每相连接的线圈并联满足设定容值的电容器，使得辅助负载用变压器T1的励磁电感L与所述电源输入滤波器Z1 的X电容所构成的串联LC电路的固有频率与所述输入网的电源频率的偏差能够使得二者不形成串联谐振，该方式易于实现，且无需对现有电源输出电路中的器件进行重新设计。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种电源输出电路防断相过压的方法，其特征在于，所述电源输出电路包括：与电源三相输入端(L1、L2、L3)电连接的浪涌保护器件(SPD)、输入端与连接所述浪涌保护器件(SPD)之后的电源三相输入端电连接的电源输入滤波器(Z1)和与所述电源输入滤波器(Z1)的输出端电连接的辅助负载用变压器(T1)；该方法包括：
通过调整所述辅助负载用变压器(T1)的励磁电感(L)和/或所述电源输入滤波器(Z1)的X电容(Cx)，使得所述辅助负载用变压器(T1)的励磁电感(L)与所述电源输入滤波器(Z1)的X电容(Cx)所构成的串联LC电路的固有频率与所述输入网的电源频率的偏差能够使得二者不形成串联谐振。
2.根据权利要求1所述的电源输出电路防断相过压的方法，其特征在于，所述调整所述辅助负载用变压器(T1)的励磁电感(L)包括：在所述辅助负载用变压器(T1)的一次侧和/或二次侧对应电源每相连接的线圈并联满足设定容值的电容器。
3.根据权利要求1所述的电源输出电路防断相过压的方法，其特征在于，所述调整所述辅助负载用变压器(T1)的励磁电感(L)包括：调整所述辅助负载用变压器(T1)一次侧和/或二次侧对应电源每相连接的线圈。
4.一种电源输出电路，其特征在于，包括：
浪涌保护器件(SPD)，其与电源三相输入端(L1、L2、L3)电连接；
电源输入滤波器(Z1)，其输入端与连接所述浪涌保护器件(SPD)之后的电源三相输出端电连接；和
辅助负载用变压器(T1)，其与所述电源输入滤波器(Z1)的输出端电连接；
其中，所述辅助负载用变压器(T1)的励磁电感(L)与所述电源输入滤波器(Z1)的X电容(Cx)所构成的串联LC电路的固有频率与所述输入网的电源频率的偏差能够使得二者不形成串联谐振。
5.根据权利要求4所述的电源输出电路，其特征在于，所述辅助负载用变压器(T1)的一次侧和/或二次侧对应电源每相连接的线圈并联有满足设定容值的电容器。
6.根据权利要求4或5所述的电源输出电路，其特征在于，进一步包括：
输入开关(F1)，其与所述电源输入滤波器(Z1)的输入端电连接；和
输出开关(K1)，其与所述电源输入滤波器(Z1)的输出端电连接。
7.一种设备，其特征在于，包括如权利要求4至6中任一项所述的电源输出电路。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述设备为：X光机、计算机X射线断层成像CT机、磁共振成像MRI设备中的任一个。
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