CN210608953U - 电能转换电路及电源系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电能转换电路及电源系统。所述电能转换电路包括储能设备和逆变器；所述储能设备的输入端与市电连接，所述储能设备的输出端与所述逆变器的输入端连接，用于储存所述市电提供的电能、并为所述逆变器提供预设阈值的直流电压；所述逆变器的输出端与医用成像设备连接，用于根据所述医用成像设备工作所需的功率要求将所述储能设备提供的直流电压转换成交流电压后输出至所述医用成像设备。本申请通过在医用成像设备的输入端设置储能设备和逆变器，可实现小功率单相电源供电大功率医用成像设备，从而可以降低医用成像设备对电源的严格要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及电源技术领域，特别是涉及一种电能转换电路及电源系统。
背景技术
现有医用成像设备，例如CT(Computed Tomography，电子计算机断层扫描仪)设备，MRI(Magnetic Resonance Imaging，磁共振成像仪)设备在需要曝光的时候，短时间内需要的输入功率很大，通常在30KW～80KW，这就对为之提供电能的电源提出了非常高的要求，如何降低现有医用成像设备对于电源的严格要求是亟需解决的问题。
实用新型内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种电能转换电路及电源系统。
一种电能转换电路，所述电能转换电路包括储能设备和逆变器；
所述储能设备的输入端与市电连接，所述储能设备的输出端与所述逆变器的输入端连接，所述储能设备用于储存所述市电提供的电能、并为所述逆变器提供预设阈值的直流电压；
所述逆变器的输出端与医用成像设备连接，所述逆变器用于根据所述医用成像设备工作所需的功率要求将所述储能设备提供的直流电压转换成交流电压后输出至所述医用成像设备。
在其中一个实施例中，所述储能设备由若干电池串联而成，且每一电池的工作电压可以为12V，也可以为3.2V，更可以为3.7V～3.8V。
在其中一个实施例中，所述储能设备提供的预设阈值的直流电压范围为240V～850V。
在其中一个实施例中，所述储能设备输出的电流范围为30A～300A。
在其中一个实施例中，所述医用成像设备包括CT设备或MRI设备。
在其中一个实施例中，所述医用成像设备为CT设备时，所述CT设备包括车载CT设备或移动式CT设备。
在其中一个实施例中，所述医用成像设备工作所需的功率要求范围为30KW～80KW。
在其中一个实施例中，经所述逆变器转换后提供给所述医用成像设备的交流电压可以为380V，也可以为400V，更可以为190V。
在其中一个实施例中，经所述逆变器转换后提供给所述医用成像设备的电流范围为40A～200A。
基于同样的发明构思，本申请还提供一种电源系统，用于为医用成像设备提供电能；包括前述任一所述的电能转换电路。
上述电能转换电路及电源系统，通过在医用成像设备的输入端设置储能设备和逆变器，可将输入的单相小功率市电转换成三相大功率电源输入至医用成像设备，满足医用成像设备曝光时的短时间大功率的电源要求，从而可降低医用成像设备对电源的严格要求。
附图说明
图1为一实施例中的电能转换电路的结构示意图；
图2为另一实施例中的电能转换电路的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。
以下提供一种电能转换电路，以该电能转换电路应用至CT设备为例，对本申请的具体原理进行说明；需要说明的是，所述电能转换电路并不只限于应用至CT设备，在其他实施例中，还可以应用至其他医用成像设备。
请参阅图1，为本申请所提供的一实施例中的电能转换电路的结构示意图。该电能转换电路可以包括储能设备B1，逆变器I1；所述储能设备B1的输入端与市电连接，具体地，该储能设备B1的交流火线输入端L与市电的交流火线L连接，交流零线输入端N与市电的交流零线N连接，市电所提供的可以为单相交流220V电压。所述储能设备B1的输出端与所述逆变器I1的输入端连接，具体地，该储能设备B1的正极BAT+与逆变器I1的IN+端连接，该储能设备B1的负极BAT-与逆变器I1的IN-端连接；本具体实施例中的储能设备B1主要用于将市电提供的电能存储起来，也就是说，市电一直会给储能设备B1充电，储能设备B1将存储的电能提供给逆变器I1，也即是会提供预设阈值的直流电压给逆变器I1；可以理解，储能设备B1所提供的直流电压应该在逆变器I1的输入电压范围内，才能保证逆变器I1将之转换成交流电压输出。
所述逆变器I1的输出端与医用成像设备(CT设备CT1)连接，具体地，主要是将逆变器I1的火线与CT设备CT1的火线连接，如图1所示，将逆变器I1的输出端L1、L2及L3分别与CT设备CT1的输入端L1、L2及L3连接，根据CT设备CT1的需要可以选择是否接零线N；该逆变器I1用于根据所述医用成像设备(CT设备CT1)工作所需的功率要求将所述储能设备B1提供的直流电压转换成交流电压后输出至所述医用成像设备(CT设备CT1)。由于CT设备超大功率(30kW～80kW)曝光时间一般仅占整个CT设备工作时间的二十分之一左右，而维持CT设备平时正常运行只需要500W～2kW，根据这一特点，本申请在整个CT设备工作时间内都通过单相市电持续为储能设备B1充电，把CT设备需要的短时间超大功率，平滑成了一个持续的小功率供电，可降低CT设备对于电源的严格要求。具体地，经所述逆变器I1转换后提供给所述CT设备的交流电压可以为380V，同时，提供给所述CT设备的电流范围可以为40A～200A。本具体实施例中，CT设备CT1的功率要求范围可以为30KW～80KW。
另外，由于储能设备B1的容量大小直接决定了能否为CT设备提供工作所需的短时间高功率，所以，本具体实施例中，储能设备B1中电池的容量和放电倍率还可以根据CT设备的功率要求进行选择和调整。
上述电能转换电路，充分利用了CT设备超大功率(30kW～80kW)曝光时间占整个CT设备工作时间的二十分之一左右，而维持CT设备平时正常运行只需要500W～2kW的特点，在整个CT设备工作时间内都通过单相市电持续为储能设备B1充电，把CT设备需要的短时间超大功率，平滑成了一个持续的小功率供电，可降低CT设备对于电源的严格要求。
进一步地，本具体实施例中的储能设备B1可以由若干电池串联而成，其中，电池可以为蓄电池，并且，每一个蓄电池所能提供的电压可以为12V，也可以为3.2V，更可以为3.7V～3.8V；可以理解，根据实际产品的电压要求，可以选择串联的电池数量，本申请中，串联后形成的储能设备B1所能提供的直流电压范围可以为240V～850V，可选地，串联后形成的储能设备B1所能提供的直流电压范围可以为240V～550V，更可选地，串联后形成的储能设备B1所能提供的直流电压范围可以为550V～850V。更进一步地，本具体实施例中储能设备的输出电流范围可以为30A～300A。
进一步地，由于本申请降低了CT设备对于电源的要求，使得通过单相220V的市电即可对CT设备进行供电，使得本申请的CT设备可以应用至车载CT设备或移动式CT设备。
在一个实施例中，在一个储能设备不能满足要求时，还可以增加储能设备的数量和逆变器的功率，使之满足CT设备的高功率要求，可参阅图2，在储能设备B1这一侧还设置有另一个储能设备B2，该储能设备B2并联在储能设备B1两端，本具体实施例中，储能设备B2和储能设备B1的参数、组成等可以相同。同理视需要还可以进一步增加储能设备数量。
示例性地，假如CT设备每5分钟检查一个人，曝光时间是8秒钟。60kW的CT设备采用三相380V电源供电进线要求25mm2以上，曝光时的市电实际电流在120A以上，市电输入60kW以上，不难看出，CT设备对于电源的要求是非常高的。在此情况下，CT设备8秒钟曝光所消耗的电能＝60,000W×8s/3600s/h＝134Wh，此时，储能设备的理论充电功率为134Wh/(5分钟/60分钟/小时)＝1656W，考虑到转换效率后，相当于单相电源只需要2kW的功率(与1台2P的空调，或2台1P的空调接近)给储能设备充电5分钟充储备的电能，就可以满足CT设备曝光一次所消耗的电能，从而实现能量平衡。再加上其他辅助电源设备的功率消耗，4kW的单相市电电源即可满足CT的供电要求，不小于2.5mm2的进线就能满足布线要求，也就意味着，能用空调的电源就能使用CT设备。可以看出，采用本申请后，CT设备对三相高功率电源的要求已经不复存在。
基于同样的发明构思，本申请还提供一种电源系统，用于为医用成像设备提供电能，该电源系统可以包括前述任一所述的电能转换电路。可以理解，由于本具体实施例包括前述的电能转换电路，所以对于与前述电能转换电路相同的有益效果部分可以参照前述的描述，在此不作进一步地赘述。实际应用时，可将该电源系统直接集成在医用成像设备上，也可以置于安装有医用成像设备的移动CT装置其他位置，更可以置于安装有医用成像设备的医疗车其他位置。
以上所述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实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种电能转换电路，其特征在于，所述电能转换电路包括储能设备和逆变器；
所述储能设备的输入端与市电连接，所述储能设备的输出端与所述逆变器的输入端连接，所述储能设备用于储存所述市电提供的电能、并为所述逆变器提供预设阈值的直流电压；
所述逆变器的输出端与医用成像设备连接，所述逆变器用于根据所述医用成像设备工作所需的功率要求将所述储能设备提供的直流电压转换成交流电压后输出至所述医用成像设备。
2.根据权利要求1所述的电能转换电路，其特征在于，所述储能设备由若干电池串联而成，且每一电池的工作电压为12V，也可以为3.2V，更可以为3.7V～3.8V。
3.根据权利要求2所述的电能转换电路，其特征在于，所述储能设备提供的预设阈值的直流电压范围为240V～850V。
4.根据权利要求1所述的电能转换电路，其特征在于，所述储能设备输出的电流范围为30A～300A。
5.根据权利要求1所述的电能转换电路，其特征在于，所述医用成像设备包括CT设备或MRI设备。
6.根据权利要求5所述的电能转换电路，其特征在于，所述医用成像设备为CT设备时，所述CT设备包括车载CT设备或移动式CT设备。
7.根据权利要求1所述的电能转换电路，其特征在于，所述医用成像设备工作所需的功率要求范围为30KW～80KW。
8.根据权利要求1所述的电能转换电路，其特征在于，经所述逆变器转换后提供给所述医用成像设备的交流电压可以为380V，也可以为400V，更可以为190V。
9.根据权利要求1所述的电能转换电路，其特征在于，经所述逆变器转换后提供给所述医用成像设备的电流范围为40A～200A。
10.一种电源系统，用于为医用成像设备提供电能；其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的电能转换电路。
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