CN211908452U - 一种基于电容模组的ct供电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于电容模组的CT供电系统，所述CT供电系统包括电容模组系统、监测系统、输入输出系统，其中，所述电容模组系统用于内部储能，至少包括多个电容模组，所述电容模组包括多个电容单体；所述监测系统至少包括模组控制板和多个单体平衡板，用于所述电容模组系统和/或所述电容模组的温度监测、电压监测、电流监测、电量监测和异常报警；所述输入输出系统包括充电接口和输出接口，所述充电接口包括至少一个充电插头，所述输出接口包括至少一个输出通道，用于对外部负载供电。该CT供电系统可以适用于不同的大型移动医疗影像设备以进行供电；同时，该CT供电系统还提供系统内部的实时状态以及相应的报警装置，可以保证使用的安全性。

Description

一种基于电容模组的CT供电系统

技术领域

本实用新型涉及大型移动式医疗设备供电技术，尤其涉及一种基于电容模组的CT供电系统。

背景技术

由于大型医疗影像设备功率较大，比如常规中低端CT瞬时最大功率至少也有50kVA，因此对供电电源系统具有较高的要求。这类设备在医院等固定场所均采用市电供电，通常采用隔离变压器进行墙电源连接直接供电，但移动式医疗设备的发展却因供电的需求难以满足而发展缓慢。现有技术提出了给车载CT定做一台发电车，并配套稳压电源，由于方法沿用了传统CT 设备高压发生器使用380vAC交流供电形式，因此制作和设计发电车成本高，系统冗杂庞大，使得车载CT的整体集成度大大降低。

基于此，本领域技术人员亟待提出一种集成度高、成本低廉、使用周期长且具有安全保障的CT供电系统。

发明内容

为解决上述CT供电系统开发成本高、系统集成度低的缺陷，本实用新型提供了一种基于电容模组的CT供电系统，其目的在于提供一种在高低温环境下能够正常工作，并且瞬时放电电流大、充电速度快，适用于大型移动医疗设备的CT供电系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用的一种技术方案是：一种基于电容模组的CT供电系统，所述CT供电系统包括电容模组系统、监测系统、输入输出系统，其中，所述电容模组系统用于内部储能，至少包括多个电容模组，所述电容模组包括多个电容单体；所述监测系统至少包括模组控制板和多个单体平衡板，用于所述电容模组系统和/或所述电容模组的温度监测、电压监测、电流监测、电量监测和异常报警；所述输入输出系统包括充电接口和输出接口，所述充电接口包括至少一个充电插头，所述输出接口包括至少一个输出通道，用于对外部负载供电。

优选的，所述电容模组通过纯铜板串联连接，所述模组控制板包括隔离采样板；其中，每4个所述电容模组共用一个所述隔离采样板。

优选的，所述所述模组控制板至少包括NTC电阻，用于连接并实时监测所述电容模组

优选的，所述单体平衡板采用带扣直插插头，与所述隔离采样板通过高温耐压线上下连接。

优选的，所述充电接口包括至少一个充电插头，多个所述充电插头间通过接触器互锁，所述接触器用于切换使用所述充电插头。

优选的，所述输入输出系统包括输出控制板，所述输出控制板用于通过驱动所述输出通道的直流接触器进行上下电时序控制，并且为每个所述输出通道设置截止电压。

优选的，当每个所述输出通道的电压在高于所述截止电压时，所述CT 供电系统进行放电；每个所述输出通道的电压在低于所述截止电压时，所述 CT供电系统进行充电并自动报警。

优选的，多个所述电容单体通过双重绝缘铜缆串联组成所述电容模组，其中，所述双重绝缘铜缆具有超低阻抗。

优选的，所述CT供电系统还包括通信显示系统，所述通信显示系统至少包括显示器；其中，所述通信显示系统通过通信协议和串口与所述CT供电系统进行通信；所述显示器包括触摸显示屏，用于显示所述CT供电系统的状态信息，以及接收外部控制指令。

优选的，所述CT供电系统还包括风冷系统，用于所述CT供电系统的降温；其中，当所述CT供电系统的温度超过42℃时，所述风冷系统自动运行。

与现有技术相比，本实用新型提供的CT供电系统集成了储能系统和多种控制和监测系统，能够在不同环境下正常工作，并且瞬时放电电流大，充电速度快；该CT供电系统具有多种输出通道并采用直流电供电方式，可以适用于不同的大型移动医疗影像设备以进行供电；同时，该CT供电系统还提供系统内部的实时状态以及相应的报警装置，可以保证使用的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1：本实用新型一个实施例提供的基于电容模组的CT供电系统的整体结构示意图；

图2a-2c：本实用新型另一个实施例提供的基于电容模组的CT供电系统的充电接口结构示意图；

图3：本实用新型另一个实施例提供的基于电容模组的CT供电系统的输出接口结构示意图；

图4：本实用新型另一个实施例提供的基于电容模组的CT供电系统的电容模组系统结构示意图；

图5：本实用新型另一个实施例提供的基于电容模组的CT供电系统的电容模组系统与单体平衡板的连接结构示意图；

图6：本实用新型另一个实施例提供的基于电容模组的CT供电系统的模组控制板卡结构示意图；

图7：本实用新型另一个实施例提供的基于电容模组的CT供电系统的上下电控制板卡结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护的范围。

图1为本实用新型一个实施例提供的基于电容模组的CT供电系统的整体结构示意图。

如图所示，充电接口101通过接触器连接电容模组系统102，该电容模组系统包括13个电容模组103，每个电容模组连接温度电压均衡监测，并通过单体平衡板104实现电量监测。CT供电系统通过采集板发送通知至显示屏105，并且通过422串口总线与输出控制板(CMB)106连接，由CMB 通过CAN总线传输数据至上位机。

具体实现中，充电接口采用380V/220V充电选择开关，可自由选择插头充电。可选实施例中，电容模组系统右侧可以设置三相交流380V和单相交流220V充电插头，两种插头充电通过接触器互锁，任意一种插头充电均不会导致另一种插头带电，可满足380vAC(12KW充电器)两小时内快速充满以及220vAC(6KW充电器)四小时内慢速充满。

可选实施例中，充电接口连接电容模组系统的正、负母线，电容模组系统末端正、负母线经过开关，分成4路输出通道，其中第一输出通道和第二输出通道均来自13个模组串联电压，电压范围为450～624vDC；第三输出通道由DC/DC直流隔离变压器降压到130vDC输出；另外电容模组系统内部的板卡电源均由DC/DC直流隔离变压器降压到24vDC输出供电。具体实现中，DC/DC隔离变压器均采用加强绝缘进行隔离，符合医疗安规 GB9706.1-2007法规标准。

可选实施例中，每个输出通道上均包含有断路器、保险丝等保护措施，该CT供电系统连接外部设备后，可通过外部设备传输指令至CMB，例如，用户通过CT系统的一键开关机传输到CMB，CMB通过驱动各个输出通道上的直流接触器来进行通、断电时序控制。具体实现中，驱动电路设置有反向二极管阻容回路以避免接触器关断和闭合时对系统的干扰以及吸收尖峰电压。电容模组系统的有效放电区间曲线接近线性，每个输出通道设置一个截止电压值，每个输出通道在高于各自的截止电压情况下，都呈近似于线性的特性曲线放电。其中，当低于各自的截止电压时，会提示用户保存数据并且关机开始充电。

图2a-2c为本实用新型另一个实施例提供的基于电容模组的CT供电系统的充电接口结构示意图。

如图所示，图2a显示了三种可选的充电方式。可选实施例中，当电容模组系统电量低于截止电压时，CT供电系统会提示充电。具体的，可以使用指定的直流充电桩进行充电，也可以使用柴油发电机进行充电，同时电容模组系统支持边充边放，即充电的同时输出用于负载供电。

可选实施例中，如图2b所示，不同的充电方式通过接触器201互锁，可以实现充电模式的切换，而不会导致其他充电插头带电，从而保证了CT 供电系统使用的安全性。具体实现中，图2c显示了具体的三种充电模式与接触器201连接的电路结构。

图3为本实用新型另一个实施例提供的基于电容模组的CT供电系统的输出接口结构示意图

如图所示，电容模组系统包含多个输出通道。具体实现中，多个输出通道可以包括第一输出通道301用于452-622V输出，电流大小为125A；第二输出通道302用于455-620V输出，电流为25A；第三输出通道303用于 90-135V，电流大小为30A。其中，90-135V输出经过隔离变压器，输出24V 直流电压，另外低压直流输出通道90～135V经过逆变电源转化为交流电 220V。可选实施例中，452-622V输出直接可以用于直流高压发生器主电源供电；455-620V输出直接可以用于旋转运动的变频器供电，同时24V直流电压输出可以用于固定部的对讲系统和固定部的电子学板供电，同时还用于转子部高压发生器辅助电源和旋转部分的电子学板供电，经过逆变电源转化为220V交流电用于诊断床的水平运动驱动器供电。

图4为本实用新型另一个实施例提供的基于电容模组的CT供电系统的电容模组系统结构示意图。

如图所示，该CT供电系统的电容模组系统中包括13个模组401，每个模组包括18个电容单体402。可选实施例中，将18个电容单体经由阻抗超低的双重绝缘铜缆串联组成一个大的电容模组，使得每个电容模组的电压范围达到40.5～48V，而整个电容模组系统由13个电容模组通过纯铜板一一串联而成，从而使得最高电压升至到624V，总体电量达到16.3KWh。

图5为本实用新型另一个实施例提供的基于电容模组的CT供电系统的电容模组系统与单体平衡板的连接结构示意图。

如图所示，每一个电容模组501分别与一个单体平衡板502连接。具体实现中，电容模组系统中的每个电容模组均采用25芯0.5mm高温耐压线进行与单体平衡板的连接，从而实时监控。可选实施例中，电容模组还包括 NTC电阻，其使用补偿导线。可选实施例中，电容模组系统中的每四个电容模组共用一块5000V隔离采样板，与每个电容模组连接的单体平衡板采用带扣直插插头(10PIN，包含两个电压六个温度两个均衡报警信号)与5000V 隔离采样板上下连接。

图6为本实用新型另一个实施例提供的基于电容模组的CT供电系统的模组控制板结构示意图。

可选实施例中，隔离采样板的CUP采用AT90CAN128，温度采集使用IOP07放大器，直流24/5V采用ZY2405FKS隔离电源，直流±15V采用 IA2415S隔离电源，整板PCB采用莱姆CTM8251总线隔离输出。可选实施例中，除了对每个电容模组的电压电流温度等进行信息采样外，也可通过 V30/VB/D/C02/A级变送器对整个电容模组系统进行系统级别的总电压电流采集。

可选实施例中，电容模组系统的背部可以设置有风冷系统，当该系统内部温度超过42度时，自动启动风冷系统。如果出现故障，例如，任意风扇损坏或者温度传感器损坏，该系统可以通过采集板直接通知显示在显示屏上。可选实施例中，显示屏选自维控PI8070触摸屏，可以通过422串口总线传达到电容模组系统的输出控制板(CMB)。

图7为本实用新型另一个实施例提供的基于电容模组的CT供电系统的输出控制板结构示意图。

如图所示，输出控制板用于通过驱动输出通道的直流接触器进行上下电时序控制，并且为每个输出通道设置截止电压。可选实施例中，每个输出通道的电压在高于该截止电压时，进行放电；每个输出通道的电压在低于该截止电压时，进行充电并自动报警。

可选实施例中，显示屏可以通过422串口总线传达到电容模组系统的输出控制板，由输出控制板通过CAN总线传输至系统上位机界面，从而提醒用户需要停止使用，联系售后人员进行维修维护工作。

以上对本实用新型所提供的一种基于电容模组的CT供电系统进行了详尽介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，对本实用新型的变更和改进将是可能的，而不会超出附加权利要求所规定的构思和范围，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种基于电容模组的CT供电系统，其特征在于，所述CT供电系统包括电容模组系统、监测系统、输入输出系统，其中，

所述电容模组系统用于内部储能，至少包括多个电容模组，所述电容模组包括多个电容单体；

所述监测系统至少包括模组控制板和多个单体平衡板，用于所述电容模组系统和/或所述电容模组的温度监测、电压监测、电流监测、电量监测和异常报警；

所述输入输出系统包括充电接口和输出接口，所述充电接口包括至少一个充电插头，所述输出接口包括至少一个输出通道，用于对外部负载供电；

所述充电接口通过接触器连接电容模组系统，所述电容模组通过所述模组控制板与所述单体平衡板连接，所述CT供电系统通过串口总线与输出控制板连接，由输出控制板通过CAN总线传输数据至上位机。

2.根据权利要求1所述的CT供电系统，其特征在于，所述电容模组通过纯铜板串联连接，所述模组控制板包括隔离采样板；其中，每4个所述电容模组共用一个所述隔离采样板。

3.根据权利要求2所述的CT供电系统，其特征在于，所述模组控制板至少包括NTC电阻，用于连接并实时监测所述电容模组。

4.根据权利要求2所述的CT供电系统，其特征在于，所述单体平衡板采用带扣直插插头，与所述隔离采样板通过高温耐压线上下连接。

5.根据权利要求1所述的CT供电系统，其特征在于，所述充电接口包括至少一个充电插头，多个所述充电插头间通过接触器互锁，所述接触器用于切换使用所述充电插头。

6.根据权利要求1所述的CT供电系统，其特征在于，所述输入输出系统包括输出控制板，所述输出控制板用于通过驱动所述输出通道的直流接触器进行上下电时序控制，并且为每个所述输出通道设置截止电压。

7.根据权利要求6所述的CT供电系统，其特征在于，当每个所述输出通道的电压在高于所述截止电压时，所述CT供电系统进行放电；每个所述输出通道的电压在低于所述截止电压时，所述CT供电系统进行充电并自动报警。

8.根据权利要求1所述的CT供电系统，其特征在于，多个所述电容单体通过双重绝缘铜缆串联组成所述电容模组，其中，所述双重绝缘铜缆具有超低阻抗。

9.根据权利要求1-8任一项所述的CT供电系统，其特征在于，所述CT供电系统还包括通信显示系统，所述通信显示系统至少包括显示器；其中，所述通信显示系统通过通信协议和串口与所述CT供电系统进行通信；所述显示器包括触摸显示屏，用于显示所述CT供电系统的状态信息，以及接收外部控制指令。

10.根据权利要求1-8任一项所述的CT供电系统，其特征在于，所述CT供电系统还包括风冷系统，用于所述CT供电系统的降温；其中，当所述CT供电系统的温度超过42℃时，所述风冷系统自动运行。

Images