CN213521699U - 开关电源及磁共振成像设备 - Google Patents

Abstract

开关电源，包括电压输入端(Vi)、电压输出端(Vo)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第一电容(C1)、第二电容(C2)、第一开关(SW1)、第二开关(SW2)以及驱动模块(10)。第一二极管的正极连接电压输入端。第二二极管的正极连接第一二极管的负极，其负极连接电压输出端。第一电容的第一端连接电压输出端，其第二端接地。第二电容的第一端连接第一二极管和第二二极管之间。第一开关连接第二电容的第二端和电压输入端。第二开关连接第二电容的第二端和接地。驱动模块能够驱动第一开关和第二开关交替闭合。该开关电源能够升压并且不影响磁共振成像设备的成像质量。本实用新型还提供了具有上述开关电源的磁共振成像设备。

Description

开关电源及磁共振成像设备

技术领域

本实用新型涉及一种开关电源，尤其是一种用于磁共振成像设备的开关电源，本实用新型还涉及具有上述开关电源的磁共振成像设备。

背景技术

磁共振成像设备通常通过ACDC模块来输出不同类型的电压以满足用电需求，在电压类型需求增加时，ACDC模块的成本也随之增加。为了节省成本，可以通过添加开关电源升压得到更多的电压类型，然而现有的开关电源通常具有电感甚至磁性元件(例如铁芯)，影响成像质量。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种开关电源，能够升压得到更多的电压类型并且不影响磁共振成像设备的成像质量。

本实用新型的另一个目的是提供一种磁共振成像设备，具有更低的制造成本。

本实用新型提供了一种开关电源，包括一个电压输入端和一个电压输出端。开关电源还包括一个第一二极管、一个第二二极管、一个第一电容、一个第二电容、一个第一开关、一个第二开关以及一个驱动模块。第一二极管的正极连接电压输入端。第二二极管的正极连接第一二极管的负极，其负极连接电压输出端。第一电容的第一端连接电压输出端，其第二端接地。第二电容的第一端连接第一二极管和第二二极管之间。第一开关的一端连接第二电容的第二端，另一端连接电压输入端。第二开关的一端连接第二电容的第二端，另一端接地。驱动模块能够驱动第一开关和第二开关交替闭合。

本实用新型提供的开关电源，驱动模块驱动第一开关和第二开关交替闭合，能够对第二电容充电使其第一端达到接近于电压输入端两倍的电压，第二电容再继续向第一电容充电使电压输出端能够输出两倍于电压输入端的电压。该开关电源制造成本低，通过第二电容向第一电容充电，电路中不包括电感以及磁性元件，避免了对影响磁共振成像设备的成像质量的影响。

在开关电源的一种示意性实施方式中，开关电源还包括一个低压差线性稳压器，其输入端连接电压输出端。低压差线性稳压器能够使输出的电压在各种负载下保持稳定。

在开关电源的一种示意性实施方式中，第一开关和第二开关为晶体管。借此提高开关电源的频率，以减小对影响磁共振成像设备的成像质量的影响。

在开关电源的一种示意性实施方式中，驱动模块为PWM控制器，其能够通过两个输出端分别输出波形反向的两个PWM驱动信号。第一开关为N沟道金氧半场效晶体管，其栅极连接驱动模块的一个输出端，其漏极连接电压输入端，其源极连接第二电容的第二端。第二开关为N沟道金氧半场效晶体管，其栅极连接驱动模块的另一个输出端，其漏极连接第二电容的第二端，其源极接地。借此能够进一步提高第一开关和第二开关的开关频率，进一步减小对磁共振成像设备的成像质量的影响。

在开关电源的一种示意性实施方式中，第一开关和第二开关为氮化镓金氧半场效晶体管。由于氮化镓金氧半场效晶体管具有更快的开关速度，进一步减小对磁共振成像设备的成像质量的影响。

在开关电源的一种示意性实施方式中，PWM控制器被设置为输出大于等于2.5Mhz的PWM驱动信号。借此使第一开关和第二开关的高次谐波噪声避开磁共振成像设备的成像频率，保证成像质量。

本实用新型还提供了一种磁共振成像设备，包括上述的开关电源。该磁共振成像设备具有更低的制造成本。

附图说明

以下附图仅对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。

图1是开关电源的一种示意性实施方式的电路示意图。

图2是开关电源的另一种示意性实施方式的电路示意图。

标号说明

10 驱动模块

20 低压差线性稳压器

Vi 电压输入端

Vo 电压输出端

D1 第一二极管

D2 第二二极管

C1 第一电容

C2 第二电容

SW1 第一开关

SW2 第二开关

具体实施方式

为了对实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式，在各图中相同的标号表示结构相同或结构相似但功能相同的部件。

在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。

在本文中，“第一”、“第二”等并非表示其重要程度或顺序等，仅用于表示彼此的区别，以利文件的描述。

图1是开关电源的一种示意性实施方式的电路示意。参照图1，开关电源包括一个电压输入端Vi和一个电压输出端Vo。电压输入端Vi用于连接电源以提供电压输入，电压输出端Vo用于连接负载以输出电压。开关电源还包括一个第一二极管D1、一个第二二极管D2、一个第一电容C1、一个第二电容C2、一个第一开关SW1、一个第二开关SW2以及一个驱动模块10。

第一二极管D1的正极连接电压输入端Vi。第二二极管D2的正极连接第一二极管D1的负极，其负极连接电压输出端Vo。第一电容C1的第一端连接电压输出端Vo，其第二端接地。第二电容C2的第一端连接第一二极管D1和第二二极管D2之间。第一开关SW1的一端连接第二电容C2的第二端，另一端连接电压输入端Vi。第二开关SW2的一端连接第二电容C2的第二端，另一端接地。驱动模块10能够驱动第一开关SW1和第二开关SW2交替闭合。在示意性实施中，第一开关SW1和第二开关SW2为继电器，驱动模块10为一个能够驱动继电器动作的驱动IC芯片。然而并不限于此，在其他示意性实施方式中，驱动模块10、第一开关SW1和第二开关SW2可以由其他具有相同功能的元件代替。

该开关电源在使用时，先将电源接入电压输入端Vi，此时电源通过第一二极管D1和第二二极管D2向第一电容C1充电，第一电容C1的第一端升至与电源相等的电压。驱动模块10驱动第一开关SW1和第二开关SW2交替闭合。在第一开关SW1断开且第二开关SW2闭合时，第二电容C2的第二端接地，电源通过第一二极管D1向第二电容C2充电，第二电容C2的第一端升至与电源相等的电压。在第二开关SW2断开且第一开关SW1闭合时，第二电容C2的第二端升至电源电压，由于电容器两端电压不能突变的特性，第二电容C2的第一端电压升高，并且由于第一二极管D1的存在使第二电容C2的第一端电压不会回流到电源。此时第二电容C2向第一电容C1充电。通过交替闭合第一开关SW1和第二开关SW2，第二电容C2就会持续向第一电容C1充电，使第一电容C1的第一端保持在接近两倍的电源电压，并且能够通过电压输出端Vo输出给负载。该开关电源通过第二电容C2向第一电容C1充电升压，电路中不包括电感以及磁性元件，避免了对影响磁共振成像设备的成像质量的影响。

在示意性实施方式中，参照图1，在开关电源还包括一个低压差线性稳压器20，其能够从应用的输入电压中减去超额的电压。低压差线性稳压器20输入端连接电压输出端Vo以获取电压，负载可以连接到低压差线性稳压器20的输出端以获取电压。低压差线性稳压器20能够使输出的电压在各种负载下保持稳定。

图2是开关电源的另一种示意性实施方式的电路示意图。参考图2，其与图1中所示的开关电源相同或相似之处不再赘述，其区别在于第一开关SW1和第二开关SW2为晶体管，由于晶体管在PWM信号驱动下相比机继电器具有更快的开关速度，借此提高开关电源的频率，以减小对影响磁共振成像设备的成像质量的影响。

参照图2，具体的驱动模块10为PWM控制器，其能够通过两个输出端分别输出波形反向的两个PWM驱动信号。第一开关SW1为N沟道金氧半场效晶体管，其栅极连接驱动模块10的一个输出端，其漏极连接电压输入端Vi，其源极连接第二电容C2的第二端。第二开关SW2为N沟道金氧半场效晶体管，其栅极连接驱动模块10的另一个输出端，其漏极连接第二电容C2的第二端，其源极接地。借此能够进一步提高第一开关SW1和第二开关SW2的开关频率，进一步减小对磁共振成像设备的成像质量的影响。

在示意性实施方式中，第一开关SW1和第二开关SW2为氮化镓金氧半场效晶体管。由于氮化镓金氧半场效晶体管具有更快的开关速度，PWM控制器被设置为输出大于等于2.5Mhz的PWM驱动信号。借此使第一开关SW1和第二开关SW2的高次谐波噪声避开磁共振成像设备的成像频率，保证成像质量。

本实用新型还提供了一种磁共振成像设备，包括上述的开关电源。该磁共振成像设备通过开关电源升压得到更多的电压类型，与定制ACDC模块的方案相比，制造成本更比。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方案或变更，如特征的组合、分割或重复，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.开关电源，包括一个电压输入端(Vi)和一个电压输出端(Vo)，其特征在于，所述开关电源还包括：

一个第一二极管(D1)，其正极连接所述电压输入端(Vi)；

一个第二二极管(D2)，其正极连接所述第一二极管(D1)的负极，其负极连接所述电压输出端(Vo)；

一个第一电容(C1)，其第一端连接所述电压输出端(Vo)，其第二端接地；

一个第二电容(C2)，其第一端连接所述第一二极管(D1)和所述第二二极管(D2)之间；

一个第一开关(SW1)，其一端连接所述第二电容(C2)的第二端，另一端连接所述电压输入端(Vi)；

一个第二开关(SW2)，其一端连接所述第二电容(C2)的第二端，另一端接地；以及

一个驱动模块(10)，其能够驱动所述第一开关(SW1)和所述第二开关(SW2)交替闭合。

2.如权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述开关电源还包括一个低压差线性稳压器(20)，其输入端连接所述电压输出端(Vo)。

3.如权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述第一开关(SW1)和所述第二开关(SW2)为晶体管。

4.如权利要求3所述的开关电源，其特征在于，所述驱动模块(10)为PWM控制器，其能够通过两个输出端分别输出波形反向的两个PWM驱动信号；所述第一开关(SW1)为N沟道金氧半场效晶体管，其栅极连接所述驱动模块(10)的一个输出端，其漏极连接所述电压输入端(Vi)，其源极连接所述第二电容(C2)的第二端；所述第二开关(SW2)为N沟道金氧半场效晶体管，其栅极连接所述驱动模块(10)的另一个输出端，其漏极连接所述第二电容(C2)的第二端，其源极接地。

5.如权利要求4所述的开关电源，其特征在于，所述第一开关(SW1)和所述第二开关(SW2)为氮化镓金氧半场效晶体管。

6.如权利要求5所述的开关电源，其特征在于，所述PWM控制器被设置为输出大于等于2.5Mhz的PWM驱动信号。

7.磁共振成像设备，其特征在于包括如权利要求1至6中任一项所述的开关电源。

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