CN214626495U - 用于探测器的不间断供电装置及具有其的射线成像系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于探测器的不间断供电装置及具有其的射线成像系统，不间断供电装置包括控制模块、第一电源功率管理芯片、第二电源功率管理芯片、第三电源功率管理芯片以及多个电池，每个电池分别通过第一可控电子开关与第一电源功率管理芯片的输出端连接、通过第二可控电子开关与第三电源功率管理芯片的输入端连接，且每个电池直接与第二电源功率管理芯片的输入端连接；控制模块用于控制供电状态下的第一可控电子开关和/或第二可控电子开关导通和/或关断。本实用新型提供的技术方案采用多个电源功率管理芯片以实现多个电池不间断供电，结构简单，安全稳定，使得探测器能够最大程度地持续工作，提高成像效率。

Description

用于探测器的不间断供电装置及具有其的射线成像系统

技术领域

本实用新型涉及电源技术领域，特别涉及一种用于探测器的不间断供电装置及具有其的射线成像系统。

背景技术

在射线探测器工作运行时，由于电池续航不够，往往需要对电池进行充电，而在电池充电过程中，射线探测器没有供电来源导致工作中断，不仅不利于射线探测器的正常使用，还使得基于射线探测器工作的射线成像系统中断工作。

因此，为了使射线探测器在非固定应用场景中能够持续不断电的工作，现在需要一种用于探测器的不间断供电装置及具有其的射线成像系统。

实用新型内容

鉴于以上内容，有必要提供一种用于探测器的不间断供电装置及具有其的射线成像系统，能够在非固定应用场景中持续不断电的工作，更加智能、高效。本实用新型提供的技术方案如下：

一方面，本实用新型提供了一种用于探测器的不间断供电装置，包括控制模块、第一电源功率管理芯片、第二电源功率管理芯片、第三电源功率管理芯片以及多个电池，每个电池分别通过第一可控电子开关与第一电源功率管理芯片的输出端连接、通过第二可控电子开关与第三电源功率管理芯片的输入端连接，且每个电池直接与第二电源功率管理芯片的输入端连接；

所述第一电源功率管理芯片的输入端用于与外部有线直流电源电连接，所述第一电源功率管理芯片的输出端通过DC-DC转换器和低压差稳压器向第一可控电子开关供电；

所述第二电源功率管理芯片的输出端通过DC-DC转换器和低压差稳压器向第二可控电子开关供电；所述第三电源功率管理芯片的输出端用于与外部负载连接；

所述控制模块用于控制供电状态下的第一可控电子开关和/或第二可控电子开关导通和/或关断。

进一步地，所述用于探测器的不间断供电装置还包括多个电池管理单元，所述电池管理单元与所述电池一一对应，所述电池管理单元用于监测与其对应的电池的电量、电压和/或电流信息。

进一步地，所述第一电源功率管理芯片的输入端还用于与外部无线电源电连接。

进一步地，所述用于探测器的不间断供电装置还包括用于容纳所述多个电池的电池仓。

特别地，所述电池与电池仓可分离。

进一步地，所述第一可控电子开关、第二可控电子开关为光耦、MOSFET、 IGBT中的一种或多种。

另一方面，本实用新型提供了一种射线成像系统，包括射线探测器和如上所述的任意一项用于探测器的不间断供电装置，所述射线探测器与所述用于探测器的不间断供电装置的第三电源功率管理芯片的输出端连接。

进一步地，所述用于探测器的不间断供电装置还设有与所述第一电源功率管理芯片电连接的第一接口和/或第二接口，所述第一接口用于将所述第一电源功率管理芯片的输入端与外部有线直流电源连接，所述第二接口用于将所述第一电源功率管理芯片的输入端与外部无线电源连接。

特别地，所述第二接口与所述外部无线电源之间还设有第三可控电子开关，所述第二电源功率管理芯片的输出端通过DC-DC转换器和低压差稳压器向第三可控电子开关供电，所述控制模块用于控制供电状态下的第三可控电子开关导通和/或关断。

进一步地，所述射线成像系统还包括图像处理工作站，所述图像处理工作站的输入端与所述射线探测器的输出端连接。

本实用新型具有下列优点：

a)接通外部电源时，不仅可以给探测器供电，还可以给电池充电，为探测器持续工作提供了双重保障；

b)结构简单，安全稳定。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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为本实用新型实施例提供的射线成像系统的结构框图。

其中，附图标记包括：1-第一可控电子开关，2-第二可控电子开关，3-第三可控电子开关。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，更清楚地了解本实用新型的目的、技术方案及其优点，以下结合具体实施例并参照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。需要说明的是，附图中未绘示或描述的实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。除此，本实用新型的说明书和权利要求书中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本实用新型的一个实施例中，提供了一种用于探测器的不间断供电装置，如图1所示，所述用于探测器的不间断供电装置包括控制模块、第一电源功率管理芯片、第二电源功率管理芯片、第三电源功率管理芯片以及多个电池，每个电池分别通过第一可控电子开关1与第一电源功率管理芯片的输出端连接、通过第二可控电子开关2与第三电源功率管理芯片的输入端连接，且每个电池直接与第二电源功率管理芯片的输入端连接。

所述控制模块用于控制所述第一可控电子开关1和/或第二可控电子开关2导通和/或关断，具体地，若两个以上电池的电量均大于电量基准阈值，则所述控制模块控制其中一个电池对应的第二可控电子开关2导通，并控制其余第二可控电子开关2关断；若供电状态的电池的电量低于或等于预设的电量基准阈值，则控制该电池对应的第二可控电子开关2关断，在该第二可控电子开关2关断之前或同时控制另一个电池对应的第二可控电子开关2导通。

响应于所述第一电源功率管理芯片的输入端与外部电源电连接，所述第一电源功率管理芯片的输出端为第一可控电子开关1上电，且所述控制模块控制所有的第一可控电子开关1导通，进而电池进入充电状态。

需要注意的是，所述第一电源功率管理芯片的输出端会引出一路分支(未图示)，所述分支通过DC-DC(Direct Current)转换和LDO(Low-DropOut Regulator，低压差稳压器，简称LDO)给所述第一可控电子开关1供电，同理，所述第二电源功率管理芯片的输出端也会通过一路分支(未图示)给所述第二可控电子开关 2供电；另外，可控电子开关可以是光耦、MOSFET、IGBT或其他可控电子开关中的一种或多种，不以此限定本实用新型的保护范围。

响应于所述电池的电力输出，所述第二电源功率管理芯片的输出端为第二可控电子开关2上电；响应于第二可控电子开关2导通，对应的电池通过第三电源功率管理芯片向负载输出电力信号。

在切换外部有线直流电源或切换不同电池为外部负载的供电电源的过程中，外部负载被提供不间断的电力信号。

在本实用新型的一个实施例中，提供了一种用于探测器的不间断供电装置，所述用于探测器的不间断供电装置与外部有线直流电源连接，具体地，若所述第一电源功率管理芯片的输入端与外部有线直流电源连接，则所述控制模块控制所有的第一可控电子开关1导通的同时，控制其中一个第二可控电子开关2导通，即外部有线直流电源对所述电池进行充电，且向负载输出电力信号。

在本实用新型的一个实施例中，提供了一种用于探测器的不间断供电装置，所述用于探测器的不间断供电装置与外部无线电源连接，具体地，若所述第一电源功率管理芯片的输入端与外部无线电源连接，则所述控制模块控制所有的第一可控电子开关1导通的同时，控制所有第二可控电子开关2断开，即外部无线电源对所述电池进行充电，且不向负载输出电力信号。

在本实用新型的一个实施例中，所述用于探测器的不间断供电装置还包括多个电池管理单元，所述电池管理单元与所述电池一一对应，所述电池管理单元用于监测与其对应的电池的电量、电压和/或电流信息，为所述控制模块提供控制所述第二可控电子开关2导通和/或关断的依据。

在本实用新型的一个实施例中，所述用于探测器的不间断供电装置还包括用于容纳所述多个电池的电池仓，所述电池与电池仓可分离。

在本实用新型的一个实施例中，提供了一种射线成像系统，如图1所示，包括射线探测器以及上述用于探测器的不间断供电装置，所述射线探测器与所述用于探测器的不间断供电装置的第三电源功率管理芯片的输出端连接，所述用于探测器的不间断供电装置通过所述第三电源功率管理芯片向所述射线探测器输出电力信号。

在本实用新型的一个实施例中，所述用于探测器的不间断供电装置还设有与所述第一电源功率管理芯片电连接的第一接口和/或第二接口，所述第一接口用于将所述第一电源功率管理芯片的输入端与外部有线直流电源连接，所述第二接口用于将所述第一电源功率管理芯片的输入端与外部无线电源连接，所述第二接口与所述外部无线电源之间还设有第三可控电子开关3，所述控制模块控制所述第三可控电子开关3导通和/或关断，以实现所述外部无线电源对所述用于探测器的不间断供电装置中的电池的供电。

在本实用新型的一个实施例中，提供了一种射线成像系统，如图1所示，包括电池A、电池B、第一电源功率管理芯片、第二电源功率管理芯片、第三电源功率管理芯片、电池管理单元A、电池管理单元B、控制模块以及射线探测器，所述系统还具有无线充电、有线供电的方式，所述无线电源、有线电源均与所述第一电源功率管理芯片的输入端电连接，所述无线电源与所述第一电源功率管理芯片的输入端之间还设有第三可控电子开关3。

所述电池A通过第一可控电子开关1与第一电源功率管理芯片的输出端连接、通过第二可控电子开关2与第三电源功率管理芯片的输入端连接，且所述电池A 直接与第二电源功率管理芯片的输入端连接，所述电池A与电池管理单元A对应连接；所述电池B通过第一可控电子开关1与第一电源功率管理芯片的输出端连接、通过第二可控电子开关2与第三电源功率管理芯片的输入端连接，且所述电池B直接与第二电源功率管理芯片的输入端连接，所述电池B与电池管理单元B对应连接。

所述第一电源功率管理芯片的输出端即C端的一路分支给所述第一可控电子开关1供电；所述第二电源，功率管理芯片的输出端即D端的一路分支(未图示)给所述第二可控电子开关2供电。

所述控制模块通过GPIO口控制所述第一可控电子开关1、第二可控电子开关2、第三可控电子开关3的导通和/或关断。

为了简洁清晰地说明所述系统的工作过程，现将与所述电池A连接的所述第一可控电子开关1称为开关A1，与所述电池A连接的所述第二可控电子开关2 称为开关A2，与所述电池B连接的所述第一可控电子开关1称为开关B1，与所述电池B连接的所述第二可控电子开关2称为开关B2，所述第三可控电子开关 3称为开关3，所述系统的工作场景如下：

(一)电池A、电池B均放置在电池仓内且均有电量(两块电池板的应用)；

a.有线充电、无线充电均未启用，所述第三电源功率管理芯片从所述电池A、电池B中选择一块给所述射线探测器供电，此场景下，C端未得电，D端得电，开关3通断皆可，开关A2、开关B2导通；

b.在场景a的基础上接入有线磁吸，启用有线充电，有线电源既给所述射线探测器供电，又同时给所述电池A、电池B充电，此场景下，C、D端均得电，开关A1、A2、B1、B2均导通，开关3通断皆可，所述第三电源功率管理芯片允许两个输入是同一个24V，2A有线电源；

c.在场景b的基础上再启用无线充电，由于无线充电的优先级比有线充电低，所以所述射线探测器仍然从有线电源取电，此场景下，C、D端均得电，开关A1、 A2、B1、B2均导通，开关3通断皆可；若所述开关3导通，则所述第一电源功率管理芯片优先选择有线充电的方式；

d.在场景a的基础上启用无线充电，控制模块根据所述电池A、电池B的电量来决定哪块电池板给所述射线探测器供电，哪块电池板由无线充电，此场景下，有两种情况：

①C、D端均得电，开关3导通，开关A1导通且开关A2断开(电池A充电)，开关B1断开且开关B2导通(电池B给射线探测器供电)；

②C、D端均得电，开关3导通，开关A1断开且开关A2导通(电池A给射线探测器供电)，开关B1导通且开关B2断开(电池B充电)；

e.在场景d中接入有线磁吸，由于有线优先级比无线高，所述系统切换至有线供电方式，有线直流电源既给所述射线探测器供电，又给所述电池A、电池B 同时充电，此场景下，C、D端均得电，开关A1、开关A2、开关B1、开关B2 均导通，开关3通断皆可；

在工作场景a、d中，所述电池A、电池B最终会耗尽电量而导致断电，启用无线充电方式只能延缓断电的发生；在工作场景d中，最终会将所述电池A、电池B充满电；在工作场景b、c、e中，由于启用有线充电源，所以无论是否处于正常工作状态，最终两块电池板均会被充满。

(二)电池A或电池B放置在电池仓内且有电量(单块电池板的应用场景)

以电池A放置在电池仓内为例：

f.有线充电、无线充电均未启用，此时所述电池A供电，所述第三电源功率管理芯片会从其两个输入端自行找到所述电池A，对所述射线探测器供电，在此场景下，C端未得电，D端得电，开关A1、B1、3随意，开关A2、B2导通；

g.在场景f的基础上接入有线磁吸，有线直流电源既给所述系统供电，又给电池A充电，在此场景下，C、D端均得电，开关A1、A2、B1、B2均导通，开关3通断皆可；

h.在场景g的基础上启用无线充电，由于无线优先级比有线低，仍然从有线取电，忽略无线电源，在此场景下，C、D端均得电，开关A1、A2、B1、B2均导通，开关3通断皆可；

i.在场景f的基础上启用无线充电，由于同一块电池板无法同时充放电，所以在下电的时候所述电池A充电，在此场景下，C、D端均得电，开关A1、B1、 3导通，开关A2、B2断开，而上电的时候只能使用所述电池A给所述系统供电，无线充电电源虽已准备就绪，但不可用，所述第三电源功率管理芯片会从其两个输入端自行找到这块电池板，对所述射线探测器供电，此时C、D端均得电，3 断开，开关A2、B2导通，开关A1、B1通断皆可；

j.在场景i中接入有线磁吸，由于有线优先级比无线高，切换至有线供电，有线直流电源既给所述射线探测器供电，又给所述电池A充电，在此场景下，C、 D端均得电，开关A1、A2、B1、B2均导通，开关3通断皆可；

(三)电池A、电池B均没有放置在电池仓内(无电池板的应用场景)

k.无电池板的情况下，只能通过有线磁吸供电才可以维持其正常工作，有线电源切断时立即下电，在此场景下，C、D端均得电，开关A1、A2、B1、B2均导通，开关3通断皆可，正是考虑到此使用场景，开关A1、B1不能使用图1中 D端的输出来供电，不然的话，由于没有电池板，D端默认不得电，导致所有开关都断开，如果开关A1、B1都断开，则有线电源无法从C端传递到所述第三电源功率管理芯片的输入端，但图1通过C端给开关A1、B1供电解决了这个问题，启用有线充电后C端得电，开关A1、B1也随之得电导通，然后电流通过所述第二电源功率管理芯片使D端得电，开关A2、B2均随之得电，最后所述控制模块通过GPIO口控制开关A2、B2导通，直流电源输入到所述第三电源功率管理芯片，给所述射线探测器供电。

在本实用新型的一个实施例中，所述射线成像系统还包括图像处理工作站，所述图像处理工作站的输入端与所述射线探测器的输出端连接。

在本实用新型的一个实施例中，提供了一种包括上述用于探测器的不间断供电装置的供电控制流程，用于在接入负载的情况下，为所述负载提供不间断电源，所述供电控制流程如下：

响应于检测到供电装置接入外部有线电源，则供电装置的控制模块控制全部电池对应的第一可控电子开关1均导通，同时控制全部电池中的一个电池对应的第二可控电子开关2导通；

响应于检测到供电装置接入外部无线电源，则控制模块控制全部电池对应的第一可控电子开关1均导通，同时控制全部电池对应的第二可控电子开关2均断开；

否则，在电量大于预设的电量基准阈值的电池范围内，按照电池优先级别由高到低的顺序，依次控制仅当前电池范围内优先级别最高的电池对应的第二可控电子开关2导通，当该电池的电量小于或等于电量基准阈值时，切换下一优先级别的电池对应的第二可控电子开关2导通且其导通时间不晚于上一优先级别的电池对应的第二可控电子开关2的关断时间。

在本实用新型的一个实施例中，所述供电控制流程中的用于探测器的不间断供电装置还包括电池管理单元，所述控制模块根据所述电池管理单元监测的电池的电量，控制第二可控电子开关2导通和/或关断。

在本实用新型的一个实施例中，所述供电控制流程中的所述用于探测器的不间断供电装置与外部无线电源之间还设有第三可控电子开关3，所述供电控制流程还包括：

若全部电池的电量均小于或等于所述电量基准阈值，且所述供电装置未接入外部有线电源，则所述控制模块控制控制第三可控电子开关3导通，以使供电装置接入外部无线电源。

本供电控制流程实施例的思想与上述实施例中射线成像系统的工作过程属于同一思想，通过全文引用的方式将上述射线成像系统实施例的全部内容并入本供电控制流程实施例，不再赘述。

本实用新型通过多电池供电给射线探测器，同时兼容有线充电和无线充电两种方式，并且实现电池热插拔使用，能够保持系统不断电持续工作，不用担心电池续航不够需要充电而导致工作作业被中断，给射线探测器的移动应用更宽广的领域。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制其专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于探测器的不间断供电装置，其特征在于，包括控制模块、第一电源功率管理芯片、第二电源功率管理芯片、第三电源功率管理芯片以及多个电池，每个电池分别通过第一可控电子开关(1)与第一电源功率管理芯片的输出端连接、通过第二可控电子开关(2)与第三电源功率管理芯片的输入端连接，且每个电池直接与第二电源功率管理芯片的输入端连接；

所述第一电源功率管理芯片的输入端用于与外部有线直流电源电连接，所述第一电源功率管理芯片的输出端通过DC-DC转换器和低压差稳压器向第一可控电子开关(1)供电；

所述第二电源功率管理芯片的输出端通过DC-DC转换器和低压差稳压器向第二可控电子开关(2)供电；所述第三电源功率管理芯片的输出端用于与外部负载连接；

所述控制模块用于控制供电状态下的第一可控电子开关(1)和/或第二可控电子开关(2)导通和/或关断。

2.如权利要求1所述的用于探测器的不间断供电装置，其特征在于，还包括多个电池管理单元，所述电池管理单元与所述电池一一对应，所述电池管理单元用于监测与其对应的电池的电量、电压和/或电流信息。

3.如权利要求1所述的用于探测器的不间断供电装置，其特征在于，所述第一电源功率管理芯片的输入端还用于与外部无线电源电连接。

4.如权利要求1所述的用于探测器的不间断供电装置，其特征在于，还包括用于容纳所述多个电池的电池仓。

5.如权利要求4所述的用于探测器的不间断供电装置，其特征在于，所述电池与电池仓可分离。

6.如权利要求1所述的用于探测器的不间断供电装置，其特征在于，所述第一可控电子开关(1)、第二可控电子开关(2)为光耦、MOSFET、IGBT中的一种或多种。

7.一种射线成像系统，包括射线探测器，其特征在于，还包括如权利要求1-6中任意一项所述的用于探测器的不间断供电装置，所述射线探测器与所述用于探测器的不间断供电装置的第三电源功率管理芯片的输出端连接。

8.如权利要求7所述的射线成像系统，其特征在于，所述用于探测器的不间断供电装置还设有与所述第一电源功率管理芯片电连接的第一接口和/或第二接口，所述第一接口用于将所述第一电源功率管理芯片的输入端与外部有线直流电源连接，所述第二接口用于将所述第一电源功率管理芯片的输入端与外部无线电源连接。

9.如权利要求8所述的射线成像系统，其特征在于，所述第二接口与所述外部无线电源之间还设有第三可控电子开关(3)，所述第二电源功率管理芯片的输出端通过DC-DC转换器和低压差稳压器向第三可控电子开关(3)供电，所述控制模块用于控制供电状态下的第三可控电子开关(3)导通和/或关断。

10.如权利要求7所述的射线成像系统，其特征在于，还包括图像处理工作站，所述图像处理工作站的输入端与所述射线探测器的输出端连接。

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