CN215817511U - 医疗设备及其保护电路 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及了一种医疗设备及其保护电路。该保护电路可设置于电源与用电设备之间，用于保护用电设备的供电安全，所述保护电路包括：传感部，设置为检测电源向用电设备进行供电的输入电源线的第一电流值和/或第一电压值；逻辑控制器，设置为从传感部接收第一电流值和/或所述第一电压值以判定供电状态；以及动作部，配置为接收逻辑控制器判定供电状态处于正常或异常所产生的相应的控制信号控制输入电源线处于的导通状态或断开状态。本公开的保护电路可以实时检测电源供电的状态，另可以通过软件设定电源供电的正常范围，实现逻辑控制的数字化保护电路，并实现配电系统的平台化。

Description

医疗设备及其保护电路
技术领域
本实用新型涉及配电技术领域，特别涉及为医疗设备提供配电保护的保护电路。
背景技术
在医疗设备中传统的配电方式由匹配的空气开关和继电器组成保护电路。在对应电源、医疗设备工作的异常情况时，例如电源、配电系统端的异常供电，也包括医疗设备端的异常的供电状态，例如医疗设备的过载或短路等。
在传统的保护电路，利用空气开关和继电器的组合对电源的配电/供电作断开或导通的操作以起到保护该电源对医疗设备的安全供电。但由于每个器件需要单独固定，器件之间需要使用线缆连接，导致组装效率低下，成本较高。
实用新型内容
有鉴于此，本公开一方面提出了一种保护电路，该保护电路能够基于数字化的逻辑控制以实现当电源通过输入电源线向用电设备供电时的上电自动检测和上电运行保护。该保护电路包括：传感部，设置为检测电源向用电设备进行供电的输入电源线的第一电流值和/或第一电压值；逻辑控制器，设置为从所述传感部接收所述第一电流值和/或所述第一电压值以判定供电状态；以及动作部，配置为接收所述逻辑控制器判定供电状态处于正常或异常所产生的相应的控制信号控制所述输入电源线处于的导通状态或断开状态，其中，所述逻辑控制器还配置为接收一使能信号条件下以触发所述逻辑控制器在判断供电状态处于正常后，通过所述动作部控制所述输入电源线处于导通状态。
本公开的另一个方面提供了一种医疗设备，该医疗设备包括：为所述医疗设备供电的电源，以及如前所述的保护电路，其中，所述保护电路设置于所述电源与所述医疗设备之间，用于保护所述电源对所述医疗设备的供电安全。
本公开所提供的一个或多个实施例的保护电路及医疗设备的一个优势在于，该保护电路的逻辑控制器可设置为检测电源通过输入电源线向医疗设备进行供电时的情况，即通过检测该输入电源线的电压值和电流值与设定的标准电压值和电流值作比较，使得逻辑控制器在判断电源正常供电时，以通过动作部控制输入电源线的导通；在逻辑控制器判断电源非正常供电时，以通过所述动作部控制输入电源线断开，使得逻辑控制器即使接收使输入电源线导通的使能信号，也需在判断电源正常供电的条件下使动作部控制输入电源线导通，从而实现了上电自动检测和上电运行保护。
本公开所提供的一个或多个实施例的保护电路及医疗设备的另一个优势在于，逻辑控制器可基于CPLD/FPGA等实现逻辑控制部分，从而提供基于逻辑控制的数字化的保护电路，使得电路板体积小，保护动作速度快、灵活且成本低于传统的基于空气开关、继电器的保护电路。
附图说明
下面将通过参照附图详细描述本公开的实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本实用新型的上述及其它特征和优点，附图中：
图1为示出根据一个示例性实施例的保护电路的功能结构示意图；
图2为示出根据另一个示例性实施例的保护电路的动作部的功能结构示意图。
其中，附图标记如下：
10：保护电路
20：电源
30：用电设备
101：电流传感单元
102：输入电源线
103：电压传感单元
R：检测电阻
F2：第二电路熔丝
105：逻辑控制器
1051：第一比较器
1052：第二比较器
107：动作部
K1：第一继电器
K2：第二继电器
F1：第一电路熔丝
109：启动和复位按键
111：逻辑控制信号
I0：第二电流值
V0：第二电压值
BL：通断指示灯
具体实施方式
为了对本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相同的部分。
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。
为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。
在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示它们的重要程度及顺序、以及互为存在的前提等。
在医疗设备中传统使用的电源、配电系统，通常基于空气开关和继电器组成的保护电路以保护医疗设备获得安全的供电。电源、配电系统在向医疗设备供电时，会发生异常的供电状态，例如电源、配电系统端的异常供电，也包括医疗设备端的异常的供电状态，例如医疗设备的过载或短路等，在发生异常的供电状态时，保护电路可触发断开电源、配电系统的供电。保护电路的响应速度是重要的性能参数，其取决于保护电路是否具备上电自动检测即检测供电状态是否异常、上电运行保护的功能。
借助于一些逻辑逻辑控制器可以实现基于逻辑通断的保护电路(板)，其具有体积小，保护反应快的特点。进一步，可以借助于逻辑逻辑控制器实现电源、配电系统的数字化和平台化设计。逻辑逻辑控制器可借助于复杂可编辑逻辑器件(CPLD-ComplexProgrammable Logic Device)或现场可编程门整列(FPGA-Field Programmable GateArray)实现保护电路中的逻辑控制以实现上电自动检测、上电运行保护等功能。
根据本公开实施例的一个方面，启发于应用逻辑逻辑控制器设计一种保护电路，提供了一种能够实现上电自动检测、上电运行保护的保护电路，使得保护电路的体积更小、反应更快且适应于数字化和平台化的设计。下面结合附图详细描述本公开的示例性实施例。
参看图1示出了根据本公开实施例的保护电路的功能结构示意图。
如图1所示，根据一些实施例，该保护电路10包括：传感部，设置为检测电源20向用电设备30进行供电的输入电源线102的第一电流值和/或第一电压值；逻辑控制器105，设置为从传感部接收第一电流值和/或第一电压值以判定供电状态；以及动作部107，设置为能够控制输入电源线102处于的导通状态或断开状态，以及动作部107，配置为接收逻辑控制器105判定供电状态所产生的相应的控制信号以控制输入电源线102处于的导通状态或断开状态，其中，逻辑控制器105还配置为接收一使能信号条件下以触发逻辑控制器105在判断正常的供电状态后，能够通过动作部107控制输入电源线102处于导通状态，而在逻辑控制器105判断异常的供电状态后通过动作部107控制输入电源线102处于断开状态。因此，逻辑控制器105未接受使能信号时，动作部107的初始状态可以设置为控制输入电源线102处于断开状态，其有益处可在后文详细叙述。
在此，供电状态包括电源20端的供电状态以及用电设备端30的负载的供电状态，其异常的供电状态包括：电源20的供电异常或用电设备的过载、短路等情形。
根据一些实施例，为了实现动作部107可根据逻辑控制器判定供电状态以控制输入电源线102处于导通状态或断开状态，动作部107包括：第一继电器K1，设置为从逻辑控制器接105收判定供电状态的信号以控制所述第一继电器K1动作，第一继电器K1进一步设置为与输入电源线102串接，使得当逻辑控制器105判定供电状态处于异常状态时，第一继电器在逻辑控制器的控制下断开，用电设备30无法由输入电源线102供电。第一继电器K1例如是固态继电器。
根据一些实施例，为了实现上电自动检测、上电运行保护，动作部107的初始状态设置为控制输入电源线102断开，例如通过设置第一继电器K1的初始状态为断开，使得用电设备30无法通过输入电源线102获得供电，即电源20仅向传感部提供电力，以首先检测电源20供电的第一电流值和/或第一电压值的供电状态，即判断其供电状态是否在正常工作的范围内。在逻辑控制器105判断供电状态在正常工作范围内时，逻辑控制器105可控制第一继电器K1吸合，使输入电源线102处于导通状态。
根据一些实施例，为了实现保护电路10实现上电运行保护的功能，逻辑控制器105还被配置为通过操作启动和复位按键109接收使能信号，以触发逻辑控制器105在判断正常的供电状态后，能够通过动作部107控制输入电源线102处于导通状态。例如逻辑控制器105的输入端接收触发启动和复位按键109动作产生的逻辑控制信号111后，可控制输入电源线102进入预导通状态，即逻辑控制器105此时在判定供电状态在正常范围时，可进一步控制第一继电器K1吸合。启动和复位按键109例如是一种非自锁型的开关按键，在一次按压启动和复位按键109时可产生预先允许第一继电器K1吸合的逻辑控制信号111，该逻辑控制信号111为一单次脉冲信号；在二次按压该启动和复位按键109可将双次脉冲信号表征为断电信号，然而只有在逻辑控制器105判断电源20供电在正常工作范围内才会控制第一继电器K1吸合，这起到了上电运行保护的功能。需要说明的是，在未触发启动和复位按键109时，逻辑控制器105不会控制动作部107，例如第一继电器K1的吸合使输入电源线102处于导通状态，即使逻辑控制器105可以判断供电状态在正常工作范围内。
另外，为了满足电气安全要求，在用于供电的输入电源线102上，可以设置作为主电路熔丝的第一电路熔丝F1与第一继电器K1串联，以作为二次保护的措施。
根据一些实施例，为了实现逻辑控制器105能够判断电源20供电的状态，即是否处于其正常的工作范围，逻辑控制器105包括：第一比较器1051和第二比较器1052，又其中，第一比较器1051配置为接收第一电流值并与作为参考设定的第二电流值I0进行比较，第二比较器1052配置为接收第一电压值并与作为参考设定的第二电压值V0进行比较，使得逻辑控制器105能够分别根据第一电流值与第二电流值I0的比较的结果以及第一电压值与第二电压值V0比较的结果判定供电状态是否存在异常。例如，第二电流值I0、第二电压值V0可以设定为电源20或用电设备30端供电状态处于正常时的标准电流值、电压值或其范围。另外，为供电状态的正常状态可以设定作为参考的第二电流值I0、第二电压值V0，例如可以通过通讯接口和软件设定。供电状态还可以通过例如逻辑控制器105的通讯接口实时读取，即实施读取第一电流值和/或第一电压值。
根据一些实施例，为了使传感部能够检测电源20输出的电流值，传感部包括：电流传感单元101，设置为与输入电源线102串联以检测第一电流值。相应地，为了使传感部能够检测电源20输出的第一电压值以使逻辑控制器105能够据此判断供电状态是否处于正常范围内，传感部还包括：电压传感单元103，设置为与输入电源线102并联以检测第一电压值，例如跨接于两条平行设置的输入电源线102间；检测电阻R，设置为与电压传感单元103串接，使得在第一继电器K1未吸合时，保护电路10上电时，整个供电电流可为检测电阻R供电。在此，还可以设置第二电路熔丝F2与检测电阻R串联，以提供保护措施。
根据另一示出的实施例，以进一步说明保护电路10起到上电运行保护作用的。保护电路10在上电后，第一继电器K1处于断开的初始状态。同时，为了显示启动和复位按键109是处于接通上电所对应的单次脉冲信号或在二次按压后对应于断电的双次脉冲信号。在逻辑控制器105可连接一通断指示灯BL。具体地，在逻辑控制器105判断供电状态处于正常状态时，且启动和复位按键109对应于接通上电时，第一继电器K1吸合或闭合时，通断指示灯BL亮起，而第一继电器K1断开时，通断指示灯BL熄灭。然而，当检测到供电状态异常时，即例如用电设备30出现过载或短路情况时，逻辑控制器105通过电流传感单元101、电压传感单元103在检测到第一电流值、第一电压值超过预设的第二电流值I0、第二电压值V0判定异常的供电状态时，逻辑控制器105控制第一继电器K1断开，断开供电。此时，即使对启动和复位按键109进行操作，也保证无法使第一继电器K1导通。仅当如用电设备30端的故障排除后，检测到的第一电流值、第一电压值恢复到正常范围时，才可有效操作启动和复位按键109。
参考图2示出根据另一个示例性实施例的保护电路的动作部的功能结构示意图。
如图2所示，根据一些实施例，动作部107可以设置第二继电器K2与第一继电器K1串接于输入电源线102，并接收逻辑控制器105的使能信号，例如第二继电器K2对应于在手动触发启动和复位按键109接通上电时，逻辑控制器105控制第二继电器K2吸合；而逻辑控制器105仅在判定供电状态在正常时对应于控制第一继电器K1的吸合，从而使输入电源线102导通，由电源20向用电设备30供电，以实现两个继电器分别对应于各自不同的逻辑判断。在此，第二继电器K2例如是中间继电器。
根据本公开的另一个实施例，提供了一种医疗设备，该医疗设备包括为其供电的电源，还包括前述的保护电路10，其中，保护电路10设置于电源与医疗设备之间，用于保护电源对医疗设备的供电安全。在此，医疗设备例如是CT设备、MRI设备、血管造影机、X射线成像设备等。医疗设备通常包括机关，配电系统可安装在机柜中。
以上所述仅是本公开的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本公开的保护范围。

Claims (8)

1.一种保护电路，设置于电源与用电设备之间，用于保护电源对所述用电设备的供电安全，其特征在于，所述保护电路包括：
传感部，设置为检测电源向用电设备进行供电的输入电源线(102)的第一电流值和/或第一电压值；
逻辑控制器(105)，设置为从所述传感部接收所述第一电流值和/或所述第一电压值以判定供电状态；以及
动作部(107)，配置为接收所述逻辑控制器(105)判定供电状态处于正常或异常所产生的相应的控制信号控制所述输入电源线(102)处于的导通状态或断开状态，其中，所述逻辑控制器(105)还配置为接收一使能信号的条件下以触发所述逻辑控制器(105)在判断供电状态处于正常后，通过所述动作部(107)控制所述输入电源线(102)处于导通状态。
2.根据权利要求1所述的保护电路，其中，所述逻辑控制器(105)包括：第一比较器(1051)和第二比较器(1052)，又其中，所述第一比较器(1051)配置为接收第一电流值并与作为参考设定的第二电流值进行比较，
又其中，所述第二比较器(1052)配置为接收第一电压值并与作为参考设定的第二电压值进行比较，使得所述逻辑控制器(105)能够分别根据第一电流值与所述第二电流值的比较以及所述第一电压值与所述第二电压值比较的结果判定供电状态。
3.根据权利要求1或2所述的保护电路，其中，所述动作部(107)的初始状态设置为控制所述输入电源线(102)断开供电。
4.根据权利要求1或2所述的保护电路，其中，所述逻辑控制器(105)配置为通过启动和复位按键(109)接收所述使能信号。
5.根据权利要求1所述的保护电路，其中，所述动作部(107)包括：
第一继电器(K1)，设置为从所述逻辑控制器(105)接收判定供电状态的信号以控制所述第一继电器(K1)动作，所述第一继电器(K1)进一步设置为与所述输入电源线(102)串接，使得当所述逻辑控制器(105)判定供电状态处于非正常状态时，所述第一继电器(K1)在所述逻辑控制器(105)的控制下断开，所述用电设备无法由所述输入电源线(102)供电。
6.根据权利要求1所述的保护电路，其中，所述传感部还包括：电流传感单元(101)，设置为与所述输入电源线(102)串联以检测第一电流值。
7.根据权利要求1所述的保护电路，其中，所述传感部还包括：
电压传感单元(103)，设置为与所述输入电源线(102)并联以检测第一电压值；
检测电阻(R)，设置为与所述电压传感单元(103)串接使所述电压传感单元(103)检测所述第一电压值。
8.一种医疗设备，包括：为所述医疗设备供电的电源，其特征在于，还包括如权利要求1至7任一项所述的保护电路(10)，其中，所述保护电路设置于所述电源与所述医疗设备之间，用于保护所述电源对所述医疗设备的供电安全。
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