专利名称：一种医用诊断x射线机的电源装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于医疗器械领域，尤其涉及一种用于医用诊断x射线机的电源装置。
背景技术：
X射线诊断装置系指利用X射线透射人体产生影像的特性，诊断疾病的固定式装 置，大致可分为X射线诊断机和X线CT机等几大类。 按医疗设备的一般分类，400mA (指其高压系统输出电流)及其以上规格的X射线 机，规定为大型X射线诊断机。 在《民用建筑电气设计规范(JGJ/T 16-92)》中规定，对于大型X射线诊断机规定 应设专用回路供电。 对于400mA以下规格的中、小型X射线诊断机，规范中并未规定必须采用专用回路 供电。 由于其工作原理和过程的特殊性，医用诊断X射线机对电源的需求容量有较严格 的要求。 在中华人民共和国医药行业标准《300mA医用诊断X射线机(YY0008-90)》中规 定，其电源容量不应低于20kW;在《200mA医用诊断X射线机(YY0007-90)》中亦有同样的 规定；《100mA医用诊断X射线机(YY0201-1995)》中规定，其电源容量不应低于7kVA，直到 《50mA医用诊断X射线机(YY0200-1995)》中，还规定其电源容量不应低于3kVA(虽然上述 标准由于分类不合理等原因被部分废止了，但是业内依然习惯于参照上述标准对产品使用 客户提出电源容量、电源线电阻等方面的要求)。 可见，对于中、小型的医用诊断X射线机，其电源容量的要求至少也是几个kVA，例 如，HMC-50移动式C形臂X射线机，其电源容量要求不小于4kVA ;LX-20A型高频便携式医 用诊断X射线机，其电源容量要求大于2. 5kVA(参见上述产品的使用说明书中相关内容)。 [ooog] 当前国家大力提升农村医疗卫生部门的条件，投入了大量的精力与财力，因此对 于医疗器械行业来说，也是一个很好的机遇。 然而在考察农村医疗卫生所的条件时发现，对于医用诊断X射线机所需要的常规 AC 380V三相电源，有很大一部分地区都尚不具备条件。 现有的农村医疗卫生所，基本上是民用AC 220V单相照明线路和墙壁插座为主要 电源，且其电源电压的波动性大，频率不稳定，线路容量小，无法满足现有医用诊断X射线 机对电源容量的严格要求。 对于医用诊断X射线机，输入电源容量(以下简称为电源容量)的不足，将会影响 X射线实际值的输出。 X射线机"千伏"参数采用的是预示方式，电源容量不足，曝光时产生的电压降将使 得实际千伏数远远低于预示千伏数，使得X射线输出的实际值降低，达不到预期的摄影效 果，严重时甚至使电源掉闸，机器无法使用。过大的电压降，会使得某些部件，如高压整流管等縮短使用寿命，某医院的放射科设备曾经因为电源容量不足的问题，出现过X射线机一 年内更换两次高压整流管，CT机两年更换3个球管的教训。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种医用诊断X射线机的电源装置，其采 用电力变配电系统中二次操作系统直流电源的"浮充电"工作方式，对医用诊断X射线机的 蓄电池组进行在线的、持续的电能补充，解决了民用单相交流电源容量不足和质量不稳定 对医用X射诊断设备的正常运行和使用寿命带来的不利影响，使得医用诊断X射线机的适 用范围得到大大扩展，为广大农村的医疗卫生所/站/点使用中、小型医用诊断X射线机创 造先决条件。 本实用新型的技术方案是提供一种医用诊断X射线机的电源装置，包括逆变电 源单元和X射线机的操作控制单元，其特征是在逆变电源单元的电源输入端，设置一个电 池组单元；设置一个交/直流变换单元，所述交/直流变换单元的输入端与单相交流电源连 接，所述交/直流变换单元的输出端与逆变电源单元的电源输入端和电池组单元的正、负 极端连接；设置一个基准电压提供单元，所述基准电压提供单元的输入端与一个基准直流 电源电路的输出端连接；设置一个电压比较单元，所述电压比较单元的一个信号输入端与 基准电压提供单元的输出端连接，所述电压比较单元的另一个信号输入端与逆变电源单元 的电源输入端连接；所述电压比较单元的信号输出端，与X射线机操作控制单元的控制信 号输入端连接。 其所述的交/直流变换单元至少包括接触器和整流桥，所述接触器的主触头回路 一端与单相交流电源连接，另一端与整流桥的交流输入端连接。 在所述接触器的主触头回路和整流桥的交流输入端之间，串联设置一限流电路。 上述的限流电路为电阻限流电路。 上述的交/直流变换单元与电池组单元构成在线式"浮充"电路功能模块。 所述的基准电压提供单元为电阻分压电路。 所述的分压电阻为可调电阻器，所述可调电阻器的两个固定端分别与基准直流电 源电路的输出端连接，所述可调电阻器的滑动端与电压比较单元的一个信号输入端连接， 构成基准电压输出端。 所述的电压比较单元为比较电路。 所述比较电路的"+ "输入端与逆变电源单元的电源输入端连接，构成采样信号输 入端；所述比较电路的"-"输入端与基准电压提供单元的基准电压输出端连接，构成基准 信号输入端；所述比较电路的输出端与X射线机操作控制单元的控制信号输入端连接，构 成比较信号的输出端。 所述电压比较单元的信号输出端，与隔离电路的输入端连接，所述隔离电路的输 出端，构成反馈信号输出端。 所述隔离电路的输出端，经过驱动电路与X射线机操作控制单元CPU的控制/反 馈信号输入端连接。 所述的交/直流变换单元为电池组单元提供在线式"浮充"电源，所述的电池组单 元为逆变电源单元提供电源，所述的逆变电源单元为X射线机提供操作/控制电源。
4[0027] 与现有技术比较，本实用新型的优点是 1.借用电力变配电系统中二次操作系统直流电源的"浮充电"功能电路模块的工 作方式，对中、小型医用诊断X射线机的蓄电池组进行在线的、持续的电能补充，再由蓄电 池组为医用诊断X射线机提供曝光电源，使得采用现有交流220V小容量民用电网电源作为 医用诊断X射线机的输入电源成为可能； 2.通过采用单相民用电网电源为医用诊断X射线机供电，使得中、小型X射线诊断 机的应用/适用范围大大扩展，为在广大农村的医疗卫生所/站/点使用中、小型医用诊断 X射线机提供了保障； 3.由于本技术方案中采用了 "浮充电"的在线、持续式充电方式对蓄电池组进行电 能补充，其电能存储容量更大、更稳定，对外接电源容量/质量的要求进一步降低，可适用 医用诊断X射线机的容量进一步增大，可以适应容量在200mA规格及以上的医用诊断X射 线机，较好地改善了医用诊断X射线机的工作电源环境，为机器的高质量、稳定运行，创造 了条件。
图1是本实用新型主回路的电路结构框图； 图2是电压比较单元的电路结构示意图； 图3是采样电路的电原理示意图； 图4是基准电压提供单元的电原理示意图； 图5是比较电路的电原理示意图； 图6是隔离电路的电原理示意图。 图中1为接触器，2为电阻限流回路，3为单相整流桥，4为电池组，5为逆变电源单 元，6为升压变压器，7为基准电压单元，8为电压比较单元，9为X射线机操作控制单元。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步说明。 图1中，本实用新型的技术方案是在逆变电源单元5的电源输入端，设置一个电 池组单元4和一个交/直流变换单元，交/直流变换单元的输入端与单相交流电源AV220V 连接，交/直流变换单元的输出端与逆变电源单元的电源输入端和电池组单元的正、负极 端连接。 设置一个基准电压提供单元7，基准电压提供单元的输入端与一个基准直流电源 电路(图中未示出)的输出端连接。 设置一个电压比较单元8，电压比较单元的一个信号输入端与基准电压提供单元 的输出端连接，电压比较单元的另一个信号输入端与逆变电源单元的电源输入端连接；电 压比较单元的信号输出端，与X射线机操作控制单元9的控制信号输入端连接。 其交/直流变换单元至少包括接触器l和整流桥3，接触器的主触头回路一端与单 相交流电源连接，另一端与整流桥的交流输入端连接。 在接触器的主触头回路和整流桥的交流输入端之间，串联设置一限流电路2。 上述的交/直流变换单元与电池组单元构成在线式"浮充"电路功能模块。[0045] 交/直流变换单元为电池组单元提供在线式"浮充"电源，电池组单元为逆变电源 单元提供电源，逆变电源单元为X射线机提供操作/控制电源。 在图2中，电压比较单元由比较电路、隔离电路、驱动电路依次串接构成，其比较 电路的一个输入端经采样电路与逆变电源单元的电源输入端连接，构成采样信号输入端； 比较电路的另一个输入端与基准电压提供单元的基准电压输出端连接，构成基准信号输入
丄山顺。 比较电路的信号输出端，与隔离电路的输入端连接，隔离电路的输出端，经过驱动
电路与X射线机操作控制单元9的CPU的控制/反馈信号输入端连接。 图3中，是一个采样电路的实施例电原理示意图，很明显，逆变单元的输入电压
(亦即电池组的输出电压，下同)，经电阻Rl和R6被送入集成电路Ul的第3、 10端(对应
的为Ul的第1、3组功能芯片)，由集成电路Ul的第2组功能芯片，对从逆变单元的输入电
压进行采样，在集成电路Ul的第7端产生/输出采样信号Ui。 图4中，基准电压提供单元为电阻分压电路。 其分压电阻为可调电阻器R13，可调电阻器的两个固定端分别与基准直流电源电 路的正电压输出端+15V和接地端分别对应连接，可调电阻器的滑动端经串接的电阻R12， 构成基准电压输出端，与电压比较单元的一个信号输入端连接，输出基准信号Ub。 图5中，给出了比较电路的电原理示意图，由采集电路输出的采样信号Ui和由电 阻分压电路输出的基准信号Ub，被分别对应送至比较电路的输入端12和13，集成电路U1 将采样信号与基准信号比较，产生比较信号Uo。 当采样信号Ui高于基准信号Ub时，比较信号Uo输出高电平，机器不做出任何反 应，当采样信号Ui低于基准信号Ub时，比较信号Uo输出低电平，机器将通过隔离电路与驱 动电路做出相应的反应。 图6中，给出了隔离电路的电原理示意图，比较信号Uo经过光电隔离电路，转换成 X射线机操作控制单元9的反馈信号Uf 。 反馈信号Uf传输到X射线机操作控制单元CPU板上的外围输入口后，控制单元 CPU对此信号进行处理，通过面板显示相关提示信息，直至逆变输入部分的电压达到310V， 面板刷新显示界面，可进行下一次曝光。 由于上述各单元、功能电路均为电气控制领域的现有技术，所采用的描述方法亦
为本领域的习惯性说法，故本领域的普通技术人员完全可以理解上述技术方案，只要掌握 了本申请技术方案的发明思路，完全可以不经过创造性的劳动，再现本申请的技术方案，实
现其发明目的，达到其预期的技术效果。故上述各具体单元、功能电路的工作原理以及具体 线路结构、连接关系在此不再详述。 实际实施时，外接的普通民用电源供给单相的220V交流电，通过在接触器主触头 处串联的限流回路，减少开机时对整机充电的电流冲击；交流220V电源通过接触器的主触 头输送到单相整流桥上，经过单相整流桥整流后，输出310V直流电压送给整机的逆变电源 单元，在逆变电源单元的输入端并联有电池组，使得在曝光时能量的补充供给，由此电池组 回路来实现。 外接的单相交流电源所起的作用只是在逆变电源单元的输入电压跌落后，对电池 组继续充电，这样一方面能降低在曝光产生大能量瞬间，完成能量的补充，另一方面也能降低对外接电源容量的要求。 另外还设置了电压比较单元，实现对逆变电源单元输入电压的监控。 当X射线机曝光输出射线时，逆变电源单元的输入端，在曝光时间内存在瞬间的
压降，使得在X射线机连续曝光时，会产生能量不足的现象，因此需要对这个电压进行及时
比较，来实时监测逆变电源单元的输入电压。 当曝光后电池组的输出电压(亦即逆变电源单元的输入电压)跌至250V以下时， 电压比较单元将所采样得到的电池组电压与基准电压进行比较，输出电压过低信号，传输 到操作控制单元中的CPU, CPU将该信号进行处理后，通过面板显示"需充电，请等待"的提 示，直至逆变输入部分的电压达到310V，面板刷新显示界面，才能进行下一次曝光，最终产 生符合标准的X射线量。 采用上述技术方案，可使得医用诊断X射线机发出20kW的功率，而它对电源容量 的要求低到只需要lkW的容量即可，也就是说对于一台具备20kW功率的机器，它所需要的 电源条件仅为220V 5A，常见的普通民用单相电源即可满足，从而达到了"降低医用诊断X 射线机对电源容量要求"的发明目的，解决了电源容量不足和质量不稳定对医用X射诊断设 备的正常运行和使用寿命带来的不利影响，使得200mA左右规格的中型医用诊断X射线机 的适用范围得到大大扩展，为广大农村的医疗卫生所/站/点使用中、小型医用诊断X射线 机创造先决条件。 本实用新型可广泛用于400mA以下规格中、小型医用诊断X射线机的设计和制造 领域。
权利要求一种医用诊断X射线机的电源装置，包括逆变电源单元和X射线机的操作控制单元，其特征是在逆变电源单元的电源输入端，设置一个电池组单元；设置一个交/直流变换单元，所述交/直流变换单元的输入端与单相交流电源连接，所述交/直流变换单元的输出端与逆变电源单元的电源输入端和电池组单元的正、负极端连接；设置一个基准电压提供单元，所述基准电压提供单元的输入端与一个基准直流电源电路的输出端连接；设置一个电压比较单元，所述电压比较单元的一个信号输入端与基准电压提供单元的输出端连接，所述电压比较单元的另一个信号输入端与逆变电源单元的电源输入端连接；所述电压比较单元的信号输出端，与X射线机操作控制单元的控制信号输入端连接。
2. 按照权利要求1所述的医用诊断X射线机的电源装置，其特征是所述的交/直流变换单元至少包括接触器和整流桥，所述接触器的主触头回路一端与单相交流电源连接，另一端与整流桥的交流输入端连接。
3. 按照权利要求2所述的医用诊断X射线机的电源装置，其特征是在所述接触器的主触头回路和整流桥的交流输入端之间，串联设置一限流电路。
4. 按照权利要求3所述的医用诊断X射线机的电源装置，其特征是所述的限流电路为电阻限流电路。
5. 按照权利要求1所述的医用诊断X射线机的电源装置，其特征是所述的交/直流变换单元与电池组单元构成在线式"浮充"电路功能模块。
6. 按照权利要求1所述的医用诊断X射线机的电源装置，其特征是所述的基准电压提供单元为电阻分压电路，所述的分压电阻为可调电阻器，所述可调电阻器的两个固定端分别与基准直流电源电路的输出端连接，所述可调电阻器的滑动端与电压比较单元的一个信号输入端连接，构成基准电压输出端。
7. 按照权利要求1所述的医用诊断X射线机的电源装置，其特征是所述的电压比较单元为比较电路，所述比较电路的"+ "输入端与逆变电源单元的电源输入端连接，构成采样信号输入端；所述比较电路的"-"输入端与基准电压提供单元的基准电压输出端连接，构成基准信号输入端；所述比较电路的输出端与X射线机操作控制单元的控制信号输入端连接，构成比较信号的输出端。
8. 按照权利要求1所述的医用诊断X射线机的电源装置，其特征是所述电压比较单元的信号输出端，与隔离电路的输入端连接，所述隔离电路的输出端，构成反馈信号输出端。
9. 按照权利要求8所述的医用诊断X射线机的电源装置，其特征是所述隔离电路的输出端，经过驱动电路与X射线机操作控制单元CPU的控制/反馈信号输入端连接。
10. 按照权利要求1所述的医用诊断X射线机的电源装置，其特征是所述的交/直流变换单元为电池组单元提供在线式"浮充"电源，所述的电池组单元为逆变电源单元提供电源，所述的逆变电源单元为X射线机提供操作/控制电源。
专利摘要一种医用诊断X射线机的电源装置，属医疗器械领域。其在逆变电源单元电源输入端，设置电池组单元、交/直流变换单元、基准电压提供单元和电压比较单元，其电压比较单元的一个信号输入端与基准电压提供单元的输出端连接，电压比较单元的另一个信号输入端与逆变电源单元的电源输入端连接，电压比较单元的信号输出端，与X射线机操作控制单元的控制信号输入端连接。其采用“浮充电”工作方式，对医用诊断X射线机的蓄电池组进行在线的、持续的电能补充，解决了民用单相交流电源容量不足和质量不稳定对医用X射诊断设备的正常运行和使用寿命带来的不利影响，可广泛用于400mA以下规格中、小型医用诊断X射线机的设计和制造领域。
文档编号H05G1/30GK201550351SQ200920211538
公开日2010年8月11日 申请日期2009年10月30日 优先权日2009年10月30日
发明者毕谢伟, 马惠 申请人:上海医疗器械厂有限公司