智能醫用電能保障系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種供電系統，尤其涉及一種智能醫用電能保障系統。
【背景技術】
[0002]在醫療機構中，比如醫院、療養院等，對于供電系統的要求越來越高，尤其是直接作用于患者的醫療器械的供電，由于這些醫療器械直接作用于人體，如果供電不穩定或者出現漏電狀態，那么將直接威脅到患者的生命安全。
[0003]因此，需要提出一種新的供電系統，能夠對醫療機構中的電能質量進行監控，及時發現并排除電能異常現象，從而能夠確保電源向作為負載的醫療設備提供穩定可靠的電能，從而保證患者的安全。
【實用新型內容】
[0004]有鑒于此，本實用新型的目的是提供一種智能醫用電能保障系統，能夠對醫療機構中的電能質量進行監控，及時發現并排除電能異常現象，從而能夠確保電源向作為負載的醫療設備提供穩定可靠的電能，從而保證患者的安全。
[0005]本實用新型提供的一種智能醫用電能保障系統，包括主控制器、分控器、監控終端以及至少一個向醫療設備供電的區域供電單元，所述分控器分別與所述主控制器、區域供電單元以及監控終端通信連接。
[0006]進一步，所述區域供電單元包括電源模塊、與電源模塊輸出端連接的至少一個隔離輸出保護模塊、具有靜態補償功能的旁路供電模塊以及電源控制器，所述電源模塊的輸入端與電網連接，隔離輸出保護模塊向作為負載的醫療設備供電，所述旁路供電模塊的輸入端連接于電源模塊的輸入端，輸出端連接于隔離輸出保護模塊的輸入端，所述電源控制器與分控器通信連接且用于控制電源模塊、隔離輸出保護模塊以及旁路供電模塊。
[0007]進一步，所述旁路供電模塊包括靜態能量補償電路以及旁路靜態開關，旁路靜態開關的輸入端通過靜態能量補償電路與電源模塊的輸入端連接，旁路靜態開關的輸出端與隔離輸出保護模塊的輸入端連接；
[0008]所述靜態能量補償電路包括補償變壓器、IGBT功率模塊以及能量補償控制電路，所述補償變壓器的次級線圈的一端與市電連接，另一端與旁路靜態開關連接，補償變壓器的初級線圈與IGBT功率模塊連接，所述IGBT功率模塊的控制端與能量補償控制電路連接，所述能量補償控制電路與電源控制器通信連接。
[0009]進一步，所述隔離輸出保護模塊包括隔離輸出變壓器以及連接于隔離輸出變壓器的次級線圈的靜態輸出保護電路，所述隔離輸出變壓器的初級線圈連接與電源模塊的輸出端且隔離輸出變壓器的中心點不接地，所述靜態輸出保護電路輸出端連接負載。
[0010]進一步，所述靜態輸出保護電路包括由兩個反向并聯的可控硅組成的靜態保護開關、繼電器、保護開關驅動電路以及保護處理單元，所述繼電器與靜態保護開關形成并聯結構，所述保護開關驅動電路的輸出端與靜態保護開關的控制端連接，開關驅動電路的輸入端與保護處理單元連接，所述保護處理單元與電源控制器通信連接。
[0011]進一步，靜態輸出保護電路還包括斷路器，所述斷路器設置于靜態保護開關與隔離輸出變壓器的次級線圈之間。
[0012]進一步，還包括用于監測電源模塊、隔離輸出模塊以及旁路供電模塊工作狀態的監測模塊，所述監測模塊包括電流傳感器、電壓傳感器、溫度傳感器以及絕緣監測電路中的一種或兩種及以上的組合，所述監測模塊的輸出端與電源控制器連接。
[0013]進一步，還包括電源保護模塊，所述電源保護模塊包括突波抑制器以及諧波抑制電路，所述突波抑制器的輸入端連接于電網，輸出端連接于電源模塊的輸入端，所述諧波抑制電路連接于電源模塊與突波抑制器的公共連接點。
[0014]進一步，所述諧波抑制電路包括抑制輸入開關、電感單元、諧波抑制IGBT功率模塊以及IGBT驅動控制電路，所述諧波抑制IGBT功率模塊通過電感單元與抑制輸入開關的輸出端連接，抑制輸入開關的輸入端與電源模塊與突波抑制器的公共連接點連接，所述IGBT驅動控制電路與諧波抑制IGBT功率模塊連接，所述IGBT驅動控制電路與電源控制器連接。
[0015]進一步，所述電源模塊包括輸入端與市電連接的整流電路、與整流電路輸出端連接的逆變器、與逆變器輸出端連接的逆變變壓器、整流驅動電路、逆變器驅動電路以及備用電池;逆變變壓器的輸出端與隔離輸出保護模塊的輸入端連接，所述整流驅動電路和逆變器驅動電路的控制端均與電源控制器連接，所述備用電池的輸出端連接于逆變器的輸入端。
[0016]本實用新型的有益效果:本實用新型提供的智能醫用電能保障系統，能夠對醫療機構中的電能質量進行監控，及時發現并排除電能異常現象，從而能夠確保電源向作為負載的醫療設備提供穩定可靠的電能，從而保證患者的安全，而且對電網以及電源自身形成有效保護。
【附圖說明】
[0017]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步描述:
[0018]圖1為本實用新型的原理框圖。
[0019]圖2為本實用新型的具體實施例原理框圖。
[0020]圖3為本實用新型的靜態能量補償電路原理圖。
[0021 ]圖4為本實用新型的靜態輸出保護電路原理圖。
[0022]圖5為本實用新型的諧波抑制電路的原理圖。
【具體實施方式】
[0023]圖1為本實用新型的原理框圖，圖2為本實用新型的具體實施例原理框圖，圖3為本實用新型的靜態能量補償電路原理圖，圖4為本實用新型的靜態輸出保護電路原理圖，圖5為本實用新型的諧波抑制電路的原理圖，如圖所示，本實用新型提供的一種智能醫用電能保障系統，包括主控制器、分控器、監控終端以及至少一個向醫療設備供電的區域供電單元，所述分控器分別與所述主控制器、區域供電單元以及監控終端通信連接；關于主控制器、監控終端、分控器以及區域供電單元的設置，按照如下示例實現:主控制器設置在醫療結構的監控中心，分控器設置在醫療機構中的各分控點，比如:一棟大樓里面設置一個主控制器，大樓的每一層設置一個分控器以及監控終端，每層大樓具有多個科室，每一個科室或者幾個科室共同使用一個區域供電單元，區域供電單元的工作參數上傳至分控器，再有分控器上傳至主控制器，通過監控終端對每層樓的電能狀況進行監測預警；
[0024]其中，主控制器包括工控主機、與工控主機連接的顯示器、與工控主機連接的通信接口以及與工控主機連接的總線控制電路，工控主機通過總線控制電路與分控器通信連接；當然，主控器還包括有與工控主機連接的打印機以及后備電源，其中，后備電源還向顯示屏、打印機以及總線控制電路供電；
[0025]所述分控器包括主控電路、通信接口、分控顯示器、分控電源以及具有多個總線接口的回路板，所述主控電路通過通信接口與總線控制電路連接，分控顯示器與回路板與主控電路連接，區域供電單元連接于與回路板，分控電源向主控電路以及通信接口供電；
[0026]所述監控終端至少包括監控主機和和監控主機連接的顯示器，所述監控主機與分控器和控制主機通信連接。
[0027]本實施例中，所述區域供電單元包括電源模塊、與電源模塊輸出端連接的至少一個隔離輸出保護模塊、具有靜態補償功能的旁路供電模塊以及電源控制器，所述電源模塊的輸入端與電網連接，隔離輸出保護模塊向作為負載的醫療設備供電，所述旁路供電模塊的輸入端連接于電源模塊的輸入端，輸出端連接于隔離輸出保護模塊的輸入端，所述電源控制器與分控器通信連接且用于控制電源模塊、隔離輸出保護模塊以及旁路供電模塊，其中，電源模塊輸出端具有多個輸出支回路，每一個輸出支回路均具有一個隔離輸出保護模塊，且各支回路相互獨立，也就是說，當其中任一回路出現故障之后，均不影響其他支回路的工作，從而確保了整個系統的可靠性，通過上述結構，能夠對醫療機構中的供電環境進行監控，而且能夠確保電源向作為負載的醫療設備提供穩定可靠的電能，當醫療設備出現漏電流時，能夠有效防止漏電流饋回到電網中，從而對電網以及電源自身形成有效保護，并能夠及時切斷供電回路，從而保證患者的安全。
[0028]所述旁路供電模塊包括靜態能量補償電路以及旁路靜態開關，旁路靜態開關的輸入端通過靜態能量補償電路與電源模塊的輸入端連接，旁路靜態開關的輸出端與隔離輸出保護模塊的輸入端連接，當然，旁路靜態開關具有驅動電路，輸入現有技術，在此不加以贅述；
[0029]其中，所述靜態能量補償電路包括補償變壓器、IGBT功率模塊以及能量補償控制電路，所述補償變壓器的次級線圈的一端與市電連接，另一端與旁路靜態開關連接，補償變壓器的初級線圈與IGBT功率模塊連接，所述IGBT功率模塊的控制端與能量補償控制電路連接，所述能量補償控制電路與電源控制器通信連接;靜態能量補償電路通過如下方式進行能量補償:
[0030]電源控制器根據旁路的輸入電壓、頻率以及相位，產生SPWM正弦脈寬調制信號發送至能量補償控制電路，能量補償控制電路根據所獲取的信號確定補償方式:即進行負補償或者正補償，然后能量補償控制電路控制IGBT功率模塊工作并產生相應的正弦交流電通過補償變壓器疊加于市電，因此，旁路輸出電壓為市電與補償變壓器輸出的補償電壓疊加形成；
[0031]當旁路的輸入電壓高于額定電壓時，靜態能量補償電路產生與旁路輸入電壓相位相反的補償交流電，補償變壓器的次級輸出與旁路輸入電能的相位相反、幅度等于輸入電壓與額定電壓之差的補償交流電注入旁路中，抵消旁路電壓高出額定值的部分，當旁路的輸入電壓低于滴定電壓時，靜態能量補償電路產生與與旁路輸入電壓相位相同的補償交流電，補償變壓器的次級輸出與旁路輸入相位相同、幅度等于旁路輸入電壓與額定電壓之差的補償交流電注入旁路中，使旁路的輸出電壓等于醫療設備的額定值；因此，通過上述結構，無論是主回路供電，還是旁路供電，均能夠保證向醫療設備提供符合要求的高質量電能，從而有效避免電網自身波動對醫療設備造成影響，有效確保醫療設備的安全運行，避免因電力質量問題造成設備停機危及病人的生命安全;并且響應速度快，控制精度高，可靠性強。
[0032]需要指出的是，為了保證電源