技术领域
[0001] 本实用新型涉及供电技术，特别是医疗设备的供电。
背景技术
[0002] 功率因数(Power Factor，PF)是有功功率与视在功率的比值。交流输入电源经整流和滤波后，非线性负载使得输入
电流波形畸变，输入电流呈脉冲波形，含有大量的谐波分量，使得功率因数很低。由此带来的问题是：谐波电流污染
电网，干扰其他用电设备；在输入功率一定的条件下，输入电流较大，必须增大输入
断路器和电源线的额定容量；三相四线制供电时中线中的电流较大，由于中线中无过流防护装置，有可能
过热甚至着火。为此，没有功率因数校正(Power Factor Correction，PFC)电路的
开关电源被逐渐限制应用。因此，
开关电源必须减小谐波分量，提高功率因数。提高功率因数对于降低
能源消耗，减小电源设备的体积和重量，缩小
导线截面积，减弱电源设备对外
辐射和传导干扰都具有重大意义。功率因数校正就是将畸变电流校正为正弦电流，并使之与
电压同
相位，从而使功率因数接近于1。
[0003] 图1为
现有技术的计算机
断层扫描设备的供电电路的示意图。一三相交流电28连接一EMI
滤波器，经一
变压器14和一
整流器20后，直流电(例如560V)输入到一滤波元件27和一负载26。负载26例如是一高压发生器。变压器14还输出单相交流电(例如230V)，提供给其他旋转部分32。
[0004] 在
计算机断层扫描设备中，只有旋转部分电源和一些供电模
块具有功率因数校正器，系统的功率因数值较低，高
无功电流会污染供电系统并增加供电系统的成本。谐波电流可能产生
电磁干扰(EMI)，也会影响控制电路的正常工作。此外，低功率因数意味着更大的输入电流，这会增大输入电路(包括EMI滤波器、熔丝、整流和电容滤波电路)的额定电流。
[0005] CN102290822A公开了PFC电路在PET-CT中的应用，该PFC电路的输入端与交流电源相连，输出端与连有PET-CT扫描
机架驱动
电机的逆变器相连。
[0006] 计算机断层扫描设备在扫描时具有很高的
峰值功率，而高功率的PFC装置(尤其是三相PFC)价格高昂。此外，谐波电流要求也不是必须的。因此，PFC尚未广泛用于计算机断层扫描设备。实用新型内容
[0007] 有鉴于此，本实用新型提出了一种功率因数校正电路、供电电路及相关医疗设备，用以提高系统的功率因数。
[0008] 根据本实用新型的第一方面，提供一种功率因数校正电路，包括：一功率因数校正器，其输出端用于连接一负载并具有一额定功率；一开关，其具有一输入端和一第一输出端，所述第一输出端连接所述功率因数校正器的输入端，当所述负载的功率不超过所述额定功率时，所述开关的输入端与所述功率因数校正器导通。
[0009] 在本实用新型的一
实施例中，所述开关具有一第二输出端，所述第二输出端用于连接一变压器的输入端，当所述负载的功率超过所述额定功率时，所述开关的输入端与所述变压器导通。
[0010] 在本实用新型的一实施例中，当所述负载的功率超过所述额定功率时，所述开关接收一第二指令，所述第二指令控制所述开关的输入端与所述变压器导通。
[0011] 在本实用新型的一实施例中，当所述负载的功率不超过所述额定功率时，所述开关接收一第一指令，所述第一指令控制所述开关的输入端与所述功率因数校正器导通。
[0012] 根据本实用新型的第二方面，提供一种供电电路，包括：一功率因数校正器，其输出端用于连接一负载并具有一额定功率；一变压器，其具有一输入端和一输出端；一整流器，其具有一输入端和一输出端，所述整流器的输入端与所述变压器的输出端连接，所述整流器的输出端用于连接所述负载；一开关，其具有一输入端、一第一输出端和一第二输出端，所述第一输出端连接所述功率因数校正器的输入端，当所述负载的功率不超过所述额定功率时，所述开关的输入端与所述功率因数校正器导通；所述第二输出端连接所述变压器的输入端，当所述负载的功率超过所述额定功率时，所述开关的输入端与所述变压器导通。
[0013] 在本实用新型的一实施例中，当所述负载的功率超过所述额定功率时，所述开关接收一第二指令，所述第二指令控制所述开关的输入端与所述变压器导通。
[0014] 在本实用新型的一实施例中，当所述负载的功率不超过所述额定功率时，所述开关接收一第一指令，所述第一指令控制所述开关的输入端与所述功率因数校正器导通。
[0015] 根据本实用新型的第三方面，提供一种医疗设备，其具有一第一负载，所述医疗设备包括一上述的功率因数校正电路或一上述的供电电路，所述第一负载即所述负载。
[0016] 在本实用新型的一实施例中，所述医疗设备是一计算机断层扫描设备、一
磁共振成像设备或一X光机。
[0017] 本实用新型的功率因数校正电路、供电电路及相关医疗设备由于引入了功率因数校正器，因此可提高系统的功率因数，节省
电能。另外，由于功率因数校正器能提供稳定的直流电压输出，旋转部分可直接从其输出端取电，这样可降低系统的复杂性。
附图说明
[0018] 下面将通过参照附图详细描述本实用新型的优选实施例，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：
[0019] 图1为现有技术的计算机断层扫描设备的供电电路的示意图。
[0020] 图2A为根据本实用新型的一实施例的供电电路的示意图。
[0021] 图2B为图2A所示的供电电路在负载的功率不超过功率因数校正器的额定功率时的等效电路。
[0022] 图2C为图2A所示的供电电路在负载的功率超过功率因数校正器的额定功率时的等效电路。
[0023] 在上述附图中，所采用的附图标记如下：
[0024] 100 供电电路 14；114 变压器[0025] 102 功率因数校正电路 115 功率因数校正器[0026] 104、110、116、122 输入端 20；120 整流器[0027] 106、118、124 输出端 26；126 负载[0028] 112 第一输出端 27；127 储能元件[0029] 113 第二输出端 28；128 三相交流电[0030] 107 第一指令 30；130 EMI滤波器[0031] 109 第二指令 32 其他旋转部分[0032] 108 开关
具体实施方式
[0033] 为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本实用新型进一步详细说明。
[0034] 本实用新型以医疗设备——特别是计算机断层扫描设备——为例，描述功率因数校正电路和供电电路的应用，也可用于磁共振成像设备或X光机。
[0035] 虽然计算机断层扫描设备在扫描时可具有较高的功率(例如50kw)，但是仅有一部分的功耗用于高功率扫描(例如约5％用于超过25kw的扫描，不足0.05％用于超过36kw的扫描)。表1是两个计算机断层扫描设备样品的能耗分布。
[0036] 表1两个计算机断层扫描设备样品的能耗分布
[0037]
[0038] 因此，可选用一具有适当额定功率的功率因数校正器来平衡功率因数校正器成本和节能。
[0039] 图2A为根据本实用新型的一实施例的供电电路100的示意图。供电电路100为一计算机断层扫描设备的一部分。该计算机断层扫描设备连接一三相交流电源128并具有一负载126。三相交流电128可连接一EMI滤波器130。负载126例如是一高压发生器，其通常具有一并联的储能单元127。
[0040] 供电电路100包括一功率因数校正器115、一变压器114、一整流器120和一开关108。功率因数校正器115的输出端106用于连接负载126并具有一额定功率PX。变压器
114具有一输入端116和一输出端118。整流器120具有一输入端122和一输出端124，整流器120的输入端122与变压器114的输出端118连接，整流器120的输出端124用于连接负载126。开关108具有一输入端110、一第一输出端112和一第二输出端113，第一输出端112连接功率因数校正器115的输入端104，当负载126的功率P不超过额定功率Px时，开关108的输入端110与功率因数校正器115导通；第二输出端113连接变压器114的输入端116，当负载126的功率P超过额定功率Px时，开关108的输入端110与变压器114导通。
[0041] 在本实施例中，当负载126的功率P不超过额定功率Px时，开关108接收一第一指令107，第一指令107控制开关108的输入端110与功率因数校正器115导通。图2B为图2A所示的供电电路100在负载126的功率P不超过功率因数校正器115的额定功率Px时的等效电路。
[0042] 在本实施例中，当负载126的功率P超过额定功率Px时，开关108接收一第二指令109，第二指令109控制开关108的输入端110与变压器114导通。图2C为图2A所示的供电电路100在负载126的功率P超过功率因数校正器115的额定功率Px时的等效电路。
[0043] 在功率因数校正器115的额定功率Px足够大时，可省去变压器114和整流器120。此时，该计算机断层扫描设备包括一功率因数校正电路102。功率因数校正电路102包括功率因数校正器115和开关108。功率因数校正器115的输出端106用于连接负载126并具有额定功率Px；开关108具有输入端110和第一输出端112，第一输出端112连接功率因数校正器115的输入端104，当负载126的功率P不超过额定功率Px时，开关108的输入端
110与功率因数校正器115导通。
[0044] 表2是不同额定功率的PFC给上述两个样品带来的
能量节省。
[0045] 表2不同额定功率的PFC给上述两个样品带来的能量节省(kwh/天)[0046]5kW PFC 15kW PFC 20kW PFC 30kW PFC 35kW PFC 41kW PFC >50kW PFC设备1 7.67 7.71 7.95 8.04 8.16 8.24 8.64
设备2 11.88 12.34 12.44 12.61 12.73 12.82 13.26
[0047] 设备制造者和使用者可根据实际需求选用合适的PFC。
[0048] 本实用新型的功率因数校正电路、供电电路及相关医疗设备由于引入了功率因数校正器，因此可提高系统的功率因数，节省电能。另外，由于功率因数校正器能提供稳定的直流电压输出，旋转部分可直接从其输出端取电，这样可降低系统的复杂性。
[0049] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何
修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
