使标准交流(AC)/直流(DC)电源适配器能够在高磁场中操作的方法技术

一种电源(10)和对应的方法(200)在高外部磁场中供应电力。电力转换器系统(12)使用一个或多个电磁部件(18)将输入电力转换为输出电力。一个或多个铁带(16)环绕所述电磁部件(18)，并且屏蔽所述电磁部件(18)以免受所述高外部磁场的影响。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利
本申请大体上涉及电源。本申请在与用于在高外部磁场中使用的医疗装置的交流(AC)/直流(DC)电源适配器相结合上获得具体应用，且将具体参照所述应用进行描述。然而，应理解，在其他使用场景中也获得应用，且不必限于前述的应用。
技术介绍
将AC线路电力转换为隔离的DC电力的传统方法涉及使用电磁变压器和感应器。当采用这类方法的AC/DC电源适配器用于高外部磁场中(例如，在磁共振成像(MRI)设施的磁体室中)时，电源适配器通常必须定位并以机械方式固定在与磁体相距安全距离的位置。在不将电源适配器固定于安全距离处的情况下，电磁变压器和感应器可从高外部磁场达到饱和。这可导致电源适配器失去其转换电力的能力、过热，或受到损坏。另外，电磁变压器具有显著的磁吸引力，且在不将电源适配器固定于安全距离处的情况下，电源适配器可能由于正变成投射体而产生安全危害。将电源适配器固定在远离磁体处的挑战是，由电源适配器供电的装置往往需要在靠近所述磁体处使用。通常，通过经由从电源适配器延伸到所述装置的长电缆提供电力，或从位于装置本机上的电池提供电力且仅使用电源适配器为电池充电来应对此挑战。然而，采用长电缆会降低便携性且可能给装置和装置的用户两者造成安全风险，这是因为用户可能会被电缆绊倒。另外，电池在可提供的电量上是受限制的且具有比装置本身短得多的使用寿命。本申请提供克服这些和其它问题的一种新的改进的系统及方法。专利技术内容根据一个方面，提供一种在高外部磁场中供应电力的电源。所述电源包括：电力转换器系统，所述电力转换器系统使用一个或多个电磁部件将输入电力转换为输出电力。所述电源进一步包括：一个或多个铁带，所述铁带环绕所述电磁部件，并且屏蔽所述电磁部件以免受所述高外部磁场的影响。根据另一方面，提供一种用于在高外部磁场中供应电力的方法。所述方法包括：提供使用一个或多个电磁部件将输入电力转换为输出电力的电力转换器系统。所述方法进一步包括：用环绕所述电磁部件的一个或多个铁带屏蔽所述电磁部件以免受所述高外部磁场的影响。根据另一方面，提供一种用于在高外部磁场中使用的医疗装置。所述装置包括高优先级负载和低优先级负载。所述装置进一步包括：电源，所述电源为所述高优先级负载和低优先级负载供应电力。所述电源包括：一个或多个铁带，所述铁带环绕所述电源的电磁部件，并且屏蔽所述电磁部件以免受所述高外部磁场的影响。所述电源进一步包括：热控制系统，所述热控制系统响应于所述电源的一个或多个温度超过阈值而停止供应到所述低优先级负载的电力。一个优点在于使抗磁干扰问题达到最少。另一优点在于交流(AC)/直流(DC)电源适配器与所供电的装置成一体。另一优点在于定位在较靠近产生高外部磁场的磁体处。另一优点在于改进的便携性。本领域的普通技术人员在阅读和理解以下详细描述后将理解本专利技术的其它优点。附图说明本专利技术可采用各种部件与部件的布局，以及各个步骤与步骤的排列的形式。附图仅是出于说明优选实施例的目的，且并不解释为限制本专利技术。图1示出用于在高外部磁场中使用的交流(AC)/直流(DC)电源适配器。图2A示出图1的AC/DC电力转换器系统和外壳。图2B示出图1的铁带。图3示出图1的电源适配器，其中安装有散热片。图4示出图1的电源适配器的热控制系统。图5示出在使用图4的热控制系统的情况下，图1的电源适配器的随时间变化的温度的图表。图6示出包括图1的电源适配器和图3的散热片的装置的一部分。图7示出一种具有靠近主磁体定位的图1的电源适配器的磁共振成像(MRI)系统。图8示出一种用于在高外部磁场中使用图1的电源适配器供应电力的方法。具体实施方式本申请通过将机械特征和任选的电特征应用于电源适配器以降低在电源适配器的电磁部件上的磁应力和热应力，使高外部磁场对典型的交流(AC)/直流(DC)电源适配器的影响达到最小。所述机械特征包含围绕敏感的电磁部件的铁带。所述电特征包含在电源适配器的电磁部件上的温度传感器和基于温度传感器的测量值控制供应到电源适配器的负载的电力的控制器。当温度测量值超过预定限制(例如，以实验方式确定)时，停用不必要的负载。有利地，通过将机械特征和任选的电特征应用于典型的AC/DC电源适配器，所述AC/DC电源适配器可在靠近磁共振成像(MRI)系统的主磁体处可靠地操作。参照图1，提供在高外部磁场中使用的AC/DC电源适配器10。如本文中所使用，高外部磁场为高于2000高斯(G)的磁场。电源适配器10包括AC/DC电力转换器系统12、用于AC/DC电力转换器系统12的外壳14、和铁带16。图2A示出AC/DC电力转换器系统12和外壳14，其中没有铁带16，且图2B示出铁带16，其中没有AC/DC电力转换器系统12和外壳14。AC/DC电力转换器系统12从外部源(例如，电网或发电机)接收AC电力，并将所接收的AC电力转换为DC电力。然后，输出DC电力以供外部负载使用。虽然AC/DC电力转换器系统12的具体设计与本申请无关，但AC/DC电力转换器系统12使用对高外部磁场敏感的电磁部件18(在图2A中最清楚看见)，例如变压器和/或感应器。由于缺少对高外部磁场的屏蔽，敏感电磁部件18可从高外部磁场达到饱和，从而导致不当操作、过热或损坏。AC/DC电力转换器系统12通常与安装到外壳14的电路板20整合。为减轻高外部磁场对敏感电磁部件18的影响，铁带16环绕敏感电磁部件18。铁带16通常为完全实心的，具有均匀的厚度(沿Z方向示出)、宽度(沿Y方向示出)和长度(沿X方向示出)。然而，铁带16还可具有(例如)贯穿铁带16的厚度的孔22。孔22可用于安装，以及减小铁带16的质量和/或减小磁拉力。另外，如下所述，每一铁带16的宽度通常受限于敏感电磁部件18的宽度，以限制铁材料的量及磁拉力。因而，通常不存在跨越电源适配器10的整个宽度的一个铁带16。而是，通常存在跨越电源适配器10的宽度的间隔开的多个铁带16。通常，在铁带16与敏感电磁部件18之间存在一对一对应。然而，还设想到一对多对应和所述两种对应的混合。对在由铁带16的厚度和宽度的轴线界定的二维(2D)投影空间中不重叠的敏感电磁部件18采用一对多对应。对在所述二维(2D)投影空间中重叠的敏感电磁部件18采用一对多对应，每一组重叠的敏感电磁部件1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在高外部磁场中供应电力的电源(10)，所述电源(10)包含：电力转换器系统(12)，所述电力转换器系统使用一个或多个电磁部件(18)将输入电力转换为输出电力；以及一个或多个铁带(16)，所述铁带环绕所述电磁部件(18)，并且屏蔽所述电磁部件(18)以免受所述高外部磁场的影响。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.12 US 61/915,0671.一种用于在高外部磁场中供应电力的电源(10)，所述电源(10)
包含：
电力转换器系统(12)，所述电力转换器系统使用一个或多个电磁部
件(18)将输入电力转换为输出电力；以及
一个或多个铁带(16)，所述铁带环绕所述电磁部件(18)，并且屏
蔽所述电磁部件(18)以免受所述高外部磁场的影响。
2.根据权利要求1所述的电源(10)，其特征在于，所述高磁场大于
2000高斯(G)。
3.根据权利要求1和2中的任一项所述的电源(10)，其特征在于，
所述电力转换器系统(12)包括交流(AC)到直流(DC)的转换器。
4.根据权利要求1到3中的任一项所述的电源(10)，其特征在于，
所述铁带(16)的质量是最小的以减小磁拉力，而同时足以屏蔽所述电磁
部件(18)以免受所述高外部磁场的影响。
5.根据权利要求1到4中的任一项所述的电源(10)，其特征在于，
一组一个或多个电磁部件(18)在由所述铁带(16)的厚度和宽度的轴线
界定的二维(2D)投影空间中重叠，且所述铁带(16)包括环绕所述一组
电磁部件(18)的一组一个或多个铁带(16)。
6.根据权利要求5所述的电源(10)，其特征在于，所述一组铁带(16)
包括单个铁带(16)，所述铁带(16)的宽度至少与所述一组电磁部件(18)
的宽度一样大，且所述铁带(16)的长度足以环绕所述一组电磁部件(18)，
其中所述铁带(16)被定位成与所述一组电磁部件(18)相距足够的距离，
以防止所述铁带(16)干扰所述一组电磁部件(18)的操作。
7.根据权利要求5所述的电源(10)，其特征在于，所述一组铁带(16)
包括沿着所述一组铁带(16)的宽度间隔开的多个铁带(16)，所述一组
铁带(16)的宽度至少与所述一组电磁部件(18)的宽度一样大，且所述
一组铁带(16)的长度足以环绕所述一组电磁部件(18)，其中所述一组

\t铁带(16)被定位成与所述一组电磁部件(18)相距足够的距离，以防止
所述一组铁带(16)干扰所述一组电磁部件(18)的操作。
8.根据权利要求1到7中的任一项所述的电源(10)，其特征在于，
所述铁带(16)被布置成为所述电力转换器系统(12)提供用于散热的传
导路径。
9.根据权利要求1到8中的任一项所述的电源(10)，其特征在于，
所述电源进一步包括：
热控制系统(26)，所述热控制系统：
监测所述电力转换器系统(12)的一个或多个磁性部件(18)的温度；
以及
响应于所监测的所述温度超过阈值，选择性地停用所述电力转换器系
统(12)的一个或多个负载(30)，以降低所监测的所述温度。
10.根据权利要求9所述的电源(10)，其特征在于，所述选择性地停
用包括：
根据负载优先级排名从低到高逐级停用所述负载(30)，直到所监测
的过高的所述温度开始下降为止。
1...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·W·贝利，D·A·小福雷尔，D·G·科斯塔基斯，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL