高壓發(fā)生器、X射線產(chǎn)生裝置及其控制方法制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種高壓發(fā)生器，包括逆變器，逆變器包括第一橋臂、第二橋臂以及位于第一橋臂和第二橋臂之間的第三橋臂，第一橋臂、第二橋臂分別包括兩個開關(guān)器件，且第一橋臂可與第三橋臂組成陽極逆變橋，第二橋臂可與第三橋臂組成陰極逆變橋，陽極逆變橋調(diào)節(jié)高壓發(fā)生器的陽極電壓，陰極逆變橋調(diào)節(jié)高壓發(fā)生器的陰極電壓；第一控制組件，用于控制陽極逆變橋的開關(guān)器件，且第一控制組件的輸入端連接高壓發(fā)生器的陽極，輸出端連接所述第一橋臂；第二控制組件，用于控制陰極逆變橋的開關(guān)器件，且第二控制組件的輸入端連接高壓發(fā)生器的陰極，輸出端連接所述第二橋臂。本發(fā)明專利技術(shù)的高壓發(fā)生器陰、陽極分別單獨控制，提高對不平衡負載的適應能力。此外，本發(fā)明專利技術(shù)還提供一種X射線產(chǎn)生裝置及其控制方法。

High voltage generator, X ray producing device and control method thereof

The invention provides a high voltage generator, including the inverter, the inverter includes a first arm, second arm and is located between the first arm and the second leg of the first leg, arm, second arm includes two switching devices, and the first bridge arm and the arm is composed of anode inverter bridge, the with the two arm bridge arm consisting of the cathode anode voltage inverter, inverter control of high voltage generator anode cathode voltage, cathode inverter to regulate the pressure generator; a first control module, a switching device for controlling the anode inverter, and the first control module is connected with the input terminal of the high voltage generator is connected with the output end of the anode, the first bridge arm; second control module, a switching device for controlling the cathode of the inverter bridge, and the second control unit is connected with the input terminal of the high voltage generator output cathode. The end is connected with the second leg. The high-voltage generator, the cathode and the anode of the invention are individually controlled to improve the adaptability to unbalanced loads. In addition, the invention also provides a X ray producing device and a control method thereof.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
高壓發(fā)生器、X射線產(chǎn)生裝置及其控制方法
本專利技術(shù)主要涉及X射線控制技術(shù)，尤其涉及用于X射線產(chǎn)生裝置的高壓發(fā)生器、X射線產(chǎn)生裝置以及X射線產(chǎn)生裝置的控制方法。
技術(shù)介紹
X射線產(chǎn)生裝置如X射線管常用于X射線治療設備、X射線診斷設備、X射線計算機體層攝影設備(CT)、正電子發(fā)射計算機斷層顯像(PET-CT)等醫(yī)療器械設備中。在采用X射線管發(fā)射X射線的過程中，通常將陰極燈絲懸浮于-70kV～-75kV電位，陽極靶盤懸浮于+70kV～+75kV電位，同時將殼體接地，可以減小X射線管的絕緣要求，減小X射線管的體積和成本。然而，這種陰、陽極電位懸浮的X射線管工作時，由于燈絲受熱發(fā)射電子，在陰陽極強電場(140kV～150kV)的吸引下加速轟擊陽極靶盤，電子突然減速并且大部分電子被靶盤吸收，同時陽極靶盤輻射出X射線，而少部分電子則從陽極靶盤散射到管壁，最終通過地線流回陰極。由此，導致陰、陽極電位懸浮的X射線管的陰、陽極電流必然出現(xiàn)不一致，陰極電流甚至會比陽極電流大15％～20％。現(xiàn)有技術(shù)中，X射線管高壓發(fā)生器僅控制陰、陽極的總電壓，具體通過設置如圖1所示的陰陽極對稱的電路結(jié)構(gòu)來保證陰陽極電壓的平衡。該X射線管高壓發(fā)生器包括逆變電路11、諧振腔12、變壓器、陽極端倍壓整流電路13、陰極端倍壓整流電路14以及同時連接倍壓整流電路和逆變電路的控制組件(圖中未示出)，陽極端倍壓整流電路13控制X射線管的陽極電壓，陰極端倍壓整流電路14控制X射線管的陰極電壓。在逆變電路11中，開關(guān)器件Q1、Q2組成超前橋臂，開關(guān)器件Q3、Q4組成滯后橋臂，且各開關(guān)器件分別并聯(lián)有反向二極管D1-D4；超前橋臂可通過控制開關(guān)器件Q1、Q2的通斷控制高壓發(fā)生器的陽極電壓(反饋電路未示出)，且陽極電壓施加在X射線管(球管)的陽極端；滯后橋臂可通過控制開關(guān)器件Q3、Q4的通斷控制高壓發(fā)生器的陰極電壓(反饋電路未示出)，且陰極電壓施加在X射線管(球管)的陰極端。當在陰、陽極電路對稱性較好、且陰極電流icath與陽極電流iand不平衡度較小的情況下，采用上述對稱結(jié)構(gòu)可基本實現(xiàn)陰、陽極電壓的平衡。然而，當陰極電流icath與陽極電流iand不平衡度變大時，上述控制方式則不能保證陰、陽極電壓的平衡，因此對陰、陽極電路和高壓發(fā)生器的一致性具有較高的要求；尤當陰、陽極采用集成的高壓發(fā)生器時，高壓發(fā)生器陰極電流icath與陽極電流iand不平衡將更加顯著，而當陰、陽極電壓不平衡度超出X射線管的承受范圍時，會損壞X射線管。因此，這種只控制陰陽極總電壓的方式適應不平衡負載的能力較差。鑒于此，有必要對現(xiàn)有X射線管高壓發(fā)生器的陰、陽極電壓平衡結(jié)構(gòu)進行改進。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題是提供一種具有陰、陽極電壓平衡能力的X射線高壓發(fā)生器，克服現(xiàn)有陰、陽極平衡結(jié)構(gòu)對高壓發(fā)生器的一致性要求高、適應不平衡負載的能力差的問題。為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)的一些實施例提供一種高壓發(fā)生器，包括：逆變器，所述逆變器包括第一橋臂、第二橋臂以及位于所述第一橋臂和第二橋臂之間的第三橋臂，所述第一橋臂、第二橋臂分別包括兩個開關(guān)器件，且所述第一橋臂可與第三橋臂組成陽極逆變橋，所述第二橋臂可與所述第三橋臂組成陰極逆變橋，所述陽極逆變橋調(diào)節(jié)所述高壓發(fā)生器的陽極電壓，所述陰極逆變橋調(diào)節(jié)所述高壓發(fā)生器的陰極電壓；第一控制組件，用于控制所述陽極逆變橋的開關(guān)器件，且所述第一控制組件的輸入端連接所述高壓發(fā)生器的陽極，所述第一控制組件的輸出端連接所述第一橋臂；第二控制組件，用于控制陰極逆變橋的開關(guān)器件，且所述第二控制組件的輸入端連接所述高壓發(fā)生器的陰極，所述第二控制組件的輸出端連接所述第二橋臂。可選地，所述第一控制組件包括電壓調(diào)節(jié)器和調(diào)制器，所述電壓調(diào)節(jié)器用于獲取從所述高壓發(fā)生器的陽極采集電壓反饋信號與指令值之間的差值，并根據(jù)所述差值產(chǎn)生調(diào)制電壓；所述調(diào)制器，與所述電壓調(diào)節(jié)器連接，用于接收所述調(diào)制電壓，并根據(jù)所述調(diào)制電壓產(chǎn)生第一組驅(qū)動信號，所述第一組驅(qū)動信號用于驅(qū)動所述第一橋臂的開關(guān)器件導通或截止；所述第二控制組件包括電壓調(diào)節(jié)器和調(diào)制器，所述電壓調(diào)節(jié)器用于獲取從所述高壓發(fā)生器的陰極采集電壓反饋信號與指令值之間的差值，并根據(jù)所述差值產(chǎn)生調(diào)制電壓；所述調(diào)制器，與所述電壓調(diào)節(jié)器連接，用于接收所述調(diào)制電壓，并根據(jù)所述調(diào)制電壓產(chǎn)生第二組驅(qū)動信號，所述第二組驅(qū)動信號用于驅(qū)動所述第二橋臂的開關(guān)器件導通或截止。可選地，所述第三橋臂包含兩個串聯(lián)的開關(guān)器件。可選地，所述第三橋臂包含串聯(lián)的第一電容和第二電容。可選地，所述調(diào)制器包括PWM調(diào)制器或PFM調(diào)制器，以對所述第一橋臂、第二橋臂采用PWM調(diào)制方式控制所述開關(guān)器件的通斷；或者，對所述第一橋臂、第二橋臂采用PFM調(diào)制方式控制所述開關(guān)器件的通斷。可選地，所述第一控制組件包含PFM調(diào)制器，所述第二控制組件包含PWM調(diào)制器，所述PFM調(diào)制器同時連接所述第一橋臂和第三橋臂，所述PWM調(diào)制器連接所述第二橋臂，且所述PWM調(diào)制器和PFM調(diào)制器之間連接頻率同步電路。根據(jù)本專利技術(shù)的另一方面提出一種X射線產(chǎn)生裝置，包括：高壓發(fā)生器以及X射線管，所述X射線管具有陰極和陽極，所述高壓發(fā)生器包括：逆變器，所述逆變器包括第一橋臂、第二橋臂以及位于所述第一橋臂和第二橋臂之間的第三橋臂，所述第一橋臂、第二橋臂分別包括兩個開關(guān)器件，且所述第一橋臂與第三橋臂組成陽極逆變橋，所述第二橋臂與所述第三橋臂組成陰極逆變橋，所述陽極逆變橋調(diào)節(jié)所述高壓發(fā)生器的陽極電壓，所述陰極電壓控制逆變橋調(diào)節(jié)所述高壓發(fā)生器的陰極電壓，且所述高壓發(fā)生器的陽極電壓施加在所述X射線管的陽極，所述高壓發(fā)生器的陰極電壓施加在所述X射線管的陰極；第一控制組件，可與所述陽極逆變橋組成控制回路，且所述第一控制組件的輸入端連接所述高壓發(fā)生器的陽極，所述第一控制組件的輸出端連接所述第一橋臂；第二控制組件，可與所述陰極逆變橋組成控制回路，且所述第二控制組件的輸入端連接所述高壓發(fā)生器的陰極，所述第二控制組件的輸出端連接所述第二橋臂。根據(jù)本專利技術(shù)的又一方面，提出一種X射線產(chǎn)生裝置的控制方法，所述X射線產(chǎn)生裝置包括高壓發(fā)生器以及X射線管，所述X射線管具有陰極和陽極，所述高壓發(fā)生器包括：逆變器，所述逆變器包括第一橋臂、第二橋臂以及位于所述第一橋臂和第二橋臂之間的第三橋臂，所述第一橋臂、第二橋臂分別包括兩個開關(guān)器件，且所述第一橋臂與第三橋臂組成陽極逆變橋，所述第二橋臂與所述第三橋臂組成陰極逆變橋，所述陽極逆變橋調(diào)節(jié)所述高壓發(fā)生器的陽極電壓，所述陰極逆變橋調(diào)節(jié)所述高壓發(fā)生器的陰極電壓；所述控制方法包括：從所述高壓發(fā)生器的陽極采集第一電壓反饋信號，并根據(jù)所述第一電壓反饋信號產(chǎn)生第一組驅(qū)動信號，所述第一組驅(qū)動信號控制所述陽極逆變橋，使得所述高壓發(fā)生器的陽極產(chǎn)生第一電壓；以及，從所述高壓發(fā)生器的陰極采集第二電壓反饋信號，并根據(jù)所述第二電壓反饋信號產(chǎn)生第二組驅(qū)動信號，所述第二組驅(qū)動信號控制所述陰極逆變橋，使得所述高壓發(fā)生器的陰極產(chǎn)生第二電壓，且所述第二電壓相對于所述第一電壓具有180度的相移；將所述第一電壓施加在所述X射線管的陽極，將所述第二電壓施加在所述X射線管的陰極。可選地，還包括：從所述陽極逆變橋采集第一電流反饋信號，根據(jù)所述第一電流反饋信號和第一電壓反饋信號控制所本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種高壓發(fā)生器，其特征在于，包括：逆變器，所述逆變器包括第一橋臂、第二橋臂以及位于所述第一橋臂和第二橋臂之間的第三橋臂，所述第一橋臂、第二橋臂分別包括兩個開關(guān)器件，且所述第一橋臂可與第三橋臂組成陽極逆變橋，所述第二橋臂可與所述第三橋臂組成陰極逆變橋，所述陽極逆變橋調(diào)節(jié)所述高壓發(fā)生器的陽極電壓，所述陰極逆變橋調(diào)節(jié)所述高壓發(fā)生器的陰極電壓；第一控制組件，用于控制所述陽極逆變橋的開關(guān)器件，且所述第一控制組件的輸入端連接所述高壓發(fā)生器的陽極，所述第一控制組件的輸出端連接所述第一橋臂；第二控制組件，用于控制陰極逆變橋的開關(guān)器件，且所述第二控制組件的輸入端連接所述高壓發(fā)生器的陰極，所述第二控制組件的輸出端連接所述第二橋臂。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種高壓發(fā)生器，其特征在于，包括：逆變器，所述逆變器包括第一橋臂、第二橋臂以及位于所述第一橋臂和第二橋臂之間的第三橋臂，所述第一橋臂、第二橋臂分別包括兩個開關(guān)器件，且所述第一橋臂可與第三橋臂組成陽極逆變橋，所述第二橋臂可與所述第三橋臂組成陰極逆變橋，所述陽極逆變橋調(diào)節(jié)所述高壓發(fā)生器的陽極電壓，所述陰極逆變橋調(diào)節(jié)所述高壓發(fā)生器的陰極電壓；第一控制組件，用于控制所述陽極逆變橋的開關(guān)器件，且所述第一控制組件的輸入端連接所述高壓發(fā)生器的陽極，所述第一控制組件的輸出端連接所述第一橋臂；第二控制組件，用于控制陰極逆變橋的開關(guān)器件，且所述第二控制組件的輸入端連接所述高壓發(fā)生器的陰極，所述第二控制組件的輸出端連接所述第二橋臂。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓發(fā)生器，其特征在于，所述第一控制組件包括電壓調(diào)節(jié)器和調(diào)制器，所述電壓調(diào)節(jié)器用于獲取從所述高壓發(fā)生器的陽極采集電壓反饋信號與指令值之間的差值，并根據(jù)所述差值產(chǎn)生調(diào)制電壓；所述調(diào)制器，與所述電壓調(diào)節(jié)器連接，用于接收所述調(diào)制電壓，并根據(jù)所述調(diào)制電壓產(chǎn)生第一組驅(qū)動信號，所述第一組驅(qū)動信號用于驅(qū)動所述第一橋臂的開關(guān)器件導通或截止；所述第二控制組件包括電壓調(diào)節(jié)器和調(diào)制器，所述電壓調(diào)節(jié)器用于獲取從所述高壓發(fā)生器的陰極采集電壓反饋信號與指令值之間的差值，并根據(jù)所述差值產(chǎn)生調(diào)制電壓；所述調(diào)制器，與所述電壓調(diào)節(jié)器連接，用于接收所述調(diào)制電壓，并根據(jù)所述調(diào)制電壓產(chǎn)生第二組驅(qū)動信號，所述第二組驅(qū)動信號用于驅(qū)動所述第二橋臂的開關(guān)器件導通或截止。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓發(fā)生器，其特征在于，所述第三橋臂包含兩個串聯(lián)的開關(guān)器件。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓發(fā)生器，其特征在于，所述第三橋臂包含串聯(lián)的第一電容和第二電容。5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的高壓發(fā)生器，其特征在于，所述調(diào)制器包括PWM調(diào)制器或PFM調(diào)制器，以對所述第一橋臂、第二橋臂采用PWM調(diào)制方式控制所述開關(guān)器件的通斷；或者，對所述第一橋臂、第二橋臂采用PFM調(diào)制方式控制所述開關(guān)器件的通斷。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高壓發(fā)生器，其特征在于，所述第一控制組件包含PFM調(diào)制器，所述第二控制組件包含PWM調(diào)制器，所述PFM調(diào)制器同時連接所述第一橋臂和第三橋臂，所述PWM調(diào)制器連接所述第二橋臂，且所述PWM調(diào)制器和PFM調(diào)制器之間連接頻率同步電路。7.一種X射線產(chǎn)生裝置，包括：高壓發(fā)生器以及X射線管，所述X射線管具有陰極和陽極，所述高壓發(fā)生器包括：逆變器，所述逆變器包括第一橋臂、第二橋臂以及位于所述第一橋臂和第二橋...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：祝國平，褚旭，
申請(專利權(quán))人：上海聯(lián)影醫(yī)療科技有限公司，中國科學院上海高等研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：上海,31