用于X射线发生器的逆变驱动电路制造技术

本发明专利技术涉及一种逆变驱动电路，由逆变电路和四个结构相同的驱动模块构成，每一驱动模块都由三部分组成：变压器，为脉冲发生器、高速光电耦合器、功率放大电路提供电源，同时提供一个中心轴头S作为零点参考值，确保每一个场效应管的栅极与源极之间具有稳定的电压，变压器还起到电气隔离的作用，保证了整个系统的稳定；光耦电路，对脉冲发生器和逆变电路进行光电隔离，光耦电路使驱动波形上的畸变无法对脉冲发生器造成影响，从而保证逆变电路和控制电路互不干扰并稳定工作；功率放大电路，为使场效应管开关更加迅速，在保持电压不变的情况下增加逆变驱动电路上的瞬间驱动电流，从而对逆变电路的场效应管上的极间电容进行快速充放电。

【技术实现步骤摘要】
用于X射线发生器的逆变驱动电路
本专利技术涉及一种逆变电路，尤其涉及一种用于X射线发生器的逆变驱动电路。
技术介绍
驱动电路是控制电路和主电路的接口，驱动电路的作用是将控制电路输出信号隔离并放大以驱动功率器件，驱动电路需要有很高的快速性，同时又与整个X射线发生器的可靠性、效率等密切相关。因此，驱动电路不仅能够提供一定的驱动功率，而且需要具有较高的抗干扰和隔离噪声的能力。 便携式X射线发生器是一种体型小巧，以电池为供电电源的轻型化可移动的X射线发生装置。在X射线发生器中，直流电源经过逆变电路逆变后，进入升压变压器进行第一级的升压，升压变压器次边与倍压板连接进行第二次升压，电压经过这两级的升压电路后得到所需的高压。在X射线发生器正常工作过程中，倍压板由高压二极管和高压电容构成，在特性上显容性。根据电路原理可知，相同容值的电容，在不同的端电压下存储的能量符合以下关系，:=⑶2/2 (1)由公式(1)可知，同一电容容值，不同端电压，电容存储能量与端电压的平方成正比。根据上述关系可知，升压变压器次边与倍压板连接，在X射线发生装置曝光初始阶段，倍压板上的电容在瞬间要存储的能量为而电压I为升压变压器次边电压。所以，在曝光初始的前几个毫秒内需要很大的能量来满足倍压板上高压电容的储能需要。由理想变压器可知，原边电流I和次边电流12之间的关系为工斤父12(2)(3)由(2).(3)式可知 1^=1^ VI(4)队、1为理想变压器的次边电压和原边电压。 升压变压器的匝比！1却27^相对较大，所以在X射线发生装置曝光初始阶段，在逆变电路和升压变压器的原边上产生了很大的电流冲击，而瞬间的大的电流冲击对逆变电路的稳定性构成了很大的威胁，同时造成升压变压器运行环境恶化，甚至使升压变压器出现磁饱和。如何在大的电流冲击下维持逆变电路稳定运行，这对逆变驱动电路提出了更高的要求。因为逆变驱动电路的优劣，直接决定了逆变电路运行质量的好坏。 目前驱动电路一般采用变压器隔离驱动或高压集成电路驱动两种方式。变压器隔离驱动，结构简单、成本低，隔离电压能达到很高，传输延时小，驱动频率高，但是占空比发生变化时，驱动脉冲幅值也相应发生变化，占空比超过50%时，其驱动脉冲幅值可能会超出场效应管门极驱动电压安全范围，这时采用变压器隔离驱动就不合适了。而高压集成电路驱动，它采用高速光耦合器作为隔离传输信号器件，隔离后的驱动电源采用“电荷泵”的方式，但是该驱动成本高，外围电路复杂，可靠性也存在一定问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种用于X射线发生器的逆变驱动电路，这种用于X射线发生器的逆变驱动电路的外围电路更加简化，而且有效降低了外围电路与驱动电路之间的相互干扰，避免驱动电压随着占空比的变化而幅值发生改变，提高了稳定性和可靠性。采用的技术方案如下:用于X射线发生器的逆变驱动电路，包括逆变电路和驱动电路，逆变电路包括场效应管Q1、场效应管Q2、场效应管Q3、场效应管Q4，场效应管Ql的源极与场效应管Q3的漏极电连接，场效应管Q2的源极与场效应管Q4的漏极电连接，其特征是:所述驱动电路包括第一驱动模块、第二驱动模块、第三驱动模块和第四驱动模块；第一驱动模块、第二驱动模块、第三驱动模块和第四驱动模块均包括变压器、脉冲发生器、高速光电耦合器和功率放大电路，变压器具有两个输入端L1、L2、正输出端M、负输出端N和中心轴头S，脉冲发生器、高速光电耦合器、功率放大电路的电源输入端分别与变压器的正输出端M、负输出端N电连接，高速光电耦合器的接地端通过接地电阻RlOO接地，高速光电耦合器的信号输入端与脉冲发生器的信号输出端电连接，高速光电耦合器的信号输出端与功率放大电路的信号输入端电连接；第一驱动模块的功率放大电路的信号输出端G与所述场效应管Ql的栅极电连接，第一驱动模块的变压器的中心轴头S与场效应管Ql的源极电连接；第二驱动模块的功率放大电路的信号输出端G与所述场效应管Q2的栅极电连接，第二驱动模块的变压器的中心轴头S与场效应管Q2的源极电连接；第三驱动模块的功率放大电路的信号输出端G与所述场效应管Q3的栅极电连接，第三驱动模块的变压器的中心轴头S与场效应管Q3的源极电连接；第四驱动模块的功率放大电路的信号输出端G与所述场效应管Q4的栅极电连接，第四驱动模块的变压器的中心轴头S与场效应管Q4的源极电连接。 上述变压器一般包括初级线圈、次级线圈和铁芯，在初级线圈两端的引出线作为两个输入端L1、L2，在次级线圈两端的引出线分别作为正输出端M、负输出端N，在次级线圈中间的引出线作为中心轴头S，变压器属于现有技术，在这里不再详述。 上述功率放大电路在保持电压不变的情况下将输入的电流信号进行放大并输出，功率放大电路属于现有技术，在这里不再详述。 本逆变驱动电路由逆变电路和结构相同的第一驱动模块、第二驱动模块、第三驱动模块和第四驱动模块组成，每一驱动模块分别逆变电路的任一场效应管(即是驱动逆变电路任一桥臂的上半桥臂或者下半桥臂)，四个驱动模块相互独立，互不干扰。每一驱动模块都由三部分组成:第一部分为变压器，是逆变驱动电路的电源部分，变压器为脉冲发生器、高速光电稱合器、功率放大电路提供±15V的电源电压，同时提供一个中心轴头S作为零点参考值，±15V是相对于零点参考值来说的，确保每一个场效应管(Q1、Q2、Q3、Q4)的栅极与源极之间具有稳定的15V电压，变压器还起到电气隔离的作用，即隔离外围电路对逆变驱动电路的干扰，同时又隔离逆变驱动电路在工作中对外围电路的扰动，保证了整个系统的稳定；第二部分为光耦电路，对脉冲发生器和逆变电路进行光电隔离，逆变电路的场效应管(Ql、Q2、Q3、Q4)在开关的过程中由于其寄生电感和电容的存在必然产生相应的电压或电流干扰脉动，造成驱动波形畸变，光耦电路使驱动波形上的畸变无法对脉冲发生器造成影响，从而保证逆变电路和控制电路互不干扰并稳定工作；第三部分为功率放大电路，为使场效应管(以、02、03、以)开关更加迅速，在保持电压不变的情况下增加逆变驱动电路上的瞬间驱动电流，从而对逆变电路的场效应管(以、02、03,04)上的极间电容进行快速充放电。 随着场效应管(014243,以)开关频率的增加，场效应管(以、02、03、以)的开关损耗随之增加。在逆变电路稳定运行时，场效应管(014243.以)的功率损耗大部分是在场效应管(014243,04)开关过程中造成的，所以提高场效应管(014243,04)的开关速度对于降低场效应管损耗至关重要。本逆变驱动电路的设计思路是在保证逆变电路稳定运行的同时，满足场效应管(014243.汹)能够迅速实现开通或关断，即驱动电路的输出瞬时功率要足够大，同时还满足驱动电路、逆变电路与控制电路之间的隔离，使二者之间相互的干扰降低到最小。为了降低场效应管⑶^收、^、^)开关损耗，本逆变驱动电路设计从两个方面入手:首先，驱动电路的输出部分为功率放大电路，在保持驱动电压不变的情况下，驱动输出电流瞬时可以达到最大值，该电流可以充分满足逆变电路场效应管(以、02、03、04)开关需要，缩短场效应管(、02、03、04)极间电容的充电时间，提高场效应管(、02、03、 04)本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于X射线发生器的逆变驱动电路，包括逆变电路和驱动电路，逆变电路包括场效应管Q1、场效应管Q2、场效应管Q3、场效应管Q4，场效应管Q1的源极与场效应管Q3的漏极电连接，场效应管Q2的源极与场效应管Q4的漏极电连接，其特征是：所述驱动电路包括第一驱动模块、第二驱动模块、第三驱动模块和第四驱动模块；第一驱动模块、第二驱动模块、第三驱动模块和第四驱动模块均包括变压器、脉冲发生器、高速光电耦合器和功率放大电路，变压器具有两个输入端L1、L2、正输出端M、负输出端N和中心轴头S，脉冲发生器、高速光电耦合器、功率放大电路的电源输入端分别与变压器的正输出端M、负输出端N电连接，高速光电耦合器的接地端通过接地电阻R100接地，高速光电耦合器的信号输入端与脉冲发生器的信号输出端电连接，高速光电耦合器的信号输出端与功率放大电路的信号输入端电连接；第一驱动模块的功率放大电路的信号输出端G与所述场效应管Q1的栅极电连接，第一驱动模块的变压器的中心轴头S与场效应管Q1的源极电连接；第二驱动模块的功率放大电路的信号输出端G与所述场效应管Q2的栅极电连接，第二驱动模块的变压器的中心轴头S与场效应管Q2的源极电连接；第三驱动模块的功率放大电路的信号输出端G与所述场效应管Q3的栅极电连接，第三驱动模块的变压器的中心轴头S与场效应管Q3的源极电连接；第四驱动模块的功率放大电路的信号输出端G与所述场效应管Q4的栅极电连接，第四驱动模块的变压器的中心轴头S与场效应管Q4的源极电连接。...

【技术特征摘要】
1.用于X射线发生器的逆变驱动电路，包括逆变电路和驱动电路，逆变电路包括场效应管Ql、场效应管Q2、场效应管Q3、场效应管Q4，场效应管Ql的源极与场效应管Q3的漏极电连接，场效应管Q2的源极与场效应管Q4的漏极电连接，其特征是:所述驱动电路包括第一驱动模块、第二驱动模块、第三驱动模块和第四驱动模块；第一驱动模块、第二驱动模块、第三驱动模块和第四驱动模块均包括变压器、脉冲发生器、高速光电耦合器和功率放大电路，变压器具有两个输入端L1、L2、正输出端M、负输出端N和中心轴头S，脉冲发生器、高速光电I禹合器、功率放大电路的电源输入端分别与变压器的正输出端M、负输出端N电连接，高速光电耦合器的接地端通过接地电阻RlOO接地，高速光电耦合器的信号输入端与脉冲发生器的信号输出端电连接，高速光电耦合器的信号输出端与功率放大电路的信号输入端电连接；第一驱动模块的功率放大电路的信号输出端G与所述场效应管Ql的栅极电连接，第一驱动模块的变压器的中心轴头S与...

【专利技术属性】
技术研发人员：李德来，郭超，吕晓玲，陈思国，
申请(专利权)人：汕头市超声仪器研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44