本公开的实施例公开了一种多输出高压电源，包括通道选择电路(103)，包括多个开关；以及高压电源模块(101)，连接到所述通道选择电路(103)，并且包括串联连接的精调电源组件(110)和多个粗调电源组件(120‑1～120‑N)，其中所述高压电源模块(101)的一个高压输出端连接到所述通道选择电路(103)的公共端，并且所述高压电源模块(101)的另一个高压输出端通过电流取样电阻接地。
【技术实现步骤摘要】
多输出高压电源和具有多输出高压电源的分布式射线源
本公开涉及高压电源的领域，具体地，涉及基于直流隔离电源模块的多输出高压电源和具有多输出高压电源的分布式射线源。
技术介绍
现有的高压电源通常都是针对单一负载的单输出电源，且输出电压的调节通常需要较长时间，例如在毫秒甚至秒的量级。在某些应用场合，这种单输出电源可能无法满足需求。例如，具有多个阴极的分布式X射线源(如新鸿电子有限公司开发的分布式X射线源)在一个时刻只允许一个阴极处于工作状态，每个阴极的工作电流和工作时间都可能不一样，阴极之间切换的时间最短要求在微秒量级，并且阴极的工作电压达到上千伏。针对这种分布式X射线源，需要一种具有多个可切换的输出通道(其中每个通道的输出电压可以灵活快速调整)且在微秒级时间内完成通道切换和电压调整的高压电源，以对分布式X射线源的多个阴极进行灵活控制。一种已知的多输出高压电源的实现方法是以一个负高压直流电源的高压输出作为母线，从高压母线向各输出通道分别串接MOSFET。如果某个通道的MOSFET工作在截止区，则该通道不输出高压；如果某个通道的MOSFET工作在线性区，则该通道输出高压。上述多输出高压电源实现方法的不利之处在于，MOSFET工作在线性区会产生大量的热，如果散热不好，则MOSFET会因为过热而损坏，而且每个通道在一定的导通电流状态下(通常百毫安级)不能维持长时间连续或高占空比的工作状态。
技术实现思路
有鉴于此，本公开旨在设计一种多输出高压电源，以在几个微秒的时间内实现不同通道间高压输出的快速切换和输出电压的灵活快速调整，同时避免MOSFET开关的线性区工作状态，减小电路的发热，增加可靠性，延长寿命，降低成本。根据本公开的一个方面，提供了一种多输出高压电源，包括：通道选择电路(103)，包括多个开关；以及高压电源模块(101)，包括串联连接的精调电源组件(110)和多个粗调电源组件(120-1～120-N)，其中所述高压电源模块(101)的一个高压输出端连接到所述通道选择电路(103)的公共端，并且所述高压电源模块(101)的另一个高压输出端通过电流取样电阻接地。高压电源模块的输出电压可以在微秒级调整，通道选择电路中的通道选择开关工作在开关状态，避免了工作在线性区的发热问题。在一个实施例中，所述多个粗调电源组件(120-1～120-N)中的每一个包括直流隔离电源模块、输出控制开关和旁路二极管，所述直流隔离电源模块的输出正极连接到所述旁路二极管的阴极，并且所述直流隔离电源模块的输出负极在串联连接到所述输出控制开关之后连接到所述旁路二极管的阳极。如果接通输出控制开关，那么旁路二极管截止，电源组件的输出电压被接入高压电源模块；如果断开输出控制开关，那么电源组件的输出电压不被接入高压电源模块。如果有N个电源组件的输出串联在一起，就可以叠加出最高N倍的电源组件电压的电源，输出电压的调整精度为电源组件的输出电压，输出电压的调整速度为输出控制开关的切换速度。在一个实施例中，所述精调电源组件(110)包括直流隔离电源模块(1101)、电压基准供应模块(1102)、功率放大器(1103)、输出控制开关(1104)和旁路二极管(1105)，所述直流隔离电源模块(1101)的输出正极和负极分别连接到所述功率放大器(1103)的电源正极和负极，并且用于向所述功率放大器(1103)供电，所述电压基准供应模块(1102)连接到所述功率放大器(1103)的信号输入端，所述功率放大器(1103)的输出端连接到所述旁路二极管(1105)的阴极，并且所述功率放大器(1103)的电源负极在串联连接到所述输出控制开关(1104)之后连接到所述旁路二极管(1105)的阳极。在一个实施例中，所述多个粗调电源组件(120-1～120-N)的所述输出控制开关由控制电路(102)控制。在一个实施例中，所述精调电源组件(110)的所述输出控制开关(1104)由所述控制电路(102)控制，并且所述精调电源组件(110)的所述电压基准供应模块(1102)所供应的电压基准由所述控制电路(102)设定。在一个实施例中，所述精调电源组件(110)的所述旁路二极管(1105)的阳极连接到所述多个粗调电源组件(120-1～120-N)中的第一个粗调电源组件(120-1)的旁路二极管(1203-1)的阴极；除所述多个粗调电源组件(120-1～120-N)中的最后一个粗调电源组件(120-N)之外，所述多个粗调电源组件(120-1～120-N)中的每一个粗调电源组件的旁路二极管的阳极连接到下一个粗调电源组件的阴极，其中所述精调电源组件(110)的旁路二极管(1105)的阴极为所述高压电源模块(101)的输出正极，并且所述最后一个粗调电源组件(120-N)的旁路二极管(1203-N)的阳极为所述高压电源模块(101)的输出负极。在一个实施例中，所述精调电源组件(110)和所述多个粗调电源组件(120-1～120-N)中的直流电源隔离模块的电压输入端的正极并联连接在一起，并且所述精调电源组件(110)和所述多个粗调电源组件(120-1～120-N)中的直流电源隔离模块的电压输入端的负极并联连接在一起。在一个实施例中，所述通道选择电路(103)中的多个开关包括一个放电开关(1030)和M个通道选择开关，所述放电开关和所述通道选择开关的一端连接在一起作为所述通道选择电路(103)的公共端，并且所述放电开关和所述通道选择开关由所述控制电路(102)控制。当没有输出通道被选择时，所有的通道选择开关处于断开状态，放电开关处于闭合状态，释放高压电源模块高压输出端残留电压；当一个输出通道被选择时，则该路通道选择开关处于闭合状态，其余选择开关和放电开关处于断开状态。在一个实施例中，如果所述高压电源模块(101)的输出负极通过所述电流取样电阻(104)接地并且所述高压电源模块(101)的输出正极连接到所述通道选择电路(103)的公共端，那么所述多输出高压电源输出正高压；并且如果所述高压电源模块(101)的输出正极通过所述电流取样电阻(104)接地并且所述高压电源模块(101)的输出负极连接到所述通道选择电路(103)的公共端，那么所述多输出高压电源输出负高压。在一个实施例中，所述电流取样电阻(104)上的模拟信号通过模数转换电路(105)转换成数字信号，并且所述数字信号输出到所述控制电路(102)，作为所述多输出高压电源的电流反馈信号。在一个实施例中，在所述多输出电源正常工作之前，对所述多输出高压电源进行标定。初始状态的组件输出控制开关和通道选择开关都处于断开状态。首先，由控制电路选通需要的输出通道，然后控制电源组件的输出控制开关和精调电源组件的电压基准，逐渐提高高压电源模块的输出电压，同时读取输出电流值。这样，就可以做出一个输出通道的伏安特性曲线，然后关断这个通道，进行下一个通道的标定。所有通道都标定完成后，按照标定的伏安特性曲线，得到正常工作电流对应的电压值。根据本公开的另一方面，提供了一种分布式射线源，包括前述的多输出高压电源。附图说明通过以下参照附图对本公开实施例的描述，本公开的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：图1示出了根据本公开的实施例的输出正电压的多输出高压电源本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多输出高压电源，包括：通道选择电路(103)，包括多个开关；以及高压电源模块(101)，包括串联连接的精调电源组件(110)和多个粗调电源组件(120‑1～120‑N)，其中所述高压电源模块(101)的一个高压输出端连接到所述通道选择电路(103)的公共端，并且所述高压电源模块(101)的另一个高压输出端通过电流取样电阻接地。
【技术特征摘要】
1.一种多输出高压电源，包括：通道选择电路(103)，包括多个开关；以及高压电源模块(101)，包括串联连接的精调电源组件(110)和多个粗调电源组件(120-1～120-N)，其中所述高压电源模块(101)的一个高压输出端连接到所述通道选择电路(103)的公共端，并且所述高压电源模块(101)的另一个高压输出端通过电流取样电阻接地。2.根据权利要求1所述的多输出高压电源，其中，所述多个粗调电源组件(120-1～120-N)中的每一个包括直流隔离电源模块、输出控制开关和旁路二极管，所述直流隔离电源模块的输出正极连接到所述旁路二极管的阴极，并且所述直流隔离电源模块的输出负极在串联连接到所述输出控制开关之后连接到所述旁路二极管的阳极。3.根据权利要求1所述的多输出高压电源，其中，所述精调电源组件(110)包括直流隔离电源模块(1101)、电压基准供应模块(1102)、功率放大器(1103)、输出控制开关(1104)和旁路二极管(1105)，所述直流隔离电源模块(1101)的输出正极和负极分别连接到所述功率放大器(1103)的电源正极和负极，并且用于向所述功率放大器(1103)供电，所述电压基准供应模块(1102)连接到所述功率放大器(1103)的信号输入端，所述功率放大器(1103)的输出端连接到所述旁路二极管(1105)的阴极，并且所述功率放大器(1103)的电源负极在串联连接到所述输出控制开关(1104)之后连接到所述旁路二极管(1105)的阳极。4.根据权利要求2所述的多输出高压电源，其中，所述多个粗调电源组件(120-1～120-N)的所述输出控制开关由控制电路(102)控制。5.根据权利要求4所述的多输出高压电源，其中，所述精调电源组件(110)的所述输出控制开关(1104)由所述控制电路(102)控制，并且所述精调电源组件(110)的所述电压基准供应模块(1102)所供应的电压基准由所述控制电路(102)设定。6.根据权利要求1所述的多输出高压电源，其中，所述精调电源组件(110)的所述旁路二极管(1105)的阳极连接到所述多个粗调电源组件(120-1～120-N)中的第一个粗调电源组件(120-1)的旁路二极管(12...
【专利技术属性】
技术研发人员：李元景，刘耀红，唐华平，刘晋升，刘西颖，秦占峰，贾玮，潘劲松，
申请(专利权)人：清华大学，同方威视技术股份有限公司，新鸿电子有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11
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