高压发生器、X射线产生装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种高压发生器，包括逆变器，逆变器包括第一桥臂、第二桥臂以及位于第一桥臂和第二桥臂之间的第三桥臂，第一桥臂、第二桥臂分别包括两个开关器件，且第一桥臂可与第三桥臂组成阳极逆变桥，第二桥臂可与第三桥臂组成阴极逆变桥，阳极逆变桥调节高压发生器的阳极电压，阴极逆变桥调节高压发生器的阴极电压；第一控制组件，用于控制阳极逆变桥的开关器件，且第一控制组件的输入端连接高压发生器的阳极，输出端连接所述第一桥臂；第二控制组件，用于控制阴极逆变桥的开关器件，且第二控制组件的输入端连接高压发生器的阴极，输出端连接所述第二桥臂。本发明专利技术的高压发生器阴、阳极分别单独控制，提高对不平衡负载的适应能力。此外，本发明专利技术还提供一种X射线产生装置及其控制方法。

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.

【技术实现步骤摘要】
高压发生器、X射线产生装置及其控制方法
本专利技术主要涉及X射线控制技术，尤其涉及用于X射线产生装置的高压发生器、X射线产生装置以及X射线产生装置的控制方法。
技术介绍
X射线产生装置如X射线管常用于X射线治疗设备、X射线诊断设备、X射线计算机体层摄影设备(CT)、正电子发射计算机断层显像(PET-CT)等医疗器械设备中。在采用X射线管发射X射线的过程中，通常将阴极灯丝悬浮于-70kV～-75kV电位，阳极靶盘悬浮于+70kV～+75kV电位，同时将壳体接地，可以减小X射线管的绝缘要求，减小X射线管的体积和成本。然而，这种阴、阳极电位悬浮的X射线管工作时，由于灯丝受热发射电子，在阴阳极强电场(140kV～150kV)的吸引下加速轰击阳极靶盘，电子突然减速并且大部分电子被靶盘吸收，同时阳极靶盘辐射出X射线，而少部分电子则从阳极靶盘散射到管壁，最终通过地线流回阴极。由此，导致阴、阳极电位悬浮的X射线管的阴、阳极电流必然出现不一致，阴极电流甚至会比阳极电流大15％～20％。现有技术中，X射线管高压发生器仅控制阴、阳极的总电压，具体通过设置如图1所示的阴阳极对称的电路结构来保证阴阳极电压的平衡。该X射线管高压发生器包括逆变电路11、谐振腔12、变压器、阳极端倍压整流电路13、阴极端倍压整流电路14以及同时连接倍压整流电路和逆变电路的控制组件(图中未示出)，阳极端倍压整流电路13控制X射线管的阳极电压，阴极端倍压整流电路14控制X射线管的阴极电压。在逆变电路11中，开关器件Q1、Q2组成超前桥臂，开关器件Q3、Q4组成滞后桥臂，且各开关器件分别并联有反向二极管D1-D4；超前桥臂可通过控制开关器件Q1、Q2的通断控制高压发生器的阳极电压(反馈电路未示出)，且阳极电压施加在X射线管(球管)的阳极端；滞后桥臂可通过控制开关器件Q3、Q4的通断控制高压发生器的阴极电压(反馈电路未示出)，且阴极电压施加在X射线管(球管)的阴极端。当在阴、阳极电路对称性较好、且阴极电流icath与阳极电流iand不平衡度较小的情况下，采用上述对称结构可基本实现阴、阳极电压的平衡。然而，当阴极电流icath与阳极电流iand不平衡度变大时，上述控制方式则不能保证阴、阳极电压的平衡，因此对阴、阳极电路和高压发生器的一致性具有较高的要求；尤当阴、阳极采用集成的高压发生器时，高压发生器阴极电流icath与阳极电流iand不平衡将更加显著，而当阴、阳极电压不平衡度超出X射线管的承受范围时，会损坏X射线管。因此，这种只控制阴阳极总电压的方式适应不平衡负载的能力较差。鉴于此，有必要对现有X射线管高压发生器的阴、阳极电压平衡结构进行改进。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种具有阴、阳极电压平衡能力的X射线高压发生器，克服现有阴、阳极平衡结构对高压发生器的一致性要求高、适应不平衡负载的能力差的问题。为解决上述技术问题，本专利技术的一些实施例提供一种高压发生器，包括：逆变器，所述逆变器包括第一桥臂、第二桥臂以及位于所述第一桥臂和第二桥臂之间的第三桥臂，所述第一桥臂、第二桥臂分别包括两个开关器件，且所述第一桥臂可与第三桥臂组成阳极逆变桥，所述第二桥臂可与所述第三桥臂组成阴极逆变桥，所述阳极逆变桥调节所述高压发生器的阳极电压，所述阴极逆变桥调节所述高压发生器的阴极电压；第一控制组件，用于控制所述阳极逆变桥的开关器件，且所述第一控制组件的输入端连接所述高压发生器的阳极，所述第一控制组件的输出端连接所述第一桥臂；第二控制组件，用于控制阴极逆变桥的开关器件，且所述第二控制组件的输入端连接所述高压发生器的阴极，所述第二控制组件的输出端连接所述第二桥臂。可选地，所述第一控制组件包括电压调节器和调制器，所述电压调节器用于获取从所述高压发生器的阳极采集电压反馈信号与指令值之间的差值，并根据所述差值产生调制电压；所述调制器，与所述电压调节器连接，用于接收所述调制电压，并根据所述调制电压产生第一组驱动信号，所述第一组驱动信号用于驱动所述第一桥臂的开关器件导通或截止；所述第二控制组件包括电压调节器和调制器，所述电压调节器用于获取从所述高压发生器的阴极采集电压反馈信号与指令值之间的差值，并根据所述差值产生调制电压；所述调制器，与所述电压调节器连接，用于接收所述调制电压，并根据所述调制电压产生第二组驱动信号，所述第二组驱动信号用于驱动所述第二桥臂的开关器件导通或截止。可选地，所述第三桥臂包含两个串联的开关器件。可选地，所述第三桥臂包含串联的第一电容和第二电容。可选地，所述调制器包括PWM调制器或PFM调制器，以对所述第一桥臂、第二桥臂采用PWM调制方式控制所述开关器件的通断；或者，对所述第一桥臂、第二桥臂采用PFM调制方式控制所述开关器件的通断。可选地，所述第一控制组件包含PFM调制器，所述第二控制组件包含PWM调制器，所述PFM调制器同时连接所述第一桥臂和第三桥臂，所述PWM调制器连接所述第二桥臂，且所述PWM调制器和PFM调制器之间连接频率同步电路。根据本专利技术的另一方面提出一种X射线产生装置，包括：高压发生器以及X射线管，所述X射线管具有阴极和阳极，所述高压发生器包括：逆变器，所述逆变器包括第一桥臂、第二桥臂以及位于所述第一桥臂和第二桥臂之间的第三桥臂，所述第一桥臂、第二桥臂分别包括两个开关器件，且所述第一桥臂与第三桥臂组成阳极逆变桥，所述第二桥臂与所述第三桥臂组成阴极逆变桥，所述阳极逆变桥调节所述高压发生器的阳极电压，所述阴极电压控制逆变桥调节所述高压发生器的阴极电压，且所述高压发生器的阳极电压施加在所述X射线管的阳极，所述高压发生器的阴极电压施加在所述X射线管的阴极；第一控制组件，可与所述阳极逆变桥组成控制回路，且所述第一控制组件的输入端连接所述高压发生器的阳极，所述第一控制组件的输出端连接所述第一桥臂；第二控制组件，可与所述阴极逆变桥组成控制回路，且所述第二控制组件的输入端连接所述高压发生器的阴极，所述第二控制组件的输出端连接所述第二桥臂。根据本专利技术的又一方面，提出一种X射线产生装置的控制方法，所述X射线产生装置包括高压发生器以及X射线管，所述X射线管具有阴极和阳极，所述高压发生器包括：逆变器，所述逆变器包括第一桥臂、第二桥臂以及位于所述第一桥臂和第二桥臂之间的第三桥臂，所述第一桥臂、第二桥臂分别包括两个开关器件，且所述第一桥臂与第三桥臂组成阳极逆变桥，所述第二桥臂与所述第三桥臂组成阴极逆变桥，所述阳极逆变桥调节所述高压发生器的阳极电压，所述阴极逆变桥调节所述高压发生器的阴极电压；所述控制方法包括：从所述高压发生器的阳极采集第一电压反馈信号，并根据所述第一电压反馈信号产生第一组驱动信号，所述第一组驱动信号控制所述阳极逆变桥，使得所述高压发生器的阳极产生第一电压；以及，从所述高压发生器的阴极采集第二电压反馈信号，并根据所述第二电压反馈信号产生第二组驱动信号，所述第二组驱动信号控制所述阴极逆变桥，使得所述高压发生器的阴极产生第二电压，且所述第二电压相对于所述第一电压具有180度的相移；将所述第一电压施加在所述X射线管的阳极，将所述第二电压施加在所述X射线管的阴极。可选地，还包括：从所述阳极逆变桥采集第一电流反馈信号，根据所述第一电流反馈信号和第一电压反馈信号控制所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压发生器，其特征在于，包括：逆变器，所述逆变器包括第一桥臂、第二桥臂以及位于所述第一桥臂和第二桥臂之间的第三桥臂，所述第一桥臂、第二桥臂分别包括两个开关器件，且所述第一桥臂可与第三桥臂组成阳极逆变桥，所述第二桥臂可与所述第三桥臂组成阴极逆变桥，所述阳极逆变桥调节所述高压发生器的阳极电压，所述阴极逆变桥调节所述高压发生器的阴极电压；第一控制组件，用于控制所述阳极逆变桥的开关器件，且所述第一控制组件的输入端连接所述高压发生器的阳极，所述第一控制组件的输出端连接所述第一桥臂；第二控制组件，用于控制阴极逆变桥的开关器件，且所述第二控制组件的输入端连接所述高压发生器的阴极，所述第二控制组件的输出端连接所述第二桥臂。

【技术特征摘要】
1.一种高压发生器，其特征在于，包括：逆变器，所述逆变器包括第一桥臂、第二桥臂以及位于所述第一桥臂和第二桥臂之间的第三桥臂，所述第一桥臂、第二桥臂分别包括两个开关器件，且所述第一桥臂可与第三桥臂组成阳极逆变桥，所述第二桥臂可与所述第三桥臂组成阴极逆变桥，所述阳极逆变桥调节所述高压发生器的阳极电压，所述阴极逆变桥调节所述高压发生器的阴极电压；第一控制组件，用于控制所述阳极逆变桥的开关器件，且所述第一控制组件的输入端连接所述高压发生器的阳极，所述第一控制组件的输出端连接所述第一桥臂；第二控制组件，用于控制阴极逆变桥的开关器件，且所述第二控制组件的输入端连接所述高压发生器的阴极，所述第二控制组件的输出端连接所述第二桥臂。2.根据权利要求1所述的高压发生器，其特征在于，所述第一控制组件包括电压调节器和调制器，所述电压调节器用于获取从所述高压发生器的阳极采集电压反馈信号与指令值之间的差值，并根据所述差值产生调制电压；所述调制器，与所述电压调节器连接，用于接收所述调制电压，并根据所述调制电压产生第一组驱动信号，所述第一组驱动信号用于驱动所述第一桥臂的开关器件导通或截止；所述第二控制组件包括电压调节器和调制器，所述电压调节器用于获取从所述高压发生器的阴极采集电压反馈信号与指令值之间的差值，并根据所述差值产生调制电压；所述调制器，与所述电压调节器连接，用于接收所述调制电压，并根据所述调制电压产生第二组驱动信号，所述第二组驱动信号用于驱动所述第二桥臂的开关器件导通或截止。3.根据权利要求1所述的高压发生器，其特征在于，所述第三桥臂包含两个串联的开关器件。4.根据权利要求1所述的高压发生器，其特征在于，所述第三桥臂包含串联的第一电容和第二电容。5.根据权利要求3或4所述的高压发生器，其特征在于，所述调制器包括PWM调制器或PFM调制器，以对所述第一桥臂、第二桥臂采用PWM调制方式控制所述开关器件的通断；或者，对所述第一桥臂、第二桥臂采用PFM调制方式控制所述开关器件的通断。6.根据权利要求3所述的高压发生器，其特征在于，所述第一控制组件包含PFM调制器，所述第二控制组件包含PWM调制器，所述PFM调制器同时连接所述第一桥臂和第三桥臂，所述PWM调制器连接所述第二桥臂，且所述PWM调制器和PFM调制器之间连接频率同步电路。7.一种X射线产生装置，包括：高压发生器以及X射线管，所述X射线管具有阴极和阳极，所述高压发生器包括：逆变器，所述逆变器包括第一桥臂、第二桥臂以及位于所述第一桥臂和第二桥...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝国平，褚旭，
申请(专利权)人：上海联影医疗科技有限公司，中国科学院上海高等研究院，
类型：发明
国别省市：上海,31