多路独立高压输出装置、X射线设备及控制方法制造方法及图纸

本公开提供了一种多路独立高压输出装置，通过多个独立高压输出回路来输出多个高电压，并且多个高电压分别提供至X射线装置的多个X射线管，包括：逆变器，将输入的直流电压转换为第一交流电压；多个变压器，每个变压器包括初级线圈和次级线圈，初级线圈接收第一交流电压，基于第一交流电压，次级线圈输出第二交流电压，第二交流电压的电压幅值大于第一交流电压的电压幅值；多个悬浮控制开关，分别连接至多个变压器的初级线圈侧，通过悬浮控制开关的通断来独立控制每个变压器的次级线圈所输出的第二交流电压；及控制单元，提供多个悬浮控制开关的开关控制信号。本公开还提供了X射线设备及控制方法。

【技术实现步骤摘要】
多路独立高压输出装置、X射线设备及控制方法
本公开提供了一种多路独立高压输出装置、X射线设备及控制方法。
技术介绍
在高压X射线设备中，通常包括多个X射线球管，为了给多个射线球管独立供电，在现有技术中通常采用多台独立的高压供电装置、或者采用多路输出的高压装置并且在高压输出侧串联高压开关设备来实现多个射线球管的独立供电。在使用多台独立的高压供电装置供电的情况下，虽然可以实现对多个X射线球管的独立供电，但是对高压X射线装置的数量要求也随着X射线球管数量的增加而增加。因此这种方式将会使采用该装置的整机系统体积和成本成倍地增加。在高压输出侧串联高压开关设备来实现多个射线球管的独立供电的情况下，由于在高压输出侧串接高压开关，因此对高压开关的耐压、驱动电路等都提出了较高的要求。通常高压开关一般采用真空闸流管器件或者多个IGBT(或晶闸管)等半导体器件串并联实现刚管调制开关方式解决。不管是采用何种方式，高压开关的整体尺寸都较大，并且需要对开关做高压绝缘处理，因此对X射线设备来说，采用这种方式并不能很好地减小尺寸，相反地由于高压开关需要较为严苛的高电压隔离驱动电路，会使整机的系统构成更为复杂，同时甚至会因为高压开关系统的成本问题而使得成本变高。因此在X射线设备中使用该方案，并不能实现小体积及低成本的X射线设备，反而会使系统设计更为复杂，也会大大增加X射线设备的生产工艺的难度。
技术实现思路
为了解决上述技术问题之一，本公开提供了一种多路独立高压输出装置、X射线设备及控制方法。根据本公开的一个方面，提供了一种多路独立高压输出装置，所述多路独立高压输出装置通过多个独立高压输出回路来输出多个高电压，并且所述多个高电压分别提供至X射线装置的多个X射线管，所述多路独立高压输出装置包括：逆变器，所述逆变器用于将输入的直流电压转换为第一交流电压；多个变压器，每个变压器包括初级线圈和次级线圈，并且每个变压器的初级线圈接收所述第一交流电压，并且基于所述第一交流电压，每个变压器的次级线圈输出第二交流电压，其中第二交流电压的电压幅值大于第一交流电压的电压幅值；多个悬浮控制开关，所述多个悬浮控制开关分别连接至所述多个变压器的初级线圈侧，以便通过悬浮控制开关的通断来独立控制每个变压器的次级线圈所输出的第二交流电压；控制单元，所述控制单元提供所述多个悬浮控制开关的开关控制信号，以便分别对多个悬浮控制开关的通断进行控制。根据本公开的至少一个实施方式，所述逆变器的数量为一个，该一个逆变器为多个变压器的初级线圈提供第一交流电压。根据本公开的至少一个实施方式，还包括多个倍压整流电路，所述多个倍压整流电路分别连接所述多个变压器的次级线圈，以便将所述多个变压器的次级线圈输出的第二交流电压转换为直流高电压以便为多个X射线管供电。根据本公开的至少一个实施方式，所述逆变器包括BUCK电路和LLC电路，所述BUCK电路用于将输入的直流电压转换为中间直流电压，并且所述中间直流电压提供给所述LLC电路，所述LLC电路用于将所述中间直流电压转换为所述第一交流电压。根据本公开的至少一个实施方式，所述BUCK电路包括BUCK开关，所述控制单元提供用于控制所述BUCK开关的驱动信号，所述控制单元接收多个独立高压输出回路所输出的输出电压和/或输出电流，对所述BUCK电路的输出电压进行PID控制计算，并且根据计算结果来改变所述BUCK开关的驱动信号，以使得每个变压器的次级线圈输出的第二交流电压稳定。根据本公开的至少一个实施方式，所述BUCK开关的驱动信号为频率固定且占空比可调的驱动信号，通过调整所述驱动信号的占空比来调节所述中间直流电压。根据本公开的至少一个实施方式，所述BUCK电路包括第一开关、第一二极管、第一电感和第一电容，所述第一开关的第一端连接输入的直流电压的正端，所述第一开关的第二端连接所述第一电感的第一端和第一二极管的第一端，所述第一二极管的第二端连接输入的直流电压的负端，所述第一电感的第二端作为BUCK电路的输出端，并且在所述第一电感的第二端与输入的直流电压的负端之间连接所述第一电容。根据本公开的至少一个实施方式，所述LLC电路包括第二电容、第三电容、第二开关、第三开关、谐振电容和谐振电感，所述第二电容和第三电容的串联电路连接在所述BUCK电路的输出端，所述第二开关和第三开关的串联电路连接在所述BUCK电路的输出端，并且所述第二开关和第三开关的连接点连接所述谐振电容和谐振电感的串联电路的第一端，所述谐振电容和谐振电感的串联电路的第二端经由所述多个悬浮控制开关分别连接至所述多个变压器的初级线圈的第一端，所述第二电容和第三电容的连接点分别连接至所述多个变压器的初级线圈的第二端。根据本公开的至少一个实施方式，所述控制单元提供所述第二开关和第三开关的驱动信号，并且所述第二开关和第三开关的驱动信号为频率和占空比固定的驱动信号。根据本公开的至少一个实施方式，所述多个悬浮控制开关选自IGBT开关、MOS管开关或者晶闸管开关中的任意一种。根据本公开的另一方面，提供了一种X射线设备，包括：如上任一项所述的多路独立高压输出装置；以及多个X射线管，所述多路独立高压输出装置输出的多个高电压分别提供至所述多个X射线管，并且通过多个悬浮控制开关的独立控制来分别控制提供至所述多个X射线管的高电压。根据本公开的再一方面，提供了一种如上任一项所述的多路独立高压输出装置的控制方法，包括：至少根据多路独立高压输出装置的高压输出电压值，通过所述控制单元控制BUCK电路开关、LLC电路开关及悬浮控制开关的导通与断开；采集多个独立高压输出回路的输出电压和/或输出电流，并且所述控制单元根据所采集的输出电压和/或电流来对BUCK电路的输出电压和/或电流做PID控制计算；以及所述控制单元调整提供至BUCK电路开关的驱动信号的占空比。根据本公开的至少一个实施方式，BUCK电路开关的驱动信号为频率固定且占空比可调的驱动信号，LLC电路开关的驱动信号为频率固定且占空比固定的驱动信号。根据本公开的至少一个实施方式，，所述控制单元根据外部输入的高压输出的电压值、工作时序、期望工作频率和/或期望占空比来控制所述多个悬浮控制开关。附图说明附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。图1示出了根据本公开的一个实施方式的多路独立高压输出装置的示意性框图。图2示出了根据本公开的一个实施方式的多路独立高压输出装置的示意性电路图。图3示出了根据本公开的一个实施方式的控制方法的流程图。图4示出了根据本公开的一个实施方式的控制方法的流程图。具体实施方式下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多路独立高压输出装置，所述多路独立高压输出装置通过多个独立高压输出回路来输出多个高电压，并且所述多个高电压分别提供至X射线装置的多个X射线管，其特征在于，所述多路独立高压输出装置包括：/n逆变器，所述逆变器用于将输入的直流电压转换为第一交流电压；/n多个变压器，每个变压器包括初级线圈和次级线圈，并且每个变压器的初级线圈接收所述第一交流电压，并且基于所述第一交流电压，每个变压器的次级线圈输出第二交流电压，其中第二交流电压的电压幅值大于第一交流电压的电压幅值；/n多个悬浮控制开关，所述多个悬浮控制开关分别连接至所述多个变压器的初级线圈侧，以便通过悬浮控制开关的通断来独立控制每个变压器的次级线圈所输出的第二交流电压；/n控制单元，所述控制单元提供所述多个悬浮控制开关的开关控制信号，以便分别对多个悬浮控制开关的通断进行控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种多路独立高压输出装置，所述多路独立高压输出装置通过多个独立高压输出回路来输出多个高电压，并且所述多个高电压分别提供至X射线装置的多个X射线管，其特征在于，所述多路独立高压输出装置包括：
逆变器，所述逆变器用于将输入的直流电压转换为第一交流电压；
多个变压器，每个变压器包括初级线圈和次级线圈，并且每个变压器的初级线圈接收所述第一交流电压，并且基于所述第一交流电压，每个变压器的次级线圈输出第二交流电压，其中第二交流电压的电压幅值大于第一交流电压的电压幅值；
多个悬浮控制开关，所述多个悬浮控制开关分别连接至所述多个变压器的初级线圈侧，以便通过悬浮控制开关的通断来独立控制每个变压器的次级线圈所输出的第二交流电压；
控制单元，所述控制单元提供所述多个悬浮控制开关的开关控制信号，以便分别对多个悬浮控制开关的通断进行控制。


2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述逆变器的数量为一个，该一个逆变器为多个变压器的初级线圈提供第一交流电压。


3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括多个倍压整流电路，所述多个倍压整流电路分别连接所述多个变压器的次级线圈，以便将所述多个变压器的次级线圈输出的第二交流电压转换为直流高电压以便为多个X射线管供电。


4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述逆变器包括BUCK电路和LLC电路，所述BUCK电路用于将输入的直流电压转换为中间直流电压并且所述中间直流电压提供给所述LLC电路，所述LLC电路用于将所述中间直流电压转换为所述第一交流电压。


5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述BUCK电路包括BUCK开关，所述控制单元提供用于控制所述BUCK开关的驱动信号，所述控制单元接收多个独立高压输出回路所输出的输出电压和/或输出电流，对所述BUCK电路的输出电压进行PID控制计算，并且根据计算结果来改变所述BUCK开关的驱动信号，以使得每个变压器的次级线圈输出的第二交流电压稳定；
或者，
所述BUCK开关的驱动信号为频率固定且占空比可调的驱动信号，通过调整所述驱动信号的占空比来调节所述中间直流电压；
或者，
所述BUCK电路包括第一开关、第一二极管、第一电感和第一电容，所述第一开关的第一端连接输入的直流电压的正端，所述第一开关的第二端连接所述第一电感的第一端和第一二极管的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：张韦，刘喆，凡玉杰，王奥，
申请(专利权)人：有方合肥医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34