用于X射线源的平面变压器制造技术

减小高电压电源的重量和尺寸、增大高电压脉冲的频率、以及改进对高电压量值的控制将是有利的。本文描述的高电压电源的各实施例可解决这些问题。高电压电源可以与X射线管一起使用。高电压电源可以包括平面变压器的阵列，每个平面变压器限定具有AC输入和DC输出的一个级。每个级可以包括彼此毗邻并且包括电耦合至AC输入且配置成在次级绕组中感生电流的初级绕组的一对扁平线圈绕组。至少两个级可以与一个级的DC输出串联地电耦合在一起，该级的DC输出电耦合到另一级的输入，以使得电压被跨级放大。大。大。

【技术实现步骤摘要】
用于X射线源的平面变压器


[0001]本申请涉及X射线源和高电压电源。

技术介绍

[0002]高电压电源具有许多用途，包括便携式X射线源。例如，高电压电源可以在电子发射器与靶材之间提供大电压(例如，数十千伏)。该电压差以及有时电子发射器的高温可致使电子发射器将电子束中的电子发射至靶标。靶标可包括用于响应于来自电子发射器的撞击电子而生成X射线的材料。

技术实现思路

[0003]高电压电源可能很重，从而使用户难以运输。减小高电压电源的重量将是有益的。
[0004]高电压电源的一些应用，诸如举例而言X射线静电耗散、设备的非破坏性测试、以及X射线荧光分析，可能需要便携式X射线源插入到较小区域中。减小高电压电源的尺寸将是有益的。
[0005]一些应用需要高电压快速脉冲。例如，给X射线管的高电压快速脉冲可导致X射线快速脉冲。跨X射线管(即，在阴极与阳极之间)的大偏置电压可导致每个脉冲。Cockcroft
‑
Walton乘法器可生成每个脉冲的偏置电压。脉冲的频率归因于Cockcroft
‑
Walton乘法器的电子器件而受限。例如，归因于对Cockcroft
‑
Walton乘法器的电容器进行充电和放电的需要，每个脉冲可具有不期望的历时。增大高电压脉冲的频率将是有益的。
[0006]一些应用需要对高电压量值的控制。例如，在X射线源中，所发射的X射线频谱取决于电压的输入量值。因此，反馈回路被用来将实际偏置电压调整为所需偏置电压；但是反馈回路增加了X射线源的尺寸和成本。改进对输出X射线能量的控制将是有益的，尤其是在没有反馈回路的情况下。
[0007]因而，减小高电压电源的重量和大小、增大高电压脉冲的频率、以及改进对高电压量值的控制将是有利的。本专利技术包括满足这些需求的高电压电源以及具有这些高电压电源的X射线源。每个高电压电源可以满足这些需求中的一个、一些或全部。
[0008]高电压电源可以包括串联地电耦合在一起的多个平面变压器，每个平面变压器限定一个级。每个级可以包括初级电路和次级电路。初级电路可以包括电耦合到初级绕组的交流源。次级电路可以包括串联的次级绕组和整流器电路。
[0009]除了最低电压级之外，每个级的次级电路可以电耦合到较低电压级的整流器电路的DC输出。除了最高电压级之外，每个级的整流器电路的DC输出可以电耦合到较高电压级的次级电路。最高电压级的整流器电路的DC输出可以电耦合到X射线管。
[0010]附图说明(附图可能未按比例绘制)
[0011]图1是具有串联地电耦合在一起的多个平面变压器的高电压电源10的示意图，每个平面变压器限定一个级S，包括最低电压级S
L
和最高电压级S
H
，并且最高电压级S
H
的DC输出O
dc
电耦合到高电压设备12。
[0012]图2是类似于高电压电源10的高电压电源20的示意图，但是进一步包括最低电压级S
L
与最高电压级S
H
之间的中间级S
I
。
[0013]图3是类似于高电压电源10的高电压电源30的示意图，但是进一步包括最低电压级S
L
与最高电压级S
H
之间的两个中间级S
I
。
[0014]图4是在初级电路板41上具有初级迹线形式的初级绕组W
P
的级S的一部分的俯视图，该初级迹线包括螺旋形状。
[0015]图5是沿着线5
‑
5截取的图4的级S的截面侧视图。
[0016]图6是在次级电路板61上具有次级迹线形式的次级绕组W
P
的级S的一部分的俯视图，该次级迹线包括螺旋形状。
[0017]图7是沿着线7
‑
7截取的图6的级S的截面侧视图。
[0018]图8是具有紧邻的初级迹线和次级迹线的级S的一部分的俯视图，其中许多次级迹线与初级迹线交叠。
[0019]图9a是具有紧邻的初级迹线和次级迹线的级S的一部分的截面侧视图，初级迹线和次级迹线在分开的电路板41和电路板61上，并且初级迹线被夹在电路板41与电路板61之间。
[0020]图9b是具有紧邻的初级迹线和次级迹线的级S的一部分的截面侧视图，初级迹线和次级迹线在分开的电路板41和电路板61上，并且电路板41和电路板61两者均被夹在初级迹线与次级迹线之间。
[0021]图10是与图9b的级S相类似的级S的一部分的截面侧视图，不同之处在于初级电路板41和次级电路板61是相同电路板41/61。
[0022]图11a是与图9a和9b的级S相类似的级S的一部分的截面侧视图，不同之处在于次级电路板61包括两个次级电路板61a和61b，并且次级绕组W
S
包括两个次级绕组部分W
sa
和W
sb
。
[0023]图11b是与图11a的级S相类似的级S的一部分的示意性截面侧视图，不同之处在于初级电路板41与两个次级电路板61a或61b之一相同。
[0024]图12是解说电路板41和电路板61的厚度Th
L
、Th
I
和Th
H
的关系的高电压电源120的示意图。
[0025]图13是具有毗邻各级S之间的密封131的高电压电源120的示意图。
[0026]图14是高电压电源的级S的示意图，其中初级电容器141与初级绕组W
P
并联地电耦合，并且次级电容器142与次级绕组W
S
并联地电耦合。
[0027]定义
[0028]如本文中所使用的，术语“AC”意指交流电，而术语“DC”意指直流电。
[0029]如本文中所使用的，术语“毗邻”意指直接和间接接触。如本文中所使用的，术语“毗邻”包括邻接，但是还包括接近或靠近毗邻项之间的其他(诸)材料。
[0030]如本文中所使用的，术语“平行”意指：完全平行、在正常制造容差内平行、或几乎完全平行，使得任何偏离完全平行的偏差对器件的正常使用将具有可忽略不计的影响。
[0031]如本文中所使用的，术语“X射线管”不限于管形/圆柱形器件。使用术语“管”是因为这是用于X射线发射设备的标准术语。
[0032]如本文中所使用的，术语“kV”意指千伏，术语“mm”意指毫米，术语nH意指纳亨，术
语μH是指微亨，术语“μF”意指微法，术语“pF”意指皮法。
具体实施方式
[0033]如图1
‑
3中所解说，高电压电源10、20和30包括多个平面变压器(即，平面变压器的阵列)。每个平面变压器限定级S。级S可以串联地电耦合。
[0034]每个级S可以包括初级电路C
P
和次级电路C
S
。初级电路C
P
可以包括电耦合到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种X射线源，包括：X射线管和高电压电源；所述高电压电源包括串联地电耦合的多个平面变压器，每个平面变压器限定一个级，包括最低电压级和最高电压级；每个级包括：(a)初级电路，所述初级电路包括电耦合到初级绕组且配置成通过所述初级绕组提供交变电流的交流源，所述初级绕组是初级电路板上的初级迹线，所述初级迹线包括螺旋形状；(b)次级电路，所述次级电路包括串联的次级绕组和整流器电路，所述次级绕组是次级电路板上的次级迹线，所述次级迹线包括螺旋形状；(c)所述初级绕组紧邻所述次级绕组定位，使得通过所述初级绕组的所述交变电流将感生通过所述次级绕组的交变电流；以及(d)所述整流器电路包括被配置成提供直流电流的DC输出；除了所述最低电压级之外，每个级的所述次级电路电耦合到较低电压级的所述整流器电路的DC输出；除了所述最高电压级之外，每个级的所述整流器电路的DC输出电耦合到较高电压级的所述次级电路；以及所述最高电压级的整流器电路的DC输出电耦合到所述X射线管。2.如权利要求1所述的X射线源，其中：所述多个平面变压器进一步包括在所述最低电压级与所述最高电压级之间的中间级；Th
L
<Th
I
<Th
H
，其中Th
L
是所述最低电压级的初级电路板和次级电路板的最大厚度，Th
I
是所述中间级的初级电路板和次级电路板的最大厚度，而Th
H
是所述最高电压级的初级电路板和次级电路板的最大厚度。3.如权利要求1所述的X射线源，其中：所述次级绕组被划分成两个次级绕组部分，所述次级电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：莫克斯泰克公司，
类型：发明
国别省市：