一种应用于IGRT中的电源管理模块及方法、CBCT高压发生器技术

本发明专利技术涉及IGRT以及CBCT技术领域，公开了一种应用于IGRT中的电源管理模块及方法、CBCT高压发生器，所述CBCT高压发生器包括电源管理模块、逆变模块以及升压模块，所述电源管理模块与所述逆变模块连接，所述电源管理模块用于为逆变模块提供直流电，所述升压模块与所述逆变模块连接，所述逆变模块输出高频交流电经升压模块进一步升压整流后加到球管的两极以产生射线。本发明专利技术通过实时检测CBCT高压发生器，如供电电压超限、后级短路、缺相检测等，一旦在某个环节出现异常时，迅速切换至故障状态，切断电源管理模块的供电，避免严重事故的发生，保证系统安全可靠，同时利于故障排查。同时利于故障排查。同时利于故障排查。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于IGRT中的电源管理模块及方法、CBCT高压发生器


[0001]本专利技术涉及IGRT以及CBCT
，具体涉及一种应用于IGRT中的电源管理模块及方法、CBCT高压发生器。

技术介绍

[0002]肿瘤精确放疗中存在系统和随机误差，一般是由于在治疗时摆位状态和分次治疗时病人解剖位置的变化引起。即使采用了各种辅助摆位装置并严格操作，其误差仍可能达到数毫米。近年来，出现了将诊断锥形束CT(Cone Beam CT,CBCT)安装在直线加速器上的技术，即图像引导适形调强放疗(Imaging Guided RT,IGRT)。它实现了影像学指导的放疗，即在每次放疗治疗前，CBCT扫描治疗体位肿瘤靶区及周围一定体积的三维图像，与治疗计划图像进行比对，使照射野紧紧追随靶区，提高了照射的准确性，最大程度的保护正常组织。
[0003]锥形束CT是基于大面积非晶硅数字化射线探测板，具有体积小，重量轻，开放式架构的特点，可以直接整合到直线加速器上。机架旋转一周就能获取和重建一个体积范围内的CT图像。CBCT可以达到比传统的CT更高的空间分辨率，密度分辨率也足以分辨软组织结构，可以通过肿瘤本身成像引导放疗。
[0004]IGRT技术的核心是KV级影像系统，而CBCT高压发生器又是其中关键和不可缺少的部件，它为球管提供所需的电源。目前国内尚没有专门用于具有IGRT功能直线加速器的KV级高压发生器，且传统高压发生器的供电部分只是将三相交流电进行整流滤波后提供给主逆变电路,在发生故障时,比如供电电压超限、后级短路、缺相时无法检测，存在很大安全隐患，也不利于进行故障排查。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种应用于IGRT中的电源管理模块及方法、CBCT高压发生器。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种应用于IGRT中的电源管理模块，包括
[0008]输入单元，用于控制输入三相交流电；
[0009]预充电单元，用于为滤波电容组充电以获取直流电压；
[0010]充电控制单元，所述充电控制单元的输入端与所述输入单元连接，输出端与所述预充电单元连接，所述充电控制单元用于控制所述预充电单元得失电；
[0011]电源管理单元，所述电源管理单元与所述充电控制电源、预充电单元以及输入单元均电连接，所述电源管理模块用于实时监控充电电压，并通过与预设电压比较以控制充电控制单元的开闭，进而控制预充电单元的充电或断电。
[0012]在本专利技术中，进一步的，还包括电磁兼容单元，所述电磁兼容单元与所述充电控制单元、预充电单元连接，所述电磁兼容单元用于降低发生器对公共电网和其他设备的电磁干扰。
[0013]在本专利技术中，进一步的，所述预充电单元包括三相整流器BR1、滤波电容组以及均压电阻组，所述三相整流器BR1输入端与所述电磁兼容单元连接，输出端经所述滤波电容组滤波、均压电阻组均压后输出稳定的直流电压。
[0014]在本专利技术中，进一步的，所述输入单元包括预充电继电器，所述预充电继电器与三相交流电连接，所述充电控制单元包括交流接触器K1，所述电源管理单元包括电源管理板，所述电源管理板的PJ5端口与所述交流接触器K1连接，所述电源管理板的PJ5端口与所述三相整流器BR1连接，所述电源管理板的PJ7端口连接有电源模块SPS，所述电源模块SPS用于给所述电源管理板供电。
[0015]一种应用于IGRT中的电源管理方法，采用所述的管理模块，包括：模块上电后，预充电继电器吸合，检测电源管理模块中电压是否正常；正常情况下，滤波电容组充电，实时监测充电电压，等充电电压达到预设电压值后，交流接触器K1吸合使预充电电路被旁路；在曝光过程中，滤波电容组输出直流电压为CBCT高压发生器供电；若检测模块电压存在异常，则进入故障模式，断开预充电继电器和/或交流接触器K1。
[0016]在本专利技术中，进一步的，所述检测电源管理模块中电压是否正常包括预充电过程检测，所述预充电过程检测步骤如下：
[0017]预充电继电器吸合，延时500ms后获取第一母线电压，判断母线电压是否低于60V，是则进入故障模式，否则在延时500ms后获取第二母线电压，判断第二母线电压值是否高于400V且母线电压的增值是否小于20V，是则模块电压供电正常，否则判断与充电继电器吸合时间是否大于5s，是则进入所述故障模式。
[0018]在本专利技术中，进一步的，所述检测电源管理模块中电压是否正常还包括曝光过程检测，所述曝光过程检测步骤如下：检测输入三相交流电是否缺相，否则检测母线电压是否异常，否则检测交流接触器K1状态是否异常，否则检测母线电压是否超限，否则继续上述循环以实时监测，以上检测若有一项为是，则进入故障模式。
[0019]一种应用于IGRT技术中的CBCT高压发生器，包括所述的电源管理模块、逆变模块以及升压模块，所述电源管理模块与所述逆变模块连接，所述电源管理模块用于为逆变模块提供直流电，所述升压模块与所述逆变模块连接，所述逆变模块输出高频交流电经升压模块进一步升压整流后加到球管的两极以产生射线；
[0020]所述逆变模块包括主控单元、IGBT单元、灯丝驱动单元以及阳极驱动单元，所述IGBT单元电、灯丝驱动单元、阳极驱动单元均通过CAN通讯单元与所述主控单元连接，所述IGBT单元用于输出高频交流电，所述灯丝驱动单元用于生成球管灯丝驱动电源以驱动球管中灯丝，所述阳极驱动单元用于生成阳极驱动电源以驱动球管。
[0021]在本专利技术中，进一步的，所述IGBT单元包括阳极逆变驱动电路以及主逆变电路，所述IGBT单元包括阳极逆变驱动电路以及主逆变电路，所述主逆变电路与所述升压模块连接连接，所述主逆变电路包括两个桥臂，每个桥臂上设有两个开关管；
[0022]所述阳极逆变驱动电路包括阳极逆变电路以及驱动电路，所述阳极逆变电路包括三个开关集，每个开关集包括两个IGBT开关，所述驱动电路用于驱动开关集中的IGBT开关动作。
[0023]所述阳极逆变驱动电路与所述主逆变电路连接，所述主逆变电路包括两个桥臂，每个桥臂上设有两个开关管，所述阳极逆变驱动电路包括开关电路以及驱动电路，所述开
关电路包括三个开关集，每个开关集包括两个IGBT开关，所述驱动电路用于驱动开关集中的IGBT开关动作。
[0024]在本专利技术中，进一步的，所述主控单元用于实现对CAN通讯单元的管理，所述CAN通讯单元包括主控制板通讯、阳极驱动板通讯、电源管理板通讯以及备用通讯，将主控制板通讯设置为主节点，将阳极驱动板通讯、电源管理板通讯以及备用通讯设置为从节点，通过主控单元对主节点通讯进行管理，主节点用于对从节点进行管理。
[0025]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0026]本专利技术通过电源管理模块实时监控充电电压，保证充电过程的安全，在滤波电容组放电来为逆变单元供电时，通过对曝光过程检测来实时检测CBCT高压发生器，如供电电压超限本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于IGRT中的电源管理模块，其特征在于，包括输入单元，用于控制输入三相交流电；预充电单元，用于为滤波电容组充电以获取直流电压；充电控制单元，所述充电控制单元的输入端与所述输入单元连接，输出端与所述预充电单元连接，所述充电控制单元用于控制所述预充电单元得失电；电源管理单元，所述电源管理单元与所述充电控制电源、预充电单元以及输入单元均电连接，所述电源管理模块用于实时监控充电电压，并通过与预设电压比较以控制充电控制单元开闭，进而控制预充电单元的充电或断电。2.根据权利要求1所述的一种应用于IGRT中的电源管理模块，其特征在于，还包括电磁兼容单元，所述电磁兼容单元与所述充电控制单元、预充电单元连接，所述电磁兼容单元用于降低发生器对公共电网和其他设备的电磁干扰。3.根据权利要求2所述的一种应用于IGRT中的电源管理模块，其特征在于，所述预充电单元包括三相整流器BR1、滤波电容组以及均压电阻组，所述三相整流器BR1输入端与所述电磁兼容单元连接，输出端经所述滤波电容组滤波、均压电阻组均压后输出稳定的直流电压。4.根据权利要求1所述的一种应用于IGRT中的电源管理模块，其特征在于，所述输入单元包括预充电继电器，所述预充电继电器与三相交流电连接，所述充电控制单元包括交流接触器K1，所述电源管理单元包括电源管理板，所述电源管理板的PJ5端口与所述交流接触器K1连接，所述电源管理板的PJ5端口与所述三相整流器BR1连接，所述电源管理板的PJ7端口连接有电源模块SPS，所述电源模块SPS用于给所述电源管理板供电。5.一种应用于IGRT中的电源管理方法，其特征在于，采用权利要求1
‑
4任意一项所述的电源管理模块，包括：模块上电后，预充电继电器吸合，检测电源管理模块中电压是否正常，正常情况下，滤波电容组充电，实时监测充电电压，等充电电压达到预设电压值后，交流接触器K1吸合使预充电电路被旁路；在曝光过程中，滤波电容组输出直流电压为CBCT高压发生器供电；若检测模块电压存在异常，则进入故障模式，断开预充电继电器和/或交流接触器K1。6.根据权利要求1所述的一种应用于IGRT中的电源管理方法，其特征在于，所述检测电源管理模块中电压是否正常包括预充电过程检测，所述预充电过程检测步骤如下：预充充电继电器吸合，延时500ms后获取第一母线电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡文辉，
申请(专利权)人：博玮科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：