发电系统和Ｘ射线发生器系统技术方案

发电系统（１０，５６）包括电源（１２）、将电源提供的低压电转换成较高压电的变压器模块（１４，５８）、和对变压器模块提供的较高电压进行放大的电压倍增器模块（１６，６０）。变压器模块包含Ｎ个变压器单元（１５，６２）。每个变压器单元至少包含１部变压器（２８），每部变压器包括磁芯（３０）、初级线圈（３２）和次级线圈（３４）。在变压器模块中，变压器的初级线圈以并联方式同电源进行连接，变压器的次级线圈包含一对输出端子。Ｎ为２或大于２的整数。电压倍增器模块包含Ｎ个倍增器（４０）。每个倍增器模块包含正、负输入端子（５０，５２）和正、负输出端子（５３，５５）。每个倍增器的正、负端子分别与相应的变压器单元的正、负输出端子相连接，倍增器的正、负输出端子相互串联。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种发电系统。具体而言，本专利技术涉及用于如X-射线发生器系统之类 的高压发电系统。
技术介绍
高压发电系统用于，例如为真空管提供调制高压直流电，使电子从阴极流到阳极 并产生X射线。发电系统一般包括一个次级对初级匝数比高并将较低压交流电转换为较高 频高压交流电的变压器模块。发电系统可能还包括一个变极器或倍增器模块，其可以利用 电容器及二极管将变压器模块次级线圈的高压交流电转换增压调制为所需要的为高压直 流电。一种类型的高压发电系统主要依赖于变压器模块来调制高压直流电，因此需要 很高的次级对初级匝数比。此类型的高压发电系统存在的问题包括高次级对初级匝数 比会在次级线圈中产生较大的寄生阻抗(parasiticimpedances)和较高的交流应力(AC stress)，因此要求较高绝缘性能以及较大的封装体积。另一种类型的高压发电系统主要依赖倍增器模块来调制高压，其包括一个较低压 变压器和一个具有高放大系数的倍增器模块。此类型的高压发电系统的优点是仅需要变 压器具有较低的次级对初级匝数比。但是，为输入高压直流电，倍增器模块的串联电容器需 要很高的容量，因此会造成成本较高。储有大量的能量的为数众多的高容量电容器也会导 致较慢的反应速度。因此，需要一种改进的高压发电系统，该系统变压器次级线圈的交流应力较低。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新的发电系统和X射线发生器系统。—方面，本专利技术涉及发电系统，其包括电源；将电源提供的低压电转换成较高压 电的变压器模块，变压器模块包含N个变压器单元，N为2或大于2的整数，每个变压器单元 至少包含1部变压器，每部变压器包括磁芯、初级线圈和次级线圈，变压器的初级线圈以并 联方式同电源进行连接，变压器的次级线圈包含一对输出端子；对变压器模块提供的较高 电压进行放大的电压倍增器模块，电压倍增器模块包含N个倍增器，每个倍增器模块包含 正、负输入端子和正、负输出端子，每个倍增器的正、负端子分别与相应的变压器单元的正、 负输出端子相连接，并且倍增器的正、负输出端子相互串联。另一方面，本专利技术涉及X射线发生器系统，包括电源，其提供低压交流电；变压器 模块，其将来自所述电源的低压交流电转换为较高压交流电，所述变压器模块包括数量为 N的变压器单元，每一个变压器单元包括至少一个变压器，并且每一个变压器包括磁芯、初 级线圈和次级线圈；其中所述变压器模块中的各变压器的各初级线圈并联地电连接到所述 电源，一个变压器单元的变压器的次级线圈包括正输出端子和负输出端子，N等于或大于 二 ；电压倍增器模块，其将来自所述变压器模块的较高压交流电转换为高压直流电，所述电压倍增器模块包括数量为N的倍增器模块，每一个倍增器模块包括正输入端子和负输入端 子、以及正输出端子和负输出端子，其中每一个倍增器的正端子和负端子电连接到相应的 变压器单元的正输出端子和负输出端子，并且所述倍增器的正输出端子和负输出端子串联 连接；以及X射线管，具有分别电连接到所述电压倍增器模块的正输出端子和负输出端子 的阳极和阴极。本专利技术所涉及的方法解决了现有技术的技术问题。 附图说明当参考附图阅读随后的详细描述时，本专利技术的这些和其他特征、方面和优点可被 更好地理解，各个附图中相同的标号表示相同的部分，附图中图1是根据本专利技术的一个实施例的、用于为X射线管供电的高压发电系统的示例 性等效电路。图2是根据本专利技术的另一个实施例的高压发电系统的示例性电路图。图3是根据本专利技术的一个实施例的变压器组件的示例性分解视图。图4是图3的变压器组件的透视图。图5和图6分别是在组装底部安装板和顶部安装板之前和之后的、根据本专利技术的 一个实施例的发电组件的示例性横截面视图。图7是没有底部安装板和顶部安装板的、图5和图6所示的发电组件的俯视图。图8是在组装底部安装板和顶部安装板之前的、根据本专利技术的另一实施例的发电 组件的示例性横截面视图。具体实施例方式本专利技术涉及的发电系统包括一个变压器模块和一个电压倍增器模块，用于将低压 交流电转换为高压直流电。变压器模块包括有“N”个变压器单元。每个变压器单元包括至 少一个变压器，“N”为2或大于2的整数。电压倍增器模块包括“N”个倍增器，每个倍增器 包括正负倍增器部分。各变压器单元的输出端子与倍增器正负倍增部分电连接。因此，变 压器模块的高压输出由变压器模块的多个变压器产生，每个变压器拥有最小化的交流应力 (AC Stress)。发电系统从而可获得较高的工作频率。本专利技术的实施方案将在下文中对照 附图进行详细说明。为达到简要介绍的目的，不同实施方案中的相同元件将使用相同的标 号。参考图1，根据本专利技术的一个实施例，高压发电系统10( “系统10”)包括电源12、 变压器模块14以及电压倍增器模块16，其中电源12提供低压交流电(AC)，变压器模块14 电连接到电源12以用于将低压交流电变换为较高压交流电，而电压倍增器模块16电连接 到变压器模块14，以用于将来自变压器模块14的交流电进一步升压到更高电压交流电，并 将高电压交流电转换为目标高电压直流电。在图1所示的实施例中，系统10被用在X射线发生器18中为X射线管20提供目 标高电压直流电。X射线管20包括真空管22、阳极24和阴极26，该阳极24和阴极26电 连接到系统10的电压倍增器模块16。来自系统10的高电压推动电子从阴极26流到阳极 24，以引起X射线发射。在特定实施例中，施加在阳极24和阴极26上的目标高电压直流电4范围为从40kV到160kV以用于医疗应用，并且X射线强度在20mA到IA之间。继续参考图1，电源12是可以将低电压交流信号提供到变压器模块14的交流电电 源。在未图示的另一实施例中，电源12可包括直流电源和逆变器，该逆变器将来自直流电 源的低电压直流电转换为低电压交流电。在特定实施例中，电源12还可包括在电源和变压 器模块14之间的滤波电路(未图示)。在一个实施例中，电源12的低电压交流电的电压幅 度可以为约几百伏特。在一个实施例中，电源12的低电压交流电的频率范围可以为从数十 KHz到几个mHz。在本专利技术的特定实施例中，变压器模块14包括至少两个变压器单元15，并且每一 个变压器单元15包括至少一个变压器28。在图1所示的实施例中，每一个变压器单元15 仅包括一个变压器28，该变压器28包括磁芯30、初级线圈32和次级线圈34。在所述至少 两个变压器单元15中的变压器28的各初级线圈32并联连接到电源12。在一个实施例中， 每一个变压器28的次级-初级匝数比范围为4 1到12 1之间。在一个具体实施例 中，每一个变压器的次级-初级匝数比范围为6 1到10 1之间。因此，每一个变压器 28将来自电源12的较低电压交流电转换为较高电压交流电，并通过次级线圈34的一对输 出端子36和38输出该较高电压交流电。在一个实施例中，每一个变压器28包括相同的次 级-初级匝数比，并因此通过次级线圈34的该对输出端子36、38输出基本相同的交流电电 压。在特定实施例中，电压倍增器模块16包括与变压器模块14中的变压器单元15数 量相同的倍增器40。在图1所示的实施例中，电压倍增器模块16包括两个倍增器40。每 一个倍增器40是双极性倍增器，并且包括正倍本文档来自技高网...

【技术保护点】
发电系统包括：电源；将电源提供的低压电转换成较高压电的变压器模块，变压器模块包含Ｎ个变压器单元，Ｎ为２或大于２的整数，每个变压器单元至少包含１部变压器，每部变压器包括磁芯、初级线圈和次级线圈，变压器的初级线圈以并联方式同电源进行连接，变压器的次级线圈包含一对输出端子；对变压器模块提供的较高电压进行放大的电压倍增器模块，电压倍增器模块包含Ｎ个倍增器，每个倍增器模块包含正、负输入端子和正、负输出端子，每个倍增器的正、负端子分别与相应的变压器单元的正、负输出端子相连接，并且倍增器的正、负输出端子相互串联。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：J罗，S毛，Y刘，D佩里拉阿梅德，P埃尔内斯特，X袁，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US