用于控制ＤＣ－ＡＣ转换器的Ｘ射线设备制造技术

本发明专利技术提供一种用于控制ＤＣ－ＡＣ转换器的Ｘ射线设备，其中该ＤＣ－ＡＣ转换器适于向计算机断层摄影扫描架（９１）的谐振电路和变压器（１０５）供应电能，其中该扫描架包括旋转部分（９３）和固定部分（９２），其中该变压器（１０５）适于提供电流、馈电给高电压整流器电路（１０６）以及提供输出电压（１０７），该Ｘ射线设备包括：检测器，其用于检测输出电压；预测器（５０１），其用于通过处理输出电压（１０７）来计算第一输出，其中该第一输出表示针对ＤＣ－ＡＣ转换器（１０２）的可能状态的输出电压（１０７）的变化；控制环路（５０３），其用于通过处理输出电压（１０７）和目标规范来计算输出电压（１０７）的所需的变化；决策模块（５０２），其用于通过处理第一输出和输出电压（１０７）的所需的变化来计算控制值，其中该检测器、预测器（５０１）、控制环路（５０３）和至少一部分决策模块（５０２）适于安装在扫描架（９３）的旋转部分上，从而使得要从扫描架（９３）的旋转部分传送到扫描架（９２）的固定部分的信息内容少于输出电压的信息内容。本发明专利技术的另一方面是包括根据本发明专利技术的Ｘ射线设备的计算机断层摄影扫描架（９１）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于控制直流-交流(DC-AC)转换器的X射线设备。此外，本发 明涉及一种包括用于控制DC-AC转换器的X射线设备的计算机断层摄影扫描架。
技术介绍
具有非常高的输出功率的新型计算机断层摄影系统具有一种体系结构，其中高电 压发生器的部件被安置在扫描架的旋转部分以及扫描架的固定部分上。特别地，DC-AC转 换器被布置在扫描架的固定部分上，而整流器和管被安装在扫描架的旋转部分上。可以通 过旋转变压器来传递能量。由于这种布置，控制信号必须从管所位于的扫描架的旋转部分传递到DC-AC转换 器所安置于的扫描架的固定部分。对于数据传递来说，非接触数据链路是优选的，因为它相 对于使用电连接的方案增加了可靠性和维修费用。
技术实现思路
计算机断层摄影扫描架内的信息传递速度被确定为输出电压质量的一个标准，并 因此成为图像质量的一个标准。扫描架的旋转部分与扫描架的固定部分之间的数据传递可 被视为一个瓶颈。因此，必须优化这部分的数据传递以便加速数据处理。可能期望提供一种用于优化扫描架的旋转部分与扫描架的固定部分之间的数据 传递的改进的设备。本专利技术提供一种用于控制DC-AC转换器的X射线设备，其中该DC-AC转换器适于 向计算机断层摄影扫描架的谐振电路和变压器供应电能，其中该扫描架包括旋转部分和固 定部分，其中，该变压器适于提供电流、馈电给高电压整流器电路以及提供输出电压，该X 射线设备包括检测器，其用于检测输出电压；预测器，其用于通过处理输出电压来计算第 一输出，其中该第一输出表示针对DC-AC转换器的可能状态的输出电压变化；控制环路，其 用于通过处理输出电压和目标规范来计算所需的输出电压变化；决策模块，其用于通过处 理第一输出和所需的输出电压变化来计算控制值；其中该检测器、预测器、控制环路和至少 一部分决策模块适于安装在扫描架的旋转部分上，从而使得要从扫描架的旋转部分传送到 扫描架的固定部分的信息内容少于输出电压的信息内容。本专利技术提供缓解计算机断层摄影扫描架的控制信号的数据传递的瓶颈的可能性。 这一瓶颈是扫描架的旋转部分与扫描架的固定部分之间的接口。本专利技术还提供包括根据权利要求1-10之一所述的X射线设备的计算机断层摄影 扫描架。进一步的实施例被包含在从属权利要求中。根据本专利技术，提供一种X射线设备，其中控制环路是PI-控制环路。根据另一示例性实施例，提供一种X射线设备，其中决策模块适于计算控制值以 控制DC-AC转换器。根据本专利技术，提供一种X射线设备，其进一步包括用于控制DC-AC转换器的逻辑单 元，其中决策模块适于通过控制值控制逻辑单元。根据另一示例性实施例，提供一种X射线设备，其中逻辑单元是可编程的。根据另一示例性实施例，提供一种X射线设备，其中逻辑单元是FPGA或CPLD。根据示例性实施例，提供一种X射线设备，其中逻辑单元适于安装在扫描架的固 定部分上。根据本专利技术，提供一种X射线设备，其中预测器适于生成所需的输出电压变化的 三个预测值。根据示例性实施例，提供一种X射线设备，其中预测器适于生成所需的输出电压 变化的五个预测值。根据示例性实施例，提供一种X射线设备，其中谐振电路包括谐振电容器，其中X 射线设备包括用于检测谐振电容器上的电容器电压的第二检测器，其中预测器适于通过处 理电容器电压来计算第二输出，该第二输出表示针对DC-AC转换器的可能状态的输出电压变化。可以看作是本专利技术的要旨的是提供一种X射线设备，该X射线设备最小化必须在 扫描架的旋转部分和扫描架的固定部分之间传递的控制数据量。这一 X射线设备使得计算 机断层摄影扫描架的高精度及加速的数据处理成为可能。应该注意，上述特征也可以进行组合。即使没有详细地明确描述，上述特征的组合 也可以导致协同效应。通过参考后面描述的实施例，本专利技术的这些及其他方面将变得显而易见且得以阐 明。附图说明下面将通过参考以下附图描述本专利技术的示例性实施例。图1示出高电压发生器的功能图；图2示出正状态的DC-AC转换器的开关配置；图3示出0状态的DC-AC转换器的开关配置；图4示出负状态的DC-AC转换器的开关配置；图5示出三级控制的控制器的结构；图6示出任意操作点的能级的应用；图7示出决策模块的实施例；图8示出决策模块的操作方法；图9示出计算机断层摄影扫描架。附图标记列表91计算机断层摄影扫描架92扫描架的固定部分93扫描架的旋转部分94X射线源95X射线探测器97台98高频电源99控制及分析单元101DC输入电压102DC-AC转换器103谐振电感104谐振电容器105变压器106整流器107高电压输出108输出电压201DC输入电压202DC-AC转换器203DC-AC转换器204谐振电感205谐振电容器206整流器207寄生电容器208DC输入电压209谐振电流301DC输入电压302DC-AC转换器303DC-AC转换器304谐振电感305谐振电容器306整流器307寄生电容器308DC输入电压309谐振电流401DC输入电压402DC-AC转换器403DC-AC转换器404谐振电感405谐振电容器406整流器407寄生电容器408DC输入电压409谐振电流501预测器502决策模块503控制器504控制设备505Uout506UC507控制值508Uref509信息接口510信息接口511信息接口512信息接口513AUout,-514Δ Uout,0515ΔUout,+516ΔUout, ref601正级能量602所需能量603所施加的能量6040级能量605负级能量701用于计算中间值的单元702用于计算中间值的单元703比较器704逻辑单元705决策模块的实施例706比较器707决策模块801负状态8020状态803正状态804比较器的电压特性805比较器2的电压特性806比较器1的电压特性807决策模块的操作模式具体实施例方式本专利技术特别适用于计算机断层摄影系统。这种计算机断层摄影系统包括扫描架的 旋转部分和扫描架的固定部分，管被安装在旋转部分上。典型地，包括DC-AC转换器、变压 器和整流器的完整X射线发生器被安置在扫描架的旋转部分上。通过滑动环来传递三相主线。允许对所有操作点进行零电流切换且同时保持输出电压的完全可控性的控制方 法是已知的。由于零电流切换，功耗非常低。该控制方法也非常鲁棒且具有特别好的动态 特性。这种控制方法基于将离散能量部分从主电源传递到输出。这些离散能量部分是通 过向谐振电路施加与电流同相的电压(+状态，参见图幻、零电压(0状态，参见图幻或与电 流反相的电压(-状态，参见图4)而生成的。关于应该在谐振电流的特定零交叉点处施加三个操作模式(+，-，0)中的哪个的 决策是通过图5所示的三级控制器504执行的。图1示出高电压发生器108的功能图。DC输入电压101被转换成AC电压108，该 AC电压被馈送给谐振电路103、104和变压器105的初级侧。变压器105的输出电压被整流 器106整流，由此产生高电压输出107。谐振电路103、104包括电感103以及电容器104。 变压器105的漏电感可以是谐振电感103的一部分。变压器105的漏电感也可以完全替换 谐振电感103。图1示出高电压发生器108的功能图，其被实现为串联谐振本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制ＤＣ　　－ＡＣ转换器的Ｘ射线设备，其中，所述ＤＣ　　－ＡＣ转换器适于向计算机断层摄影扫描架（９１）的谐振电路和变压器（１０５）供应电能，其中　　所述扫描架（９１）包括　　－旋转部分（９３）和　　－固定部分（９２），　　其中，所述变压器（１０５）适于提供电流、馈电给高电压整流器电路（１０６）以及提供输出电压（１０７），　　所述Ｘ射线设备包括　　－检测器，其用于检测所述输出电压；　　－预测器（５０１），其用于通过处理所述输出电压（１０７）来计算第一输出，其中，该第一输出表示针对所述ＤＣ　　－ＡＣ转换器（１０２）的可能状态的输出电压（１０７）的变化；　　－控制环路（５０３），其用于通过处理所述输出电压（１０７）和目标规范来计算所述输出电压（１０７）的所需的变化；　　－决策模块（５０２），其用于通过处理所述第一输出和所述输出电压（１０７）的所需的变化来计算控制值；　　其中，所述检测器、所述预测器（５０１）、所述控制环路（５０３）和至少一部分所述决策模块（５０２）适于安装在所述扫描架的所述旋转部分上，从而使得要从所述扫描架的所述旋转部分传送到所述扫描架的所述固定部分的信息内容少于所述输出电压的信息内容。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2008-6-2 08104195.61.一种用于控制DC-AC转换器的X射线设备，其中，所述DC-AC转换器适于向计算机断 层摄影扫描架(91)的谐振电路和变压器(10 供应电能，其中所述扫描架(91)包括-旋转部分(93)和-固定部分(92)，其中，所述变压器(10 适于提供电流、馈电给高电压整流器电路(106)以及提供输出 电压(107)，所述X射线设备包括-检测器，其用于检测所述输出电压；-预测器(501)，其用于通过处理所述输出电压(107)来计算第一输出，其中，该第一输 出表示针对所述DC-AC转换器(102)的可能状态的输出电压(107)的变化；-控制环路(503)，其用于通过处理所述输出电压(107)和目标规范来计算所述输出电 压(107)的所需的变化；-决策模块(502)，其用于通过处理所述第一输出和所述输出电压(107)的所需的变化 来计算控制值；其中，所述检测器、所述预测器(501)、所述控制环路(50 和至少一部分所述决策模 块(502)适于安装在所述扫描架的所述旋转部分上，从而使得要从所述扫描架的所述旋转 部分传送到所述扫描架的所述固定部分的信息内容少于所述输出电压的信息内容。2.根据权利要求1所述的X射线设备，其中，所述控制环路(50 是PI-控制环路。3.根据前述权利要求之一所述的X射线设备，其中，所述决策模块(5...

【专利技术属性】
技术研发人员：T谢尔，C哈特拉普，MC乌尔班，PP克拉奇，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]