医用直线电子加速器用固态脉冲调制器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种医用直线电子加速器用固态脉冲调制器，包括与三相交流电源相接的稳压电路、与稳压电路相接的三相逆变电路、与三相逆变电路相接的储能电路、与储能电路相接且为磁控管进行供电的脉冲变压器、控制储能电路对脉冲变压器放电的放电开关和对磁控管的工作状态进行监测的磁控管监测分机，放电开关的输入端与三相逆变电路的输出端相接且其输出端与脉冲变压器相接，磁控管与脉冲变压器的二次线圈输出端相接；放电开关与触发电路相接，触发电路由控制器一进行控制且其与控制器一相接。本实用新型专利技术电路简单、设计合理且接线方便、使用效果好，能有效解决现有医用加速器的脉冲调制器存在的结构较复杂、体积较大、充电精度较低等问题。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
医用直线电子加速器用固态脉冲调制器
本技术涉及一种高压脉冲调制器，尤其是涉及一种医用直线电子加速器用固态脉冲调制器。
技术介绍
医用直线电子加速器是生物医学上的一种用来对肿瘤进行放射治疗的粒子加速器装置。微波系统是医用直线电子加速器的关键部件之一，其性能好坏将直接影响医用直线电子加速器的工作可靠性。微波系统主要包括微波传输器件(包括波导管、环行器、微波负载、模式转换器等)、磁控管(或速调管)和高压脉冲调制器。实际使用过程中，微波系统中微波传输器件和磁控管对医用直线电子加速器工作的可靠性影响比较小，而影响医用直线电子加速器运行可靠性和运行维护成本的最大是为磁控管提供高压脉冲的高压脉冲调制器。高压脉冲调制器主要由电源部分、能量储存部分和脉冲形成部分组成，常用的能量储存部分为电容器或人工线(也称仿真线)。实际使用时，通过连接于电源部分与能量储存部分之间的充电系统进行充电，现如今医用直线电子加速器所采用高压脉冲调制器的充电系统主要包括高压直流电源、RLC谐振充电电路和De-Q电路，其中De-Q电路的作用是稳定仿真线上的充电电压，从而达到稳定调制器输出的高压脉冲，进而达到稳定剂量率的目的。上述充电系统中，高压直流电源又包括调压变压器、高压变压器和高压整流二极管；而RLC谐振充电电路又包括储能电容、充电电感和充电控制器件(如高压二极管)。采用上述由高压直流电源、RLC谐振充电电路与De-Q电路组成的充电系统的高压脉冲调制器，主要存在以下隐患:第一、快速切换工作频率困难；在快速切换工作频率时容易出现过流故障，工作方式单一；第二、抗打火能力不高:磁控管的工作特性表明磁控管在工作过程中会出现打火现象，出现打火后，高压脉冲调制器的保护电路会根据打火的严重情况来控制高压脉冲调制器的工作；打火严重程度由反峰电路上的比较电压来确定；由于打火持续时间为几微秒，因此通过积分电路来累积大火检测电路所输出的电压，当积分电路累积到一定数值时，反峰电路就发出过流信号；因而从工作原理看，当调制器工作频率发生变化时，反峰电路不能有效地保护磁控管，这样将有可能损坏高压脉冲调制器和磁控管；第三、稳定性不高:由于高压脉冲调制器的充电稳定性越高，磁控管工作越稳定，同时也越有利于延长磁控管的工作寿命；采用De-Q电路的高压脉冲调制器最好充电精度能达到0.4%，想达到更高的充电精度就非常困难；第四、体积比较大:由于高压脉冲调制器中采用可调高压直流电源，因此高压脉冲调制器的体积比较大；第五、需要稳压电源:由于电网不可避免会波动，电网波动一般都会大约加速器使用所要求的1%，因此一般要在医用直线电子加速器中加稳压电源。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种医用直线电子加速器用固态脉冲调制器，其电路简单、设计合理且接线方便、使用效果好，能有效解决现有医用加速器的脉冲调制器存在的结构较复杂、体积较大、充电精度较低等问题。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是:ー种医用直线电子加速器用固态脉冲调制器，其特征在于:包括与三相交流电源相接的稳压电路、与稳压电路相接的三相逆变电路、与三相逆变电路相接的储能电路、与储能电路相接且为磁控管进行供电的脉冲变压器、控制储能电路对脉冲变压器放电的放电开关和对磁控管的工作状态进行监测的磁控管监测分机，所述放电开关的输入端与三相逆变电路的输出端相接且其输出端与脉冲变压器相接，所述磁控管与脉冲变压器的二次线圈输出端相接；所述放电开关与触发电路相接，所述触发电路由控制器一进行控制且其与控制器一相接；所述磁控管监测分机包括控制器ニ、对磁控管的灯丝电压进行实时检测的电压检测单元、对磁控管的灯丝电流进行实时检测的电流检测单元和由控制器ニ进行控制的告警单元，所述电压检测单元、电流检测单元和告警单元均与控制器二相接；所述控制器一、控制器ニ和磁控管的灯丝均与电源模块相接。上述医用直线电子加速器用固态脉冲调制器，其特征是:所述放电开关为IGBT模块。上述医用直线电子加速器用固态脉冲调制器，其特征是:所述储能电路为脉冲形成网络。上述医用直线电子加速器用固态脉冲调制器，其特征是:还包括上位机，所述控制器一和控制器ニ均与上位机相接。上述医用直线电子加速器用固态脉冲调制器，其特征是:所述控制器一为单片机。本技术与现有技术相比具有以下优点:1、电路简単、设计合理且接线方便，投入成本较低。2、体积比较小，采用逆变充电技术极大减小了调制器的体积。3、充电精度高，充电精度可以达到0.3%，有利于磁控管地稳定运行。4、使用操作简便且使用效果好，采用逆变充电技术对脉冲形成线充电，调制器在最大工作频率下可以任意切換，而不会引起过流现象，并且抗打火能力比较强，即使在调制器负载出现短路情况，也不会损坏调制器。同时，不需要稳压电源，调制器的工作电压范围比较宽且其在电网波动为10%情况下也能够稳定工作。另外，本技术设置有磁控管监测分机，对磁控管的灯丝电压和灯丝电流进行监测，井根据监测结果进行相应预警。综上所述，本技术电路简单、设计合理且接线方便、使用效果好，能有效解决现有医用加速器的脉冲调制器存在的结构较复杂、体积较大、充电精度较低等问题。下面通过附图和实施例，对本技术的技术方案做进ー步的详细描述。【附图说明】图1为本技术的电路原理框图。附图标记说明:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种医用直线电子加速器用固态脉冲调制器，其特征在于：包括与三相交流电源（1）相接的稳压电路（2）、与稳压电路（2）相接的三相逆变电路（3）、与三相逆变电路（3）相接的储能电路（4）、与储能电路（4）相接且为磁控管（6）进行供电的脉冲变压器（5）、控制储能电路（4）对脉冲变压器（5）放电的放电开关和对磁控管（6）的工作状态进行监测的磁控管监测分机，所述放电开关的输入端与三相逆变电路（3）的输出端相接且其输出端与脉冲变压器（5）相接，所述磁控管（6）与脉冲变压器（5）的二次线圈输出端相接；所述放电开关与触发电路（9）相接，所述触发电路（9）由控制器一（10）进行控制且其与控制器一（10）相接；所述磁控管监测分机包括控制器二（11?1）、对磁控管（6）的灯丝电压进行实时检测的电压检测单元（11?2）、对磁控管（6）的灯丝电流进行实时检测的电流检测单元（11?3）和由控制器二（11?1）进行控制的告警单元（11?4），所述电压检测单元（11?2）、电流检测单元（11?3）和告警单元（11?4）均与控制器二（11?1）相接；所述控制器一（10）、控制器二（11?1）和磁控管（6）的灯丝均与电源模块（7）相接。...

【技术特征摘要】
1.ー种医用直线电子加速器用固态脉冲调制器，其特征在于:包括与三相交流电源(I)相接的稳压电路(2 )、与稳压电路(2 )相接的三相逆变电路(3 )、与三相逆变电路(3 )相接的储能电路(4)、与储能电路(4)相接且为磁控管(6)进行供电的脉冲变压器(5)、控制储能电路(4)对脉冲变压器(5)放电的放电开关和对磁控管(6)的工作状态进行监测的磁控管监测分机，所述放电开关的输入端与三相逆变电路(3)的输出端相接且其输出端与脉冲变压器(5)相接，所述磁控管(6)与脉冲变压器(5)的二次线圈输出端相接；所述放电开关与触发电路(9)相接，所述触发电路(9)由控制器一(10)进行控制且其与控制器一(10)相接；所述磁控管监测分机包括控制器ニ(11-1)、对磁控管(6)的灯丝电压进行实时检测的电压检测单元(11-2)、对磁控管(6)的灯丝电流进行实时检测的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李山川，陈淬，景德明，
申请(专利权)人：西北机器有限公司，
类型：实用新型
国别省市：