CN102781152A - 一种脉冲x射线的产生方法及脉冲x射线发生装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种脉冲X射线的产生方法及脉冲X射线发生装置，脉冲X射线发生装置的高压脉冲发生系统的反馈信号处理单元接收管电压反馈值信号并与电压设定值信号形成闭环控制回路，管电流控制系统的反馈信号处理单元接收管电流反馈值信号并与电流设定值信号形成闭环控制回路，控制系统的信号发生单元生成管电压模拟值和设定值信号输入高压脉冲发生系统，生成管电流模拟值和设定值信号输入管电流控制系统，控制系统的反馈信号处理单元接收管电压和管电流反馈值信号，控制系统的时序控制单元按预设的时序控制各单元。本发明的优点：脉冲频率和占空比可调；每个脉冲X射线的重复性、一致性好；单个脉冲的上升沿和下降沿陡峭。

Description

一种脉冲X射线的产生方法及脉冲X射线发生装置

技术领域

本发明涉及X射线技术，具体说是涉及一种脉冲X射线的产生方法和用脉冲串供电的脉冲X射线发生装置。

背景技术

X射线装置越来越多的被应用在工业及医疗检测上，目前，X射线发生装置分为直流模式和脉冲模式，直流模式的X射线发生装置是射线管采用直流高压供电，发射出的是持续不间断的X射线，脉冲模式的X射线发生装置发射的是脉冲X射线，且脉冲频率和占空比可调，脉冲模式的X射线发生装置在同等成像质量的情况下可以减少被检测体的辐射剂量，考虑到X射线的辐射性，检测过程中特别是医疗检测过程中应尽量避免X射线的无用照射，因此脉冲X射线发生装置应用越来越广泛。目前常采用的产生脉冲X射线源的方式有两种，一种是采用栅控射线管加调制器技术，此种方式是在射线管的阴极和阳极之间增加一极---栅极，通过控制栅极的负偏截止电压有无来实现脉冲X射线。当栅极产生负偏截止电压时阻止射线管阴极热电子飞向阳极靶面，不产生X射线；当栅极撤销负偏截止电压时射线管阴极热电子在电场力作用下加速飞向并撞击阳极靶面，产生X射线。通过不断的产生和撤销栅极负偏截止电压来实现脉冲X射线。但是栅控管寿命短，且损坏后无法维修。

另一种方式是使用Marx发生器产生高压脉冲加到X射线管上，缺点是时基不稳，开关状态转换的电平条件是一个范围值，而并非一个严格的确定值，再加上电路内部本身的随机热噪声，使开关电平随机抖动，而且温度越高，半导体器件节电压越低，开关转换条件也会改变，造成脉冲沿很不好控制，同时由于MARX发生器体积大，在牙科医疗CT等设备上无法使用。

发明内容

本发明是所要解决的技术问题之一是为了解决现有问题的不足，提供一种脉冲X射线的产生方法，实现脉冲X射线照射模式，脉冲频率和占空比可调；每个脉冲X射线的重复性、一致性好；单个脉冲的上升沿和下降沿陡峭；脉冲X射线的平台期相对稳定、一致。

本发明所要解决的技术问题之二是提供了一种脉冲X射线发生装置，其采用上述脉冲X射线产生方法实现脉冲X射线照射模式，体积小、重量轻。

本发明采用以下技术手段解决上述技术问题之一的：一种脉冲X射线的产生方法，其步骤包括：依据输入管电流设定值信号为X射线管阴极灯丝提供所需电流、依据输入管电压设定值信号在X射线管两端加载脉冲高压、在每一个脉冲高压工作的整个时段内由X射线管获得的管电压反馈值信号和管电流反馈值信号分别与输入管电压设定值信号和输入管电流设定值信号形成闭环控制，在每个脉冲高压间隔时期的整个时段内，输入管电压模拟值信号和管电流模拟值信号，以分别替代管电压反馈值信号和管电流反馈值信号，并分别与管电压设定值信号和管电流设定值信号形成闭环控制。

本发明进一步具体为：所述管电压模拟值信号的具体数值根据输入电压设定值大小和电路的寄生参数确定，所述管电流模拟值信号的具体数值根据输入电流设定值和电路的寄生参数确定。

本发明进一步具体为：所述输入管电流设定值信号和输入管电压设定值信号由控制系统（3）产生；所述X射线管管电流反馈值信号的获取及其与输入管电流设定值信号形成的闭环控制，以及所述X射线管阴极灯丝所需电流的提供，由射线管管电流控制系统（2）完成；所述X射线管管电压反馈值信号的获取及其与输入管电压设定值信号形成的闭环控制，以及所述脉冲高压的提供，由高压脉冲发生系统（1）完成；所述管电压模拟值信号和管电流模拟值信号的输入由控制系统（3）完成。

本发明一种脉冲X射线的产生方法，用在脉冲X射线发生装置上，所述脉冲X射线发生装置包括高压脉冲发生系统（1）、射线管管电流控制系统（2）、控制系统（3）和X射线管（4），其中，高压脉冲发生系统（1）生成高压脉冲电压加在X射线管的两端，射线管管电流控制系统（2）提供X射线管的管电流，控制系统（3）分别与高压脉冲发生系统（1）、射线管管电流控制系统（2）、和X射线管（4）连接，控制整个电路的工作；高压脉冲发生系统（1）包括顺次连接的低压直流电源单元（101）、逆变单元（102）、升压单元（103）和整流滤波单元（104），其中逆变单元（102）由第一反馈信号处理单元（1021）、逆变驱动电路（1022）和逆变电路（1023）组成，第一反馈信号处理单元（1021）接收管电压反馈值信号并与管电压设定值信号形成闭环控制回路，逆变驱动电路（1022）控制逆变电路（1023）的开启和关断；射线管管电流控制系统（2）包括第二反馈信号处理单元（201）、射线管阴极驱动单元（202）和隔离变压器单元（203），其中第二反馈信号处理单元（201）接收管电流反馈值信号并与管电流设定值信号形成闭环控制回路，射线管阴极驱动单元（202）根据电流设定值信号和管电流反馈值信号进行比较，输出调制信号到隔离变压器单元（203）进而提供X射线管的管电流；控制系统（3）包括第三反馈信号处理单元（301）、时序控制单元（302）和信号发生单元（303），其中信号发生单元（303）生成管电压设定值信号输入到高压脉冲发生系统（1），生成管电流设定值信号输入到射线管管电流控制系统（2），时序控制单元（302）按照预设的时序组合控制所述第一反馈信号处理单元（1021）、第二反馈信号处理单元（201）、信号发生单元（303）、逆变驱动电路（1022）和射线管阴极驱动单元（202）的开启或关闭，

其相对于现有技术的改进之处在于：所述信号发生单元（303）还生成管电压模拟值信号输入到高压脉冲发生系统（1），生成管电流模拟值信号输入到射线管管电流控制系统（2），所述脉冲X射线控制方法具体包括：

上电初始时期，低压交流电输入，低压直流电源单元 （101）工作，将低压交流电转化为所需合适的低压直流电，逆变单元（102）、升压单元（103）、整流滤波单元（104）、时序控制单元（302）、第二反馈信号处理单元（201）、射线管阴极驱动单元（202）、变压器单元（203）都不工作，信号发生单元（303）工作，第三反馈信号处理单元（301）工作，只是反馈信号值为0，此时，信号发生单元（303）产生管电压和电流设定值信号分别输入到高压脉冲发生系统（1）和射线管管电流控制系统（2）；

灯丝预热时期，低压交流电输入，低压直流电源单元（101）工作，将低压交流电转化为所需合适的低压直流电，逆变单元（102）、升压单元（103）、整流滤波单元（104）、时序控制单元（302）、第二反馈信号处理单元（201）都不工作，射线管阴极驱动单元（202）、变压器单元（203）开始工作，按设定好的参数给X射线管（4）的阴极灯丝进行加热；信号发生单元（303）工作，信号发生单元（303）产生管电压和电流设定值信号分别输入到高压脉冲发生系统（1）和射线管管电流控制系统（2）；第三反馈信号处理单元（301）工作，只是反馈信号值为0；

脉冲X射线发生时期，所有单元都开始工作，第一反馈信号处理单元（1021），把信号发生单元（303）产生的管电压设定值和X射线管（4）产生的管电压反馈值组合成闭环回路进行控制处理；第二反馈信号处理单元（201），把信号发生单元（303）产生的管电流设定值和X射线管（4）产生的管电流反馈值组合成闭环回路进行控制处理；第三反馈信号处理单元（301），负责对管电压和电流反馈值与设定值之间的偏差值进行监控，偏差过大就关闭逆变驱动电路（1022）和射线管阴极驱动单元（202）；

脉冲X射线间隔时期，逆变驱动电路（1022）被关闭，其余单元都工作，第一反馈信号处理单元（1021），把信号发生单元（303）产生的管电压设定值和管电压模拟值组合成虚拟闭环回路进行控制处理；第二反馈信号处理单元（201），把信号发生单元（303）产生的管电流设定值和管电流模拟反馈值组合成虚拟闭环回路进行控制处理；第三反馈信号处理单元（301），放弃对管电压和电流反馈值与设定值之间的偏差值进行监控；

关断时期，各单元恢复到上电初始时期的状态。

本发明是通过以下技术手段解决上述技术问题之二的：还提供了一种上述的脉冲X射线发生装置。

本发明的优点在于：实现脉冲X射线照射模式，脉冲频率和占空比可调；每个脉冲X射线的重复性、一致性好；单个脉冲的上升沿和下降沿陡峭；脉冲X射线的平台期相对稳定、一致；并且装置体积小、重量轻。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2a~图2d为本发明实施例电压波形变化示意图；

图3为本发明实施例的第一反馈信号处理单元及逆变驱动电路原理图；

图4为本发明实施例的第二反馈信号处理单元及射线管阴极驱动单元电路原理图；

图5为本发明实施例采用的正负双向倍压整流电路原理图。

具体实施方式

本发明提供一种脉冲X射线发生装置，图1为本发明实施例的结构示意图，本实施例的脉冲X射线发生装置包括高压脉冲发生系统1、射线管管电流控制系统2、控制系统3和X射线管4。

其中，高压脉冲发生系统1用于生成高压脉冲电压加在X射线管的两端，射线管管电流控制系统2用于提供X射线管4的管电流，控制系统3分别与高压脉冲发生系统1、射线管管电流控制系统2、和X射线管4连接，控制整个电路的工作。

高压脉冲发生系统1包括顺次连接的低压直流电源单元101、逆变单元102、升压单元103和整流滤波单元104，低压直流电源单元101用于对输入的低压交流电进行整流滤波处理输出幅值经过调整的低压直流电压，逆变单元102用于对低压直流电源单元101生成的低压直流电进行逆变处理输出高频方波电压，升压单元103用于对逆变单元102输出的高频方波电压进行升压处理输出高频高压方波电压，整流滤波单元104用于对高频高压方波电压进行整流滤波处理，输出高压直流电压加在X射线管4的两端。其中逆变单元102由第一反馈信号处理单元1021、逆变驱动电路1022和逆变电路1023组成，第一反馈信号处理单元1021用于接收X射线管电压反馈值信号并与电压设定值信号形成闭环控制回路，逆变驱动电路1022用于控制逆变电路1023的开启和关断。

作为一个具体的实施例，控制系统3可以通过控制一些开关进行脉冲X射线的控制，具体的，通过第一开关K1控制管电压模拟值信号给逆变单元102，控制系统3通过第二开关K2控制管电压反馈值信号是否反馈给逆变单元102；控制系统3通过第三开关K3决定逆变驱动电路1022是否输入驱动信号给逆变电路1023，进而控制逆变电路的开关及占空比。

为了更方便的理解本发明，现结合图2a~图2d来说明下高压脉冲发生系统产生高压脉冲电压的工作过程，开始工作时，网侧交流电输入到低压直流电源单元101，电压波形如图2a示，该交流电经过低压直流电源单元101输出低压直流电压，电压波形如图2b示，当需要产生脉冲的高电平时，K1断开、K2与K3闭合，此时逆变驱动电路1022将控制系统3预设的一个管电压设定值信号输出给逆变电路1023，此时该低压直流电压经过逆变电路1023后输出电压值一定的双极性高频方波电压，如图2c所示，该方波电压经过升压和整流后输出高压脉冲的高电平，如图2d所示。当需要产生脉冲低电平时，K2与K3断开、K1闭合，逆变电路1023不接收逆变驱动信号，此时输出电压为零，即产生脉冲的低电平。当产生高压脉冲时，K1断开即关断管电压模拟值信号输入。此时通过采样管电压反馈值信号，作为管电压模拟值信号参考基准；当脉冲处于关断时期，K1闭合，给逆变驱动电路1022输入管电压模拟值信号，防止逆变驱动电路1022占空比突变，造成下一个高压脉冲不稳；另外，在脉冲关断时期给电压反馈回路维持一个合适的电平值有利于抑制下一个高压脉冲的上升沿俯冲。关断时期维持反馈回路一个合适的电平有利于在脉冲上升沿陡峭度和脉冲上升沿俯冲取得一个合适的平衡点。这样可以有效地避免电路寄生参数对产生高压脉冲波形的影响。K1、K2和K3如此交替配合的开启和关断，逆变单元102输出电压波形如图2c所示的一组一组不连续的双极性高频方波电压。该双极性高频方波电压经过升压单元103和整流滤波单元104后输出如图2d所示的双极性高压脉冲电压加载到X射线管4上。

射线管管电流控制系统2包括第二反馈信号处理单元201、射线管阴极驱动单元202和隔离变压器单元203，其中第二反馈信号处理单元201用于接收X射线管管电流反馈值信号、管电流设定值信号及管电流模拟值信号，并分别将管电流反馈值信号或管电流模拟反馈值信号与管电流设定值信号形成闭环控制回路，射线管阴极驱动单元202主要是根据闭环控制的结果，输出PWM调制信号，再由推挽电路增加PWM调制信号驱动能力，输出到隔离变压器单元203进而提供X射线管4的管电流。隔离变压器单元203用于高低压隔离，灯丝加热电压幅值调整。

作为一个具体的实施例，控制系统3通过第四开关K4控制管电流模拟值信号反馈给第二反馈信号处理单元201，控制系统3通过第五开关K5控制管电流反馈值信号反馈给第二反馈信号处理单元201；控制系统3通过第六开关K6控制射线管阴极驱动单元202是否工作，控制系统3通过第七开关K7控制管电流设定值信号反馈给第二反馈信号处理单元201。

继续参见图1，控制系统3包括第三反馈信号处理单元301、时序控制单元302和信号发生单元303，其中信号发生单元303用于生成管电压模拟值信号和管电压设定值信号输入到高压脉冲发生系统1，生成管电流模拟值信号和管电流设定值信号输入到射线管管电流控制系统2，第三反馈信号处理单元301用于处理接收到的X射线管反馈的管电压反馈值信号和管电流反馈值信号，时序控制单元302用于按照预设的时序组合控制所述第一反馈信号处理单元1021、第二反馈信号处理单元201、第三反馈信号处理单元301、信号发生单元303、逆变驱动电路1022和射线管阴极驱动单元202开启或关闭。第三反馈信号处理单元301，负责对管电压和电流反馈值与设定值之间的偏差值进行监控，偏差过大就关闭逆变驱动电路1022和射线管阴极驱动单元202。

继续参见图1，将脉冲X射线发生装置分为以下五个工作时期：①上电初始时期；②灯丝预热时期；③脉冲X射线发生时期；④脉冲X射线间隔时期；⑤关断时期。

该时序组合是这样的：

上电初始时期，低压交流电输入，低压直流电源单元 101工作，将低压交流电转化为所需合适的低压直流电。逆变单元102、升压单元103、整流滤波单元104、时序控制单元302、第二反馈信号处理单元201、射线管阴极驱动单元202、变压器单元203都不工作，信号发生单元303工作，第三反馈信号处理单元301工作，只是反馈信号值为0。此时，信号发生单元303产生管电压和电流设定值信号分别输入到高压脉冲发生系统1和射线管管电流控制系统2；

灯丝预热时期，低压交流电输入，低压直流电源单元 101工作，将低压交流电转化为所需合适的低压直流电。逆变单元102、升压单元103、整流滤波单元104、时序控制单元302、第二反馈信号处理单元201都不工作。射线管阴极驱动单元202、变压器单元203开始工作，按设定好的参数给X射线管4的阴极灯丝进行加热；信号发生单元303工作，信号发生单元303产生管电压和电流设定值信号分别输入到高压脉冲发生系统1和射线管管电流控制系统2；第三反馈信号处理单元301工作，只是反馈信号值为0。

脉冲X射线发生时期，所有单元都开始工作。第一反馈信号处理单元1021，把信号发生单元303产生的管电压设定值和X射线管4产生的管电压反馈值组合成闭环回路进行控制处理；第二反馈信号处理单元201，把信号发生单元303产生的管电流设定值和X射线管4产生的管电流反馈值组合成闭环回路进行控制处理；第三反馈信号处理单元301，负责对管电压和电流反馈值与设定值之间的偏差值进行监控，偏差过大就关闭逆变驱动电路1022和射线管阴极驱动单元202。

脉冲X射线间隔时期，逆变驱动电路1022被关闭，其余单元都工作。第一反馈信号处理单元1021，把信号发生单元303产生的管电压设定值和管电压模拟值组合成虚拟闭环回路进行控制处理；第二反馈信号处理单元201，把信号发生单元303产生的管电流设定值和管电流模拟反馈值组合成虚拟闭环回路进行控制处理；第三反馈信号处理单元301，放弃对管电压和电流反馈值与设定值之间的偏差值进行监控。

关断时期，各单元恢复到上电初始时期的状态。该时序组合中各单元开启与关闭的时间间隔根据产生脉冲的频率和占空比的需要设定。上述时序组合如下表一所示：

表一  时序控制单元预设的时序组合

在一个具体的实施例中，是通过控制开关K1~K7的开启和关断实现的，其中K1为射线管管电压模拟值信号开关控制口，K1闭合，输入管电压模拟值信号，K1断开，不输入管电压模拟值信号；K2为X射线管管电压反馈值信号开关控制口，K2闭合，输入管电压反馈值信号，K2断开，不输入管电压反馈值信号；K3为逆变驱动信号开关控制口，K3闭合，切断管电压设定值信号输入，同时阻止逆变驱动电路1022工作。K3断开，开通管电压设定值信号输入，同时启动逆变驱动电路1022工作；K4是射线管管电流模拟值信号控制端口，K4闭合，输入管电流模拟反馈值，K4断开，不输入管电流模拟反馈值；K5是射线管管电流反馈值信号输入控制端口，K5闭合，输入管电流反馈值信号，K5断开，不输入管电流反馈值信号；K6是射线管阴极灯丝加热驱动信号控制端口，K6闭合，阻止射线管阴极驱动单元工作，K6断开，启动射线管阴极驱动单元工作；K7是管电流设定值信号开关控制口，K7闭合，切断射线管管电流设定值信号输入，K7断开，开通射线管管电流设定值输入信号。

上电初始时期，K1、K4断开，K2、K3、K5、K6、K7闭合；

灯丝预热时期，K1、K4、K6断开，K2、K3、K5、K7闭合；

脉冲X射线发生时期，K1、K3、K4、K6、K7断开，K2、K5闭合；

脉冲X射线间隔时期，K2、K5、K6、K7断开，K1、K3、K4闭合；

关断时期，K1、K4断开，K2、K3、K5、K6、K7闭合。

下面将结合本发明的电路原理图根据脉冲X射线装置工作的不同时期来具体说明上述的时序组合关系和脉冲X射线的产生过程。

请同时参阅图3，图3为本发明实施例的第一反馈信号处理单元1021及逆变驱动电路1022原理图，该电路由第一脉宽调制芯片IC1搭建，采用推挽电路驱动，由开关K1、K2、K3按照时序控制单元302预设的时序组合控制产生一组一组高频逆变方波，每一组高频方波再由后续升压单元103和整流滤波单元104升压整流成一组一组高压脉冲波。

第一开关K1为X射线管管电压模拟值信号开关控制口，连接到第一脉宽调制芯片IC1的1脚，即误差放大器正向输入端；信号发生单元303根据需要生成管电压设定值，管电压设定值经过起限流作用的第二电阻R2接到第一电压跟随器IC2正向输入端3脚，第一电压跟随器IC2负向输入端2脚连接到其输出端1脚，第一电压跟随器IC2的输出端1脚经过第七电阻R7连接到第一脉宽调制芯片IC1的2脚，即误差放大器的负向输入端；第二开关K2为X射线管管电压反馈值信号开关控制口，与第一开关K1一样连接到第一脉宽调制芯片IC1的1脚，即误差放大器正向输入端；第三开关K3为逆变驱动信号开关控制口，连接到第二隔离控制光偶PC2B的4脚，通过其3脚与第一隔离控制光偶PC2A的2脚相连，第一隔离控制光偶PC2A的1脚经过起限流作用的第一电阻R1连接到电源上，第一隔离控制光偶PC2A的16脚连接到第一电压跟随器IC2正向输入端3脚，第一隔离控制光偶PC2A的15脚接地。第二隔离控制光偶PC2B的14脚与第一脉宽调制芯片IC1的13、14、15脚相连，其中14脚为 IC1的基准电压输出脚，输出电压值设定为5V，需要指出的是，此处根据选用芯片型号的不同，电压值会有所不同。第一脉宽调制芯片IC1的4脚为死区控制脚，与第二隔离控制光偶PC2B的13脚连接。第一隔离控制光偶PC2A的15脚和16脚之间接入第一电容C1，第二隔离控制光偶PC2B的13脚和14脚之间接入第四电阻R4。第三电阻R3与第三电容C3并联后接在第二隔离控制光偶PC2B的13脚和地之间。

优选的，第六电容C6和第八电阻R8串联后与第九电阻R9再并联在第一脉宽调制芯片IC1的2脚和3脚（反馈脚）之间，第一脉宽调制芯片IC1的5脚通过第四电容C4接地，第一脉宽调制芯片IC1的6脚通过第六电阻R6和可调电阻R5接地。

下面结合脉冲X射线发生装置的工作过程来分析K1、K2、K3的开关过程，继续参见图3，①系统上电初始时期：第二开关K2和第三开关K3闭合、第一开关K1断开，此时由于第三开关K3闭合产生低电平，第一隔离控制光偶PC2A的16脚与15脚导通连接到地，此时射线管管电压设定值电平通过第二电阻R2连接到地，无法通过第一电压跟随器IC2正向输入3脚输入到第一脉宽调制芯片IC1的2脚误差放大器的负向输入端，另外由于第二隔离控制光偶PC2B的14脚和13脚短路，所以第一脉宽调制芯片IC1的14脚参考电平直接连接到死区设定4脚，即4脚为高电平5V，所以第一脉宽调制芯片IC1不产生驱动波形，即逆变驱动关断，逆变电路1023不工作。②灯丝预热时期：第一开关K1断开，第二开关K2、第三开关K3闭合，此时已产生调整后的低压直流电输入到逆变单元102，只是逆变驱动电路1022还没有工作，不能将主电路能量往后面电路输入。③脉冲X射线发生时期：第一开关K1和第三开关K3断开、第二开关K2闭合，此时由于第三开关K3断开产生高电平，第一隔离控制光偶PC2A的16脚与15脚断路，此时管电压设定值经过限流电阻R2接到第一电压跟随器IC2的正向输入端3脚，第一电压跟随器IC2负向输入端2脚连接到其输出端1脚，经过第七电阻R7连接到第一脉宽调制芯片IC1的2脚，即误差放大器的负向输入端，另外第二隔离控制光偶PC2B的14脚和13脚断路，所以第一脉宽调制芯片IC1的14脚参考电平5V经过分压电阻R3、R4连接到死区设定脚4脚，设置合适的死区时间，第一脉宽调制芯片IC1产生驱动波形，即逆变驱动电路1022生成开启信号，主电路逆变电路1023工作，产生低压直流电，由后续电路升压整流产生高压。④脉冲X射线间隔时期：第一开关K1和第三开关K3闭合、第二开关K2断开，此时由于第三开关K3闭合产生低电平，第一隔离控制光偶PC2A的16脚与15脚导通连接到地，管电压设定值电平通过第二电阻R2连接到地，无法通过第一电压跟随器IC2正向输入3脚输入到第一脉宽调制芯片IC1的2脚误差放大器的负向输入端，另外由于第二隔离控制光偶PC2B的14脚和13脚短路，所以第一脉宽调制芯片IC1的14脚参考电平直接连接到死区设定4脚，即4脚为高电平5V，所以第一脉宽调制芯片IC1不产生驱动波形，即相当于逆变驱动电路1022发出关断信号，主电路逆变电路1023不工作。⑤关断时期：第一开关K1断开、第二开关K2闭合、第三开关K3闭合，此时恢复到上电初始时期状态，至此一个控制循环结束。

图4为本发明实施例的第二反馈信号处理单元及射线管阴极驱动单元电路原理图，该电路是由第二脉宽调制芯片IC2搭建，主要由K4、K5、K6按照时序控制单元预设的时序组合控制X射线管阴极灯丝加热回路电流，进而达到控制射线管电流的目的。

第六开关K6是X射线管阴极灯丝加热驱动信号控制端口，连接到第三隔离控制光偶PC1C的6脚，第三隔离控制光偶PC1C的5脚通过起限流作用的第十二电阻R12接到电源上，第三隔离控制光偶PC1C的12脚与第二脉宽调制芯片IC2的13、14脚相连，其中14脚为第二脉宽调制芯片IC2的基准电压输出脚，输出电压值为5V。第三隔离控制光偶PC1C的12脚和11脚之间接入第十三电阻R13。第十四电阻R14与第五电容C5并联后一端接第三隔离控制光偶PC1C的11脚，另一端接地。第二脉宽调制芯片IC2的4脚为死区控制脚与第三隔离控制光偶PC1C的11脚连接。

第七开关K7是管电流设定值开关控制口，电流设定值只有在脉冲X射线发生时期和间隔时期参与作用，加第七开关K7的目的是在其它三个时期切断电流设定值信号的供给，防止一直在X射线管两端加电流烧坏管子。第七开关K7连接到第四隔离控制光偶PC1B的4脚， 第四隔离控制光偶PC1B的3脚经过电阻R19接电源，第二脉宽调制芯片IC2的15脚经过第十六电阻R16连接到其13、14脚，其中14脚为IC2的基准电压输出脚，输出电压值为5V。第四隔离控制光偶PC1B的13脚连接地，14脚连接到第二电压跟随器IC19B的同相输入端5脚，13、14脚之间并入第七电容C7。当第六开关K6关断时执行固定电压灯丝预热模式。

第四开关K4是射线管管电流模拟值信号控制端口，直接连接到第二脉宽调制芯片IC2的第一误差放大器的同相输入端1脚；射线管管电流设定值经过第二十六电阻R26接到第二电压跟随器IC19B正向输入端5脚，第二电压跟随器IC19B负向输入端6脚连接到其输出端7脚，输出端7脚经过第十电阻R10连接到第二脉宽调制芯片IC2的第一误差放大器的反相输入端2脚。

第五开关K5是射线管管电流反馈值信号输入控制端口，直接连接到第二脉宽调制芯片IC2的第一误差放大器的同相输入端1脚。

另外， X射线管管电压模拟值信号开关控制口即第一开关K1通过第二十电阻、第二十一电阻连接到第二脉宽调制芯片IC2的16脚，即第二误差放大器的正向输入端。

该电路的时序控制过程表述如下：①上电初始时期：第四开关K4断开、第五开关K5闭合、第六开关K6闭合、第七开关K7闭合。由于第七开关K7闭合时是低电平，第四隔离控制光偶PC1B的13、14脚导通，此时管电流设定值输入经过第二十六电阻R26被短路连接到地，无法通过第二电压跟随器IC19B正向输入5脚输入到第二脉宽调制芯片IC2的2脚。此时，第四开关K4断开，第五开关K5闭合但是逆变驱动电路此时未工作因此没有信号反馈，即第二脉宽调制芯片IC2的1脚输入为0。由于第六开关K6闭合是低电平，第三隔离控制光偶PC1C导通，第十三电阻R13短路，所以第二脉宽调制芯片IC2的14脚参考电平直接连接到其死区设定4脚，即4脚为高电平5V，所以第二脉宽调制芯片IC2不产生驱动波形，即射线管灯丝加热驱动信号关断。②射线开启前灯丝预热时期：第四开关K4断开、第五开关K5闭合、第六开关K6断开、第七开关K7闭合。由于第七开关K7闭合时是低电平，第四隔离控制光偶PC1B的13、14脚导通，此时管电流设定值输入经过第二十六电阻R26被短路连接到地，无法通过第二电压跟随器IC19B正向输入5脚输入到第二脉宽调制芯片IC2的2脚。此时，第四开关K4断开，第五开关K5闭合但是高压电路未工作没有信号反馈，即第二脉宽调制芯片IC2的1脚第一误差放大器的正向输入端输入为0，即第二脉宽调制芯片IC2的第一误差放大器不参与驱动波形占空比控制。由于第六开关K6断开是高电平，第三隔离控制光偶PC1C关断，由第二脉宽调制芯片IC2的14脚参考电压通过第十三电阻R13、第十四电阻R14分压得到一个合适电平给4脚得到一个合适的死区设定时间。此时，第二脉宽调制芯片IC2产生驱动波形，开启灯丝预热。驱动波形占空比由第二脉宽调制芯片IC2的第二误差放大器控制。第二脉宽调制芯片IC2的16脚即第二误差放大器的正向输入端的电压由灯丝预热电流反馈值经过电阻R20、R21转变成电压信号得到。这样由第二误差放大器负向输入端15脚预热基准值和第二误差放大器正向输入端16脚反馈值形成闭环控制。③脉冲X射线发生时期：第四开关K4断开、第五开关K5闭合、第六开关K6断开、第七开关K7断开。第四隔离控制光偶PC1B关断，管电流设定值经过R26连接到第二电压跟随器IC19B正向输入5脚输入到第二脉宽调制芯片IC2的2脚第一误差放大器的负向输入端。此时，K4断开第五开关K5闭合，高压电路电流反馈值转换成电压信号输入第二脉宽调制芯片IC2的1脚，即第一误差放大器的正向输入端，这样由第一误差放大器负向输入端2脚射线管管电流设定值和第一误差放大器正向输入端1脚反馈值形成闭环控制驱动占空比。由于第六开关K6断开是高电平，第三隔离控制光偶PC1C关断，由第二脉宽调制芯片IC21的4脚参考电压通过电阻R13、R14分压得到一个合适电平给4脚得到一个合适的死区设定时间。由第二脉宽调制芯片IC2的4脚参考电压通过电阻R23、R24、R25和R16分压得到一个合适加热回路电流上限值电平给第二误差放大器负向输入端15脚，作为灯丝加热回路电流上限值；第二误差放大器正向输入端16脚电压由灯丝加热电流反馈值经过R21、R20转变成电压信号得到。在灯丝加热回路电流不超过上限值时，第二误差放大器不参与驱动波形占空比控制。④脉冲X射线间隔时期：第四开关K4闭合、第五开关K5断开、第六开关K6断开、第七开关K7断开，第四隔离控制光偶PC1B关断，管电流设定值经过第二十六电阻R26连接到第二电压跟随器IC19B正向输入5脚输入到第二脉宽调制芯片IC2的2脚第一误差放大器的负向输入端。此时，第四开关K4闭合、第五开关K5断开，X射线管管电流模拟值输入第二脉宽调制芯片IC2的1脚，即第一误差放大器的正向输入端，这样由第一误差放大器负向输入端2脚射线管管电流设定值和第一误差放大器正向输入端1脚的X射线管管电流模拟值形成闭环控制驱动占空比。由于第六开关K6断开是高电平，第三隔离控制光偶PC1C关断，由第二脉宽调制芯片IC214脚参考电压通过电阻R13、R14分压得到一个合适电平给4脚得到一个合适的死区设定时间。由第二脉宽调制芯片IC214脚参考电压通过电阻R23、R24、R25和R16分压得到一个合适加热回路电流上限值电平给第二误差放大器负向输入端15脚，作为灯丝加热回路电流上限值；第二误差放大器正向输入端16脚电压由灯丝加热电流反馈值经过R21、R20转变成电压信号得到。在灯丝加热回路电流不超过上限值时，第二误差放大器不参与驱动波形占空比控制。⑤关断时期：第四开关K4断开、第五开关K5闭合、第六开关K6闭合、第七开关K7闭合。恢复上电初始状态，至此一个控制循环结束。

上述实施例中，脉宽调制芯片IC1、IC2的型号为TL494。图5为本发明整流滤波单元104中的整流电路结构示意图，本实施例采用正负双向倍压整流电路，如图5所示，该电路由正向倍压整流电路和负向倍压整流电路组成，正向倍压整流电路连接到前级变压器的次级线圈的同名端，对变压器输出的负半波进行正向倍压整流升压，正向对称倍压整流电路的输出作为双向对称倍压整流电路的正输出端+Vout。

负向对称倍压整流电路，连接到前级变压器的次级线圈的同名端，对变压器输出的正半波进行负向倍压整流升压，负向对称倍压整流电路的输出作为双向对称倍压整流电路的负输出端-Vout。

正输出端+Vout和负输出端-Vout之间输出高压直流电。

最终在输出端得到的直流高压为：

V=+Vout -（-Vout）

需要说明的是，本实施例采用的正负双向倍压整流电路只是一种优选的方案，是为了获得更高的电压，若是在对高压要求不是很高的情况下，采用普通多倍压整流升压电路或者单向对称倍压整流升压电路等倍压整流电路或者整流滤波电路也是可行的。综上，在该实施例中，根据所需要产生的脉冲X射线的频率和占空比的要求，控制系统3通过控制开关K1-K7的开启和关断进而控制整套系统各模块的工作状态。控制系统3接收X射线管的管电压反馈值和管电流反馈值两路反馈信号进行相应处理。控制系统3的K1控制信号控制模拟电压反馈给逆变单元102，控制系统3的K2控制信号控制管电压反馈信号是否反馈给逆变单元102； K3控制信号决定逆变驱动电路1022是否输入驱动信号给逆变电路1023，进而控制逆变电路的开关及占空比。控制系统3的K5控制信号控制管电流反馈信号是否反馈给射线管管电流控制系统2；控制系统3的K4控制信号控制管电流模拟值信号给射线管阴极驱动单元202进而给X射线管灯丝加热，控制灯丝电流大小，射线管灯丝电流大小可以控制X射线管输出管电流大小，从而控制X射线发射量，控制系统3的K6控制信号控制射线管阴极灯丝加热驱动信号。控制系统3的K7控制信号控制管电流设定值信号是否输入到射线管两端。

以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种脉冲X射线的产生方法，其步骤包括：依据输入管电流设定值信号为X射线管阴极灯丝提供所需电流、依据输入管电压设定值信号在X射线管两端加载脉冲高压、在每一个脉冲高压工作的整个时段内由X射线管获得的管电压反馈值信号和管电流反馈值信号分别与输入管电压设定值信号和输入管电流设定值信号形成闭环控制，其特征在于：所述步骤还包括：在每个脉冲高压间隔时期的整个时段内，输入管电压模拟值信号和管电流模拟值信号，以分别替代管电压反馈值信号和管电流反馈值信号，并分别与管电压设定值信号和管电流设定值信号形成闭环控制。

2.根据权利要求1所述的一种脉冲X射线的产生方法，其特征在于，所述管电压模拟值信号的具体数值根据输入电压设定值大小和电路的寄生参数确定，所述管电流模拟值信号的具体数值根据输入电流设定值和电路的寄生参数确定。

3.根据权利要求1或2所述的一种脉冲X射线的产生方法，其特征在于：所述输入管电流设定值信号和输入管电压设定值信号由控制系统（3）产生；所述X射线管管电流反馈值信号的获取及其与输入管电流设定值信号形成的闭环控制，以及所述X射线管阴极灯丝所需电流的提供，由射线管管电流控制系统（2）完成；所述X射线管管电压反馈值信号的获取及其与输入管电压设定值信号形成的闭环控制，以及所述脉冲高压的提供，由高压脉冲发生系统（1）完成；所述管电压模拟值信号和管电流模拟值信号的输入由控制系统（3）完成。

4.一种脉冲X射线的产生方法，用在脉冲X射线发生装置上，所述脉冲X射线发生装置包括高压脉冲发生系统（1）、射线管管电流控制系统（2）、控制系统（3）和X射线管（4），其中，高压脉冲发生系统（1）生成高压脉冲电压加在X射线管的两端，射线管管电流控制系统（2）提供X射线管的管电流，控制系统（3）分别与高压脉冲发生系统（1）、射线管管电流控制系统（2）、和X射线管（4）连接，控制整个电路的工作；高压脉冲发生系统（1）包括顺次连接的低压直流电源单元（101）、逆变单元（102）、升压单元（103）和整流滤波单元（104），其中逆变单元（102）由第一反馈信号处理单元（1021）、逆变驱动电路（1022）和逆变电路（1023）组成，第一反馈信号处理单元（1021）接收管电压反馈值信号并与管电压设定值信号形成闭环控制回路，逆变驱动电路（1022）控制逆变电路（1023）的开启和关断；射线管管电流控制系统（2）包括第二反馈信号处理单元（201）、射线管阴极驱动单元（202）和隔离变压器单元（203），其中第二反馈信号处理单元（201）接收管电流反馈值信号并与管电流设定值信号形成闭环控制回路，射线管阴极驱动单元（202）根据电流设定值信号和管电流反馈值信号进行比较，输出调制信号到隔离变压器单元（203）进而提供X射线管的管电流；控制系统（3）包括第三反馈信号处理单元（301）、时序控制单元（302）和信号发生单元（303），其中信号发生单元（303）生成管电压设定值信号输入到高压脉冲发生系统（1），生成管电流设定值信号输入到射线管管电流控制系统（2），时序控制单元（302）按照预设的时序组合控制所述第一反馈信号处理单元（1021）、第二反馈信号处理单元（201）、信号发生单元（303）、逆变驱动电路（1022）和射线管阴极驱动单元（202）的开启或关闭，

其特征在于：

所述信号发生单元（303）生成管电压模拟值信号输入到高压脉冲发生系统（1），生成管电流模拟值信号输入到射线管管电流控制系统（2），所述一种脉冲X射线的产生方法具体包括：

上电初始时期，低压交流电输入，低压直流电源单元（101）工作，将低压交流电转化为所需合适的低压直流电，逆变单元（102）、升压单元（103）、整流滤波单元（104）、时序控制单元（302）、第二反馈信号处理单元（201）、射线管阴极驱动单元（202）、变压器单元（203）都不工作，信号发生单元（303）工作，第三反馈信号处理单元（301）工作，只是反馈信号值为0，此时，信号发生单元（303）产生管电压和电流设定值信号分别输入到高压脉冲发生系统（1）和射线管管电流控制系统（2）；

灯丝预热时期，低压交流电输入，低压直流电源单元 （101）工作，将低压交流电转化为所需合适的低压直流电，逆变单元（102）、升压单元（103）、整流滤波单元（104）、时序控制单元（302）、第二反馈信号处理单元（201）都不工作，射线管阴极驱动单元（202）、变压器单元（203）开始工作，按设定好的参数给X射线管（4）的阴极灯丝进行加热；信号发生单元（303）工作，信号发生单元（303）产生管电压和电流设定值信号分别输入到高压脉冲发生系统（1）和射线管管电流控制系统（2）；第三反馈信号处理单元（301）工作，只是反馈信号值为0；

脉冲X射线发生时期，所有单元都开始工作，第一反馈信号处理单元（1021），把信号发生单元（303）产生的管电压设定值和X射线管（4）产生的管电压反馈值组合成闭环回路进行控制处理；第二反馈信号处理单元（201），把信号发生单元（303）产生的管电流设定值和X射线管（4）产生的管电流反馈值组合成闭环回路进行控制处理；第三反馈信号处理单元（301），负责对管电压和电流反馈值与设定值之间的偏差值进行监控，偏差过大就关闭逆变驱动电路（1022）和射线管阴极驱动单元（202）；

脉冲X射线间隔时期，逆变驱动电路（1022）被关闭，其余单元都工作，第一反馈信号处理单元（1021），把信号发生单元（303）产生的管电压设定值和管电压模拟值组合成虚拟闭环回路进行控制处理；第二反馈信号处理单元（201），把信号发生单元（303）产生的管电流设定值和管电流模拟反馈值组合成虚拟闭环回路进行控制处理；第三反馈信号处理单元（301），放弃对管电压和电流反馈值与设定值之间的偏差值进行监控；

关断时期，各单元恢复到上电初始时期的状态。

5.一种脉冲X射线发生装置，所述脉冲X射线发生装置包括高压脉冲发生系统（1）、射线管管电流控制系统（2）、控制系统（3）和X射线管（4），其中，高压脉冲发生系统（1）生成高压脉冲电压加在X射线管的两端，射线管管电流控制系统（2）提供X射线管的管电流，控制系统（3）分别与高压脉冲发生系统（1）、射线管管电流控制系统（2）、和X射线管（4）连接，控制整个电路的工作；高压脉冲发生系统（1）包括顺次连接的低压直流电源单元（101）、逆变单元（102）、升压单元（103）和整流滤波单元（104），其中逆变单元（102）由第一反馈信号处理单元（1021）、逆变驱动电路（1022）和逆变电路（1023）组成，第一反馈信号处理单元（1021）接收管电压反馈值信号并与管电压设定值信号形成闭环控制回路，逆变驱动电路（1022）控制逆变电路（1023）的开启和关断；射线管管电流控制系统（2）包括第二反馈信号处理单元（201）、射线管阴极驱动单元（202）和隔离变压器单元（203），其中第二反馈信号处理单元（201）接收管电流反馈值信号并与管电流设定值信号形成闭环控制回路，射线管阴极驱动单元（202）输出调制信号到隔离变压器单元（203）进而提供X射线管的管电流；控制系统（3）包括第三反馈信号处理单元（301）、时序控制单元（302）和信号发生单元（303），其中信号发生单元（303）生成管电压设定值信号输入到高压脉冲发生系统（1），生成管电流设定值信号输入到射线管管电流控制系统（2），时序控制单元（302）按照预设的时序组合控制所述第一反馈信号处理单元（1021）、第二反馈信号处理单元（201）、信号发生单元（303）、逆变驱动电路（1022）和射线管阴极驱动单元（202）的开启或关闭，

其特征在于：所述信号发生单元（303）还生成管电压模拟值信号输入到高压脉冲发生系统（1），生成管电流模拟值信号输入到射线管管电流控制系统（2），所述脉冲X射线发生装置还包括第一开关（K1）、第二开关（K2）、第三开关（K3）、第四开关（K4）、第五开关（K5）、第六开关（K6）、第七开关（K7），所述控制系统（3）通过第一开关（K1）控制管电压模拟值信号给逆变单元102，控制系统（3）通过第二开关（K2）控制管电压反馈值信号是否反馈给逆变单元102；控制系统（3）通过第三开关（K3）决定逆变驱动电路(1022)是否输入驱动信号给逆变电路(1023)，进而控制逆变电路的开关及占空比，控制系统（3）通过第四开关（K4）控制管电流模拟值信号反馈给第二反馈信号处理单元(201)，控制系统（3）通过第五开关（K5）控制管电流反馈值信号反馈给第二反馈信号处理单元(201)；控制系统（3）通过第六开关（K6）控制射线管阴极驱动单元(202)是否工作，控制系统（3）通过第七开关（K7）控制管电流设定值信号反馈给第二反馈信号处理单元(201)。

6.根据权利要求5所述的脉冲X射线发生装置，其特征在于：所述整流滤波单元中的整流电路为正负双向对称倍压电路，该整流电路由正向倍压整流电路和负向倍压整流电路组成，正向倍压整流电路连接到前级变压器的次级线圈的同名端，对变压器输出的负半波进行正向倍压整流升压，正向对称倍压整流电路的输出作为双向对称倍压整流电路的正输出端+Vout；

负向对称倍压整流电路，连接到前级变压器的次级线圈的同名端，对变压器输出的正半波进行负向倍压整流升压，负向对称倍压整流电路的输出作为双向对称倍压整流电路的负输出端-Vout；

正输出端+Vout和负输出端-Vout之间输出高压直流电；

最终在输出端得到的直流高压为：

V=+Vout -（-Vout）。

7.根据权利要求5所述的脉冲X射线发生装置，其特征在于：所述第一反馈信号处理单元（1021）及逆变驱动电路（1022）的具体结构如下所述：

第一开关（K1）为管电压模拟值信号开关控制口，连接到第一脉宽调制芯片（IC1）的1脚；信号发生单元（303）生成的管电压设定值经过第二电阻R2接到第一电压跟随器（IC2）正向输入端3脚，第一电压跟随器（IC2）负向输入端2脚连接到其输出端1脚，第一电压跟随器（IC2）的输出端1脚经过第七电阻R7连接到第一脉宽调制芯片（IC1）的2脚；第二开关（K2）为管电压反馈值信号开关控制口，与第一开关（K1）一样连接到第一脉宽调制芯片（IC1）的1脚；第三开关（K3）为逆变驱动信号开关控制口，连接到第二隔离控制光偶（PC2B）的4脚，通过其3脚与第一隔离控制光偶（PC2A）的2脚相连，第一隔离控制光偶（PC2A）的1脚经过第一电阻R1连接到电源上，第一隔离控制光偶（PC2A）的16脚连接到第一电压跟随器（IC2）正向输入端3脚，第一隔离控制光偶（PC2A）的15脚接地；第二隔离控制光偶（PC2B）的14脚与第一脉宽调制芯片（IC1）的13、14、15脚相连，其中14脚为第一脉宽调制芯片（IC1）的基准电压输出脚，输出电压值为5V，第一脉宽调制芯片（IC1）的4脚与第二隔离控制光偶（PC2B）的13脚连接，第一隔离控制光偶（PC2A）的15脚和16脚之间接入第一电容C1，第二隔离控制光偶（PC2B）的13脚和14脚之间接入第四电阻R4，第三电阻R3与第三电容C3并联后接在第二隔离控制光偶（PC2B）的13脚和地之间。

8.根据权利要求7所述的脉冲X射线发生装置，其特征在于：所述时序控制单元（302）按照以下的时序控制第一反馈信号处理单元（1021）及逆变驱动电路（1022）：①系统上电初始时期：第二开关（K2）和第三开关（K3）闭合、第一开关（K1）断开，第三开关（K3）闭合产生低电平，第一脉宽调制芯片（IC1）的14脚直接连接到死区设定4脚，即4脚为高电平5V，第一脉宽调制芯片（IC1）不产生驱动波形，即逆变驱动关断，逆变电路（1023）不工作；②灯丝预热时期：第一开关（K1）断开，第二开关（K2）和第三开关（K3）闭合，此时已产生调整后的低压直流电输入到逆变单元（102），只是逆变驱动电路（1022）还没有工作，不能将主电路能量往后面电路输入；③脉冲X射线发生时期：第一开关（K1）和第三开关（K3）断开、第二开关（K2）闭合，第一脉宽调制芯片（IC1）的14脚参考电平5V经过分压电阻R3、R4连接到死区设定脚4脚，设置合适的死区时间，第一脉宽调制芯片（IC1）产生驱动波形，即逆变驱动电路（1022）生成开启信号，主电路逆变电路（1023）工作，产生低压直流电，由后续电路升压整流产生高压；④脉冲X射线间隔时期：第一开关（K1）和第三开关（K3）闭合、第二开关（K2）断开，此时由于第三开关（K3）闭合产生低电平，管电压设定值电平通过第二电阻R2连接到地，第一脉宽调制芯片（IC1）的14脚参考电平直接连接到死区设定4脚，即4脚为高电平5V，第一脉宽调制芯片（IC1）不产生驱动波形，相当于逆变驱动电路（1022）发出关断信号，主电路逆变电路（1023）不工作；⑤关断时期：第一开关（K1）断开、第二开关（K2）闭合、第三开关（K3）闭合，此时恢复到上电初始时期状态，至此一个控制循环结束。

9.根据权利要求5至8任一项所述的脉冲X射线发生装置，其特征在于：所述第二反馈信号处理单元及射线管阴极驱动单元的电路结构如下所述：

第六开关（K6）是X射线管阴极灯丝加热驱动信号控制端口，连接到第三隔离控制光偶（PC1C）的6脚，第三隔离控制光偶（PC1C）的5脚通过第十二电阻R12接电源，第三隔离控制光偶（PC1C）的12脚与第二脉宽调制芯片（IC2）的13、14脚相连，其中14脚为第二脉宽调制芯片（IC2）的基准电压输出脚，输出电压值为5V，第三隔离控制光偶（PC1C）的12脚和11脚之间接入第十三电阻R13，第十四电阻R14与第五电容C5并联后一端接第三隔离控制光偶（PC1C）的11脚，另一端接地，第二脉宽调制芯片（IC2）的4脚为死区控制脚与第三隔离控制光偶（PC1C）的11脚连接；

第七开关（K7）是管电流设定值开关控制口，第七开关K7连接到第四隔离控制光偶PC1B的4脚， 第四隔离控制光偶PC1B的3脚经过电阻R19接电源，第二脉宽调制芯片IC2的15脚经过第十六电阻R16连接到其13、14脚，其中14脚为IC2的基准电压输出脚，第四隔离控制光偶PC1B的13脚连接地，14脚连接到第二电压跟随器IC19B的同相输入端5脚，13、14脚之间并入第七电容C7；

第四开关（K4）是射线管管电流模拟值信号控制端口，直接连接到第二脉宽调制芯片（IC2）的第一误差放大器的同相输入端1脚；射线管管电流设定值经过第二十六电阻R26接到第二电压跟随器（IC19B）正向输入端5脚，第二电压跟随器（IC19B）负向输入端6脚连接到其输出端7脚，输出端7脚经过第十电阻R10连接到第二脉宽调制芯片（IC2）的第一误差放大器的反相输入端2脚；

第五开关（K5）是射线管管电流反馈值信号输入控制端口，直接连接到第二脉宽调制芯片（IC2）的第一误差放大器的同相输入端1脚；

另外，X射线管管电压模拟值信号开关控制口即第一开关（K1）通过第二十电阻、第二十一电阻连接到第二脉宽调制芯片（IC2）的16脚，即第二误差放大器的正向输入端。

10.根据权利要求9所述的脉冲X射线发生装置，其特征在于：所述时序控制单元是按照以下时序控制所述第二反馈信号处理单元及射线管阴极驱动单元工作的：①上电初始时期：第四开关（K4）断开、第五开关（K5）闭合、第六开关（K6）闭合、第七开关K7闭合，第七开关K7闭合时是低电平，第四隔离控制光偶PC1B的13、14脚导通，此时管电流设定值输入经过第二十六电阻R26被短路连接到地，逆变驱动电路此时未工作因此没有信号反馈，第二脉宽调制芯片（IC2）的14脚参考电平直接连接到其死区设定4脚，即4脚为高电平5V，第二脉宽调制芯片（IC2）不产生驱动波形，即射线管灯丝加热驱动信号关断；②灯丝预热时期：第四开关（K4）断开、第五开关（K5）闭合、第六开关（K6）断开、第七开关（K7）闭合，第七开关（K7）闭合时是低电平，第四隔离控制光偶PC1B的13、14脚导通，此时管电流设定值输入经过第二十六电阻R26被短路连接到地，高压电路未工作没有信号反馈，即第二脉宽调制芯片（IC2）的1脚第一误差放大器的正向输入端输入为0，第二脉宽调制芯片（IC2）的第一误差放大器不参与驱动波形占空比控制，由第二脉宽调制芯片（IC2）的14脚参考电压通过第十三电阻R13、第十四电阻R14分压得到一个合适电平给4脚得到一个合适的死区设定时间，此时，第二脉宽调制芯片（IC2）产生驱动波形，开启灯丝预热，驱动波形占空比由第二脉宽调制芯片（IC2）的第二误差放大器控制；第二脉宽调制芯片（IC2）的16脚即第二误差放大器的正向输入端的电压由灯丝预热电流反馈值经过电阻R20、R21转变成电压信号得到，这样由第二误差放大器负向输入端15脚预热基准值和第二误差放大器正向输入端16脚反馈值形成闭环控制；③脉冲X射线发生时期：第四开关（K4）断开、第五开关（K5）闭合、第六开关（K6）断开、第七开关（K7）断开，第四隔离控制光偶PC1B关断，管电流设定值经过R26连接到第二电压跟随器（IC19B）正向输入5脚输入到第二脉宽调制芯片（IC2）的2脚即第一误差放大器的负向输入端，高压电路电流反馈值转换成电压信号输入第二脉宽调制芯片（IC2）的1脚，这样由第一误差放大器负向输入端2脚输入的射线管管电流设定值和第一误差放大器正向输入端1脚输入的反馈值形成闭环控制驱动占空比，由第二脉宽调制芯片（IC2）1的4脚参考电压通过电阻R13、R14分压得到一个合适电平给4脚得到一个合适的死区设定时间，由第二脉宽调制芯片（IC2）的4脚参考电压通过电阻R23、R24、R25和R16分压得到一个合适加热回路电流上限值电平给第二误差放大器负向输入端15脚，作为灯丝加热回路电流上限值；第二误差放大器正向输入端16脚电压由灯丝加热电流反馈值经过R21、R20转变成电压信号得到，在灯丝加热回路电流不超过上限值时，第二误差放大器不参与驱动波形占空比控制；④脉冲X射线间隔时期：第四开关（K4）闭合、第五开关（K5）断开、第六开关（K6）断开、第七开关（K7）断开，第四隔离控制光偶PC1B关断，管电流设定值经过第二十六电阻R26连接到第二电压跟随器（IC19B）正向输入5脚输入到第二脉宽调制芯片（IC2）的2脚第一误差放大器的负向输入端，X射线管管电流模拟值输入第二脉宽调制芯片（IC2）的1脚，这样由第一误差放大器负向输入端2脚输入的射线管管电流设定值和第一误差放大器正向输入端1脚输入的X射线管管电流模拟值形成闭环控制驱动占空比，由第二脉宽调制芯片（IC2）14脚参考电压通过电阻R13、R14分压得到一个合适电平给4脚得到一个合适的死区设定时间，由第二脉宽调制芯片（IC2）14脚参考电压通过电阻R23、R24、R25和R16分压得到一个合适加热回路电流上限值电平给第二误差放大器负向输入端15脚，作为灯丝加热回路电流上限值；第二误差放大器正向输入端16脚电压由灯丝加热电流反馈值经过R21、R20转变成电压信号得到，在灯丝加热回路电流不超过上限值时，第二误差放大器不参与驱动波形占空比控制；⑤关断时期：第四开关（K4）断开、第五开关（K5）闭合、第六开关（K6）闭合、第七开关（K7）闭合，恢复上电初始状态，至此一个控制循环结束。

Images