CN108683342B - 一种多倍压整流装置、多倍压整流电路及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多倍压整流装置、多倍压整流电路及其控制方法，所述多倍压整流电路包括脉宽控制模块、推挽模块、变压器和倍压整流模块；由脉宽控制模块输出脉冲信号至推挽模块，并根据接收到的反馈电压调节脉冲信号的脉冲宽度；由推挽模块根据当前脉冲信号驱动变压器的初级电压升高，并耦合输出至变压器的次级，变压器将次级电压输出至倍压整流模块，由倍压整流模块对次级电压进行整流滤波后输出两路相同大小的直流电压至光管，并将直流电压反馈至脉宽控制模块，使直流电压升高至预设电压。本发明能输出两路相同大小的直流电压叠加后再输出至X射线源，驱动光管工作，使得X射线源两端的电压增大、功率增加，可有效提升X射线源探测时的精确度。

Description

一种多倍压整流装置、多倍压整流电路及其控制方法

技术领域

本发明涉及倍压整流技术领域，特别涉及一种多倍压整流装置、多倍压整流电路及其控制方法。

背景技术

倍压整流是获取直流高压的技术，其利用二极管的整流和导引作用，将电压分别贮存到电路中各自的电容上，按电动势极性相加的原理串联，从输出端取得直流高压。现有的用于X射线源的倍压整流电路通常为单倍压整流电路，由于元器件的耐压问题限制单个倍压整流输出电压较低，施加在光管的两端的电压和电流也较小，从而光管的功率没能达到更高。当X射线源用于探测厚度更大密度更高的物体时，如果光管的功率小，则探测物体就会显得模糊不清。另一方面，在现有的倍压整流电路中，高压取样电阻与电流取样电阻虽然共地，但有些不能直接取直流回路的电流而导致控制电路取样的电流并不是真实的电流值，根据取样的电流进行X管两端的电压与电流调节，导致经常出现误差。

因而现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种多倍压整流装置、多倍压整流电路及其控制方法，采用两路或多路对称的相对独立的倍压整流源串联组成的X射线驱动高压源，能输出两路相同大小的直流电压叠加后再输出至X射线源，驱动光管工作；该多倍压整流电路和多倍压整流装置不仅能进行电压与电流的采样，实现对X射线管的精准控制；而且使得X射线源两端的电压增大、功率增加，可有效提升X射线源探测时的精确度。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种多倍压整流电路，其与X射线源中的光管连接，其包括脉宽控制模块、推挽模块、变压器和倍压整流模块；由脉宽控制模块输出脉冲信号至推挽模块，并根据接收到的反馈电压调节所述脉冲信号的脉冲宽度；由推挽模块根据当前脉冲信号驱动变压器的初级电压升高，并耦合输出至变压器的次级，所述变压器将次级电压输出至倍压整流模块，由倍压整流模块对所述次级电压进行整流滤波后输出两路相同大小的直流电压至所述光管，并将所述直流电压反馈至脉宽控制模块，使所述直流电压升高至预设电压。

所述的多倍压整流电路中，所述推挽模块包括第一驱动单元和第二驱动单元，所述脉宽控制模块具体用于分别输出第一脉冲信号和第二脉冲信号至第一驱动单元和第二驱动单元，所述第一驱动单元和第二驱动单元分别根据所述第一脉冲信号和第二脉冲信号导通或关断，以驱动变压器的初级电压升高。

所述的多倍压整流电路中，所述倍压整流模块包括第一倍压整流单元和第二倍压整流单元，所述第一倍压整流单元和第二倍压整流单元分别对所述次级电压进行整流滤波后输出相同大小的直流电压至所述光管，并将所述直流电压反馈至脉宽控制模块，使所述直流电压升高至预设电压。

所述的多倍压整流电路中，所述第一驱动单元包括第一MOS管，所述第二驱动单元包括第二MOS管，所述第一MOS管的栅极连接所述脉宽控制模块，所述第一MOS管的漏极连接所述变压器的初级线圈的第1端，所述第一MOS管的源极接地；所述第二MOS管的栅极连接所述脉宽控制模块，所述第二MOS管的漏极连接所述变压器的初级线圈的第2端，所述第二MOS管的源极接地。

所述的多倍压整流电路中，所述脉宽控制模块包括PWM比较器、误差放大器、锯齿波发生器和基准电压源；由锯齿波发生器输出预设频率的脉冲信号至PWM比较器，由误差放大器接收倍压整流模块反馈的直流电压，并将所述直流电压与基准电压源输出的基准电压进行比较放大后输出至PWM比较器，所述PWM比较器根据比较结果调节所述脉冲信号的脉冲宽度。

所述的多倍压整流电路中，所述第一倍压整流单元包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第十一电容、第十二电容、第十三电容、第十四电容、第一整流二极管、第二整流二极管、第三整流二极管、第四整流二极管、第五整流二极管、第六整流二极管、第七整流二极管、第八整流二极管、第九整流二极管、第十整流二极管、第十一整流二极管、第十二整流二极管、第十三整流二极管、第十四整流二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻和第十四电阻；

所述第一电容的一端连接变压器的次级线圈的第1端和第一整流二极管的正极，所述第一电容的另一端连接第二电容的一端、第二整流二极管的负极和第三整流二极管的正极；所述第二电容的另一端连接第三电容的一端、第四整流二极管的负极和第五整流二极管的正极；所述第三电容的另一端连接第四电容的一端、第六整流二极管的负极和第七整流二极管的正极；所述第四电容的另一端连接第五电容的一端、第八整流二极管的负极和第九整流二极管的正极；所述第五电容的另一端连接第六电容的一端、第十整流二极管的负极和第十一整流二极管的正极；所述第六电容的另一端连接第七电容的一端、第十二整流二极管的负极和第十三整流二极管的正极；所述第七电容的另一端连接第十四整流二级的负极、第一电阻的一端和第九电阻的一端；所述第八电容的一端连接变压器的次级线圈的第2端和地，所述第八电容的另一端连接第九电容的一端、第一整流二极管的负极和第二整流二极管的正极；所述第九电容的另一端连接第十电容的一端、第三整流二极管的负极和第四整流二极管的正极；所述第十电容的另一端连接第十一电容的一端、第五整流二极管的负极和第六整流二极管的正极；所述第十一电容的另一端连接第十二电容的一端、第七整流二极管的负极和第八整流二极管的正极；所述第十二电容的另一端连接第十三电容的一端、第九整流二极管的负极和第十整流二极管的正极；所述第十三电容的另一端连接第十四电容的一端、第十一整流二极管的负极和第十二整流二极管的正极；所述第十四电容的另一端连接第十三整流二极管的负极和第十四整流二极管的正极；

所述第一电阻的另一端依次与第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻和第八电阻串联后接地，所述第九电阻的另一端依次与第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻和第十四电阻串联后连接所述光管的正极。

所述的多倍压整流电路中，所述第二倍压整流单元包括第十五电容、第十六电容、第十七电容、第十八电容、第十九电容、第二十电容、第二十一电容、第二十二电容、第二十三电容、第二十四电容、第二十五电容、第二十六电容、第二十七电容、第二十八电容、第十五整流二极管、第十六整流二极管、第十七整流二极管、第十八整流二极管、第十九整流二极管、第二十整流二极管、第二十一整流二极管、第二十二整流二极管、第二十三整流二极管、第二十四整流二极管、第二十五整流二极管、第二十六整流二极管、第二十七整流二极管、第二十八整流二极管、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻、第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻、第二十四电阻、第二十五电阻、第二十六电阻、第二十七电阻和第二十八电阻；

所述第十五电容的一端连接变压器的次级线圈的第3端和第十五整流二极管的负极，所述第十五电容的另一端连接第十六电容的一端、第十六整流二极管的正极和第十七整流二极管的负极；所述第十六电容的另一端连接第十七电容的一端、第十八整流二极管的正极和第十九整流二极管的负极；所述第十七电容的另一端连接第十八电容的一端、第二十整流二极管的正极和第二十一整流二极管的负极；所述第十八电容的另一端连接第十九电容的一端、第二十二整流二极管的正极和第二十三整流二极管的负极；所述第十九电容的另一端连接第二十电容的一端、第二十四整流二极管的正极和第二十五整流二极管的负极；所述第二十电容的另一端连接第二十一电容的一端、第二十六整流二极管的正极和第二十七整流二极管的负极；所述第二十一电容的另一端连接第十五电阻的一端、第二十三电阻的一端和第二十八整流二极管的正极；

所述第二十二电容的一端连接变压器的次级线圈的第4端，所述第二十二电容的另一端连接第二十三电容的一端、第十五整流二极管的正极和第十六整流二极管的负极；所述第二十三电容的另一端连接第二十四电容的一端、第十七整流二极管的正极和第十八整流二极管的负极；所述第二十四电容的另一端连接第二十五电容的一端、第十九整流二极管的正极和第二十整流二极管的负极；所述第二十五电容的另一端连接第二十六电容的一端、第二十一整流二极管的正极和第二十二整流二极管的负极；所述第二十六电容的另一端连接第二十七电容的一端、第二十三整流二极管的正极和第二十四整流二极管的负极；所述第二十七电容的另一端连接第二十八电容的一端、第二十五整流二极管的正极和第二十六整流二极管的负极；所述第二十八电容的另一端连接第二十七整流二极管的正极和第二十八整流二极管的负极；

所述第十五电阻的另一端依次与第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻、第二十一电阻和第二十二电阻串联后接地，所述第二十三电阻的另一端依次与第二十四电阻、第二十五电阻、第二十六电阻、第二十七电阻和第二十八电阻串联后连接所述光管的正极。

所述的多倍压整流电路中，所述倍压整流模块还包括电流采样电阻，所述电流采样电阻的一端连接变压器的次级线圈的第2端，所述电流采样电阻的另一端连接变压器的次级线圈的第3端和反馈电流输出端，所述电流采样电阻和第八电阻、第二十二电阻共同接地。

一种如上所述的多倍压整流电路的控制方法，其包括如下步骤：

由脉宽控制模块输出脉冲信号至推挽模块，并根据接收到的反馈电压调节所述脉冲信号的脉冲宽度；

由推挽模块根据当前脉冲信号驱动变压器的初级电压升高，并耦合输出至变压器的次级，所述变压器将次级电压输出至倍压整流模块；

由倍压整流模块对所述次级电压进行整流滤波后输出直流电压至所述光管，并将所述直流电压反馈至脉宽控制模块，使所述直流电压升高至预设电压。

一种多倍压整流装置，包括外壳，所述外壳内设置有PCB板，所述PCB板上设置有如上所述的多倍压整流电路。

相较于现有技术，本发明提供的多倍压整流装置、多倍压整流电路及其控制方法中，所述多倍压整流电路与X射线源中的光管连接，其包括脉宽控制模块、推挽模块、变压器和倍压整流模块；由脉宽控制模块输出脉冲信号至推挽模块，并根据接收到的反馈电压调节所述脉冲信号的脉冲宽度；由推挽模块根据当前脉冲信号驱动变压器的初级电压升高，并耦合输出至变压器的次级，所述变压器将次级电压输出至倍压整流模块，由倍压整流模块对所述次级电压进行整流滤波后输出两路相同大小的直流电压至所述光管，并将所述直流电压反馈至脉宽控制模块，使所述直流电压升高至预设电压。本发明采用两路或多路对称的相对独立的倍压整流源串联组成的X射线驱动高压源，能输出两路相同大小的直流电压叠加后再输出至X射线源，驱动光管工作；该多倍压整流电路和多倍压整流装置不仅能进行电压与电流的采样，实现对X射线管的精准控制；而且使得X射线源两端的电压增大、功率增加，可有效提升X射线源探测时的精确度。

附图说明

图1为本发明提供的多倍压整流电路的结构框图。

图2为本发明提供的多倍压整流电路中脉宽控制模块的结构框图。

图3为本发明提供的多倍压整流电路中倍压整流模块的电路图。

图4为本发明提供的多倍压整流电路的控制方法的流程图。

具体实施方式

鉴于现有技术中倍压整流电路输出的整流电压较低等缺点，本发明的目的在于提供一种多倍压整流装置、多倍压整流电路及其控制方法，采用两路或多路对称的相对独立的倍压整流源串联组成的X射线驱动高压源，能输出两路相同大小的直流电压叠加后再输出至X射线源，驱动光管工作；该多倍压整流电路和多倍压整流装置不仅能进行电压与电流的采样，实现对X射线管的精准控制；而且使得X射线源两端的电压增大、功率增加，可有效提升X射线源探测时的精确度。

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，本发明提供的多倍压整流电路与X射线源中的光管10连接，以驱动所述光管10工作，其包括脉宽控制模块11、推挽模块12、变压器13和倍压整流模块14，所述脉宽控制模块11连接推挽模块12，所述推挽模块12连接所述变压器13的初级线圈，所述倍压整流模块14连接所述变压器13的次级线圈和光管10的正极，所述光管10的负极接地。

通过脉宽控制模块11输出脉冲信号至推挽模块12，推挽模块12根据当前的脉冲信号驱动变压器13的初级电压升高，之后耦合输出至变压器13的次级，即变压器13的次级电压同样升高，之后所述变压器13将次级电压输出至倍压整流模块14，由倍压整流模块14对所述次级电压进行整流滤波后输出两路相同大小的直流电压，并将两路直流电压叠加输出至所述光管10，驱动所述光管10工作，实现多倍的直流电压输出，同时所述倍压整流模块14还将所述直流电压反馈至脉宽控制模块11，所述脉宽控制模块11根据接收到的反馈电压调节所述脉冲信号的脉冲宽度，进而调节倍压整流模块14输出的直流电压，使所述直流电压升高至预设电压，实现闭环反馈调节，得到稳定准确的直流电压，本发明采用两路或多路对称的相对独立的倍压整流源串联组成的X射线驱动高压源，能输出两路相同大小的直流电压叠加后再输出至X射线源，驱动光管工作；并且本发明可在光管两端正极或负极接串联高压取样电阻，在X射线源的电流直流回路中串接电流取样电阻，让高压取样电阻与X射线管电流取样电阻共地，这样可以直接从高压分压电阻与管直流电流流经的电阻准确取样并进行控制X射线管高压与管电流。该多倍压整流装置和多倍压整流电路不仅能进行电压与电流的采样，实现对X射线管的精准控制；而且使得X射线源两端的电压增大、功率增加，可有效提升X射线源探测时的精确度，使得X射线源能用于探测厚度更大、密度更高的物体，拓宽X射线源的适用范围。

具体地，所述推挽模块12包括第一驱动单元121和第二驱动单元122，所述第一驱动单元121连接所述脉宽控制模块11和变压器13的初级线圈的第1端，所述第二单元连接所述脉宽控制模块11和变压器13的初级线圈的第2端，其中，所述脉宽控制模块11具体用于分别输出第一脉冲信号Vp1和第二脉冲信号Vp2至第一驱动单元121和第二驱动单元122，所述第一驱动单元121和第二驱动单元122分别根据所述第一脉冲信号和第二脉冲信号导通或关断，以驱动变压器13的初级电压升高。具体来说，所述脉宽控制模块11输出两路脉冲信号，分别输出至第一驱动单元121和第二驱动单元122，且两路脉冲信号为一对相位相反信号，即当第一脉冲信号Vp1为高电平时第二脉冲信号Vp2为低电平，第一脉冲信号Vp1为低电平时第二脉冲信号Vp2为高电平，通过这两路相位相反的脉冲信号控制第一驱动单元121和第二驱动单元122交替导通，以驱动变压器13进行升压，使变压器13的初级电压升高，进而实现后续次级电压升高并整流滤波后施加到光管10上，本发明通过在脉宽控制器和变压器13之间加入推挽模块12，使得二者隔离，避免脉冲信号直接进入变压器13产生谐波干扰，提高电路工作的稳定性。

进一步地，所述倍压整流模块14包括第一倍压整流单元141和第二倍压整流单元142，所述第一倍压整流单元141连接所述变压器13的次级线圈和光管10，所述第二倍压整流单元142连接所述变压器13的次级线圈和光管10，所述变压器13将升压后的次级电压输出至第一倍压整流单元141和第二倍压整流单元142，所述第一倍压整流单元141和第二倍压整流单元142分别对所述次级电压进行整流滤波后输出相同大小的直流电压至所述光管10，并将所述直流电压反馈至脉宽控制模块11，通过所述脉宽控制模块11调节脉冲信号的宽度进而调节直流电压大小，使所述直流电压升高至预设电压。即通过第一倍压整流单元141和第二倍压整流单元142叠加输出双倍的直流电压至光管10以驱动所述光管10工作，具体所述第一倍压整流单元141和第二倍压整流单元142采用相同的倍压整流电路得到的稳定直流电压相互叠加，得到两倍的高压，由此X射线源两端的电压变成两倍，使得功率增加，有效提高了探测范围。

具体地，所述第一驱动单元121包括第一MOS管Q1，所述第二驱动单元122包括第二MOS管Q2，所述第一MOS管Q1的栅极连接所述脉宽控制模块11，所述第一MOS管Q1的漏极连接所述变压器13的初级线圈的第1端，所述第一MOS管Q1的源极接地；所述第二MOS管Q2的栅极连接所述脉宽控制模块11，所述第二MOS管Q2的漏极连接所述变压器13的初级线圈的第2端，所述第二MOS管Q2的源极接地，本实施例中，所述第一MOS管Q1和第二MOS管Q2均为P沟道MOS管，所述脉宽控制模块11分别输出第一脉冲信号Vp1和第二脉冲信号Vp2至第一MOS管Q1和第二MOS管Q2，两路脉冲信号为一对相位相反信号，当第一脉冲信号Vp1为高电平时第二脉冲信号Vp2为低电平，此时第一MOS管Q1导通，第二MOS管Q2截止；第一脉冲信号Vp1为低电平时第二脉冲信号Vp2为高电平，此时第一MOS管Q1截止，第二MOS关导通，实现第一MOS管Q1和第二MOS管Q2的交替导通，实现驱动变压器13升压的效果。

进一步地，请一并参阅图2，所述脉宽控制模块11包括PWM比较器111、误差放大器112、锯齿波发生器113和基准电压源114，所述PWM比较器111连接锯齿波发生器113和误差放大器112的输出端，所述误差放大器112的同相输入端连接基准电压源114，所述误差放大器112的反相输入端连接倍压整流模块14，由锯齿波发生器113输出预设频率的脉冲信号至PWM比较器111，由误差放大器112接收倍压整流模块14反馈的直流电压，并将所述直流电压与基准电压源114输出的基准电压进行比较放大后输出至PWM比较器111，所述PWM比较器111根据比较结果调节所述脉冲信号的脉冲宽度。本实施例中，从倍压整流模块14的输出直流电压与基准电压源114输出的基准电压在误差放大器112中进行比较放大，然后将其差值输出至PWM比较器111，通过锯齿波发生器113产生一个初始的预设频率的脉冲信号，将其输出至PWM比较器111根据当前比较结果进行反馈调制，当输入的直流电压下降时，与基准电压比较的差值增加，经放大后输入到PWM比较器111，则需要加宽锯齿波发生器113产生信号的脉冲宽度；当输入电压上升时，与基准电压比较的差值减小，经放大后输入到PWM比较器111，则需要减少锯齿波发生器113产生信号的脉冲宽度，使得直流电压能稳定输出为预设电压。

请一并参阅图3，本发明提供的多倍压整流电路中，所述第一倍压整流单元141和第二倍压整流单元142的电路结构完全相同，其输出的整流电压也相同，具体地，所述第一倍压整流单元141包括第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第十一电容C11、第十二电容C12、第十三电容C13、第十四电容C14、第一整流二极管CR1、第二整流二极管CR2、第三整流二极管CR3、第四整流二极管CR4、第五整流二极管CR5、第六整流二极管CR6、第七整流二极管CR7、第八整流二极管CR8、第九整流二极管CR9、第十整流二极管CR10、第十一整流二极管CR11、第十二整流二极管CR12、第十三整流二极管CR13、第十四整流二极管CR14、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13和第十四电阻R14。

所述第一电容C1的一端连接变压器13的次级线圈的第1端和第一整流二极管CR1的正极，所述第一电容C1的另一端连接第二电容C2的一端、第二整流二极管CR2的负极和第三整流二极管CR3的正极；所述第二电容C2的另一端连接第三电容C3的一端、第四整流二极管CR4的负极和第五整流二极管CR5的正极；所述第三电容C3的另一端连接第四电容C4的一端、第六整流二极管CR6的负极和第七整流二极管CR7的正极；所述第四电容C4的另一端连接第五电容C5的一端、第八整流二极管CR8的负极和第九整流二极管CR9的正极；所述第五电容C5的另一端连接第六电容C6的一端、第十整流二极管CR10的负极和第十一整流二极管CR11的正极；所述第六电容C6的另一端连接第七电容C7的一端、第十二整流二极管CR12的负极和第十三整流二极管CR13的正极；所述第七电容C7的另一端连接第十四整流二级的负极、第一电阻R1的一端和第九电阻R9的一端；所述第八电容C8的一端连接变压器13的次级线圈的第2端和地，所述第八电容C8的另一端连接第九电容C9的一端、第一整流二极管CR1的负极和第二整流二极管CR2的正极；所述第九电容C9的另一端连接第十电容C10的一端、第三整流二极管CR3的负极和第四整流二极管CR4的正极；所述第十电容C10的另一端连接第十一电容C11的一端、第五整流二极管CR5的负极和第六整流二极管CR6的正极；所述第十一电容C11的另一端连接第十二电容C12的一端、第七整流二极管CR7的负极和第八整流二极管CR8的正极；所述第十二电容C12的另一端连接第十三电容C13的一端、第九整流二极管CR9的负极和第十整流二极管CR10的正极；所述第十三电容C13的另一端连接第十四电容C14的一端、第十一整流二极管CR11的负极和第十二整流二极管CR12的正极；所述第十四电容C14的另一端连接第十三整流二极管CR13的负极和第十四整流二极管CR14的正极。

所述第一电阻R1的另一端依次与第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7和第八电阻R8串联后接地，所述第九电阻R9的另一端依次与第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13和第十四电阻R14串联后连接所述光管10的正极。

本实施例中，所述第一电阻R1至第七电阻R7为高压分压电阻，所述第八电阻R8为高压采样电阻，所述第九电阻R9至第十四电阻R14为限流电阻，所述第一电容C1至第十四电容C14在电路中充电和放电，主要起滤波作用，通过第一整流二极管CR1至第十四整流二极管CR14的整流和导引作用，将电压分别贮存到电路中各自的电容上，按电动势极性相加的原理串联，从而在输出端取得直流采样电压，其中第一电压输出端VF1从第七电阻R7和第八电阻R8的中点引出，从而实现直流电压输出。

所述第二倍压整流单元142包括第十五电容C15、第十六电容C16、第十七电容C17、第十八电容C18、第十九电容C19、第二十电容C20、第二十一电容C21、第二十二电容C22、第二十三电容C23、第二十四电容C24、第二十五电容C25、第二十六电容C26、第二十七电容C27、第二十八电容C28、第十五整流二极管CR15、第十六整流二极管CR16、第十七整流二极管CR17、第十八整流二极管CR18、第十九整流二极管CR19、第二十整流二极管CR20、第二十一整流二极管CR21、第二十二整流二极管CR22、第二十三整流二极管CR23、第二十四整流二极管CR24、第二十五整流二极管CR25、第二十六整流二极管CR26、第二十七整流二极管CR27、第二十八整流二极管CR28、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第二十四电阻R24、第二十五电阻R25、第二十六电阻R26、第二十七电阻R27和第二十八电阻R28。

所述第十五电容C15的一端连接变压器13的次级线圈的第3端和第十五整流二极管CR15的负极，所述第十五电容C15的另一端连接第十六电容C16的一端、第十六整流二极管CR16的正极和第十七整流二极管CR17的负极；所述第十六电容C16的另一端连接第十七电容C17的一端、第十八整流二极管CR18的正极和第十九整流二极管CR19的负极；所述第十七电容C17的另一端连接第十八电容C18的一端、第二十整流二极管CR20的正极和第二十一整流二极管CR21的负极；所述第十八电容C18的另一端连接第十九电容C19的一端、第二十二整流二极管CR22的正极和第二十三整流二极管CR23的负极；所述第十九电容C19的另一端连接第二十电容C20的一端、第二十四整流二极管CR24的正极和第二十五整流二极管CR25的负极；所述第二十电容C20的另一端连接第二十一电容C21的一端、第二十六整流二极管CR26的正极和第二十七整流二极管CR27的负极；所述第二十一电容C21的另一端连接第十五电阻R15的一端、第二十三电阻R23的一端和第二十八整流二极管CR28的正极。

所述第二十二电容C22的一端连接变压器13的次级线圈的第4端，所述第二十二电容C22的另一端连接第二十三电容C23的一端、第十五整流二极管CR15的正极和第十六整流二极管CR16的负极；所述第二十三电容C23的另一端连接第二十四电容C24的一端、第十七整流二极管CR17的正极和第十八整流二极管CR18的负极；所述第二十四电容C24的另一端连接第二十五电容C25的一端、第十九整流二极管CR19的正极和第二十整流二极管CR20的负极；所述第二十五电容C25的另一端连接第二十六电容C26的一端、第二十一整流二极管CR21的正极和第二十二整流二极管CR22的负极；所述第二十六电容C26的另一端连接第二十七电容C27的一端、第二十三整流二极管CR23的正极和第二十四整流二极管CR24的负极；所述第二十七电容C27的另一端连接第二十八电容C28的一端、第二十五整流二极管CR25的正极和第二十六整流二极管CR26的负极；所述第二十八电容C28的另一端连接第二十七整流二极管CR27的正极和第二十八整流二极管CR28的负极。

所述第十五电阻R15的另一端依次与第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第二十一电阻R21和第二十二电阻R22串联后接地，所述第二十三电阻R23的另一端依次与第二十四电阻R24、第二十五电阻R25、第二十六电阻R26、第二十七电阻R27和第二十八电阻R28串联后连接所述光管10的正极。

本实施例中，所述第十五电阻R15至第二十一电阻R21为高压分压电阻，所述第二十二电阻R22为高压采样电阻，所述第二十三电阻R23至第二十八电阻R28为限流电阻，所述第十五电容C15至第二十八电容C28在电路中充电和放电，主要起滤波作用，通过第十五整流二极管CR15至第二十八整流二极管CR28的整流和导引作用，将电压分别贮存到电路中各自的电容上，按电动势极性相加的原理串联，从而在输出端取得直流采样电压，其中第二电压输出端VF2从第二十一电阻R21和第二十二电阻R22的中点引出，从而实现直流采样电压输出，且第八电阻R8和第二十二电阻R22共地。

进一步地，所述倍压整流模块14还包括电流采样电阻Rs，实现实际工作电流的测量，所述电流采样电阻Rs的一端连接变压器13的次级线圈的第2端，所述电流采样电阻Rs的另一端连接变压器13的次级线圈的第3端和反馈电流输出端，所述电流采样电阻Rs与第八电阻R8、第二十二电阻R22共地。

相应地，本发明还提供一种多倍压整流电路的控制方法，如图4所示，所述多倍压整流电路的控制方法包括如下步骤：

S100、由脉宽控制模块输出脉冲信号至推挽模块，并根据接收到的反馈电压调节所述脉冲信号的脉冲宽度；

S200、由推挽模块根据当前脉冲信号驱动变压器的初级电压升高，并耦合输出至变压器的次级，所述变压器将次级电压输出至倍压整流模块；

S300、由倍压整流模块对所述次级电压进行整流滤波后输出直流电压至所述光管，并将所述直流电压反馈至脉宽控制模块，使所述直流电压升高至预设电压。

本发明还相应提供一种多倍压整流装置，包括外壳，所述外壳内设置有PCB板，所述PCB板上设置有如上所述的多倍压整流电路，由于上文已对所述多倍压整流电路进行了详细介绍，此处不再详述。

综上所述，本发明提供的多倍压整流装置、多倍压整流电路及其控制方法中，所述多倍压整流电路与X射线源中的光管连接，其包括脉宽控制模块、推挽模块、变压器和倍压整流模块；由脉宽控制模块输出脉冲信号至推挽模块，并根据接收到的反馈电压调节所述脉冲信号的脉冲宽度；由推挽模块根据当前脉冲信号驱动变压器的初级电压升高，并耦合输出至变压器的次级，所述变压器将次级电压输出至倍压整流模块，由倍压整流模块对所述次级电压进行整流滤波后输出两路相同大小的直流电压至所述光管，并将所述直流电压反馈至脉宽控制模块，使所述直流电压升高至预设电压。本发明采用两路或多路对称的相对独立的倍压整流源串联组成的X射线驱动高压源，能输出两路相同大小的直流电压叠加后再输出至X射线源，驱动光管工作；并让高压取样电阻与X射线管电流取样共地，这样可以直接从高压分压电阻与管直流电流流经的电阻准确取样并进行控制X射线管高压与管电流。该多倍压整流电路和多倍压整流装置不仅能进行电压与电流的采样，实现对X射线管的精准控制；而且使得X射线源两端的电压增大、功率增加，可有效提升X射线源探测时的精确度，使得X射线源能用于探测厚度更大、密度更高的物体，拓宽X射线源的适用范围。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种多倍压整流电路，其与X射线源中的光管连接，其特征在于，包括脉宽控制模块、推挽模块、变压器和倍压整流模块；由脉宽控制模块输出脉冲信号至推挽模块，并根据接收到的反馈电压调节所述脉冲信号的脉冲宽度；由推挽模块根据当前脉冲信号驱动变压器的初级电压升高，并耦合输出至变压器的次级，所述变压器将次级电压输出至倍压整流模块，由倍压整流模块对所述次级电压进行整流滤波后输出两路相同大小的直流电压至所述光管；所述倍压整流模块包括第一倍压整流单元和第二倍压整流单元，所述第一倍压整流单元和第二倍压整流单元分别对所述次级电压进行整流滤波后输出相同大小的直流电压至所述光管，并将所述直流电压反馈至脉宽控制模块，使所述直流电压升高至预设电压；

所述第一倍压整流单元包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第十一电容、第十二电容、第十三电容、第十四电容、第一整流二极管、第二整流二极管、第三整流二极管、第四整流二极管、第五整流二极管、第六整流二极管、第七整流二极管、第八整流二极管、第九整流二极管、第十整流二极管、第十一整流二极管、第十二整流二极管、第十三整流二极管、第十四整流二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻和第十四电阻；

所述第一电容的一端连接变压器的次级线圈的第1端和第一整流二极管的正极，所述第一电容的另一端连接第二电容的一端、第二整流二极管的负极和第三整流二极管的正极；所述第二电容的另一端连接第三电容的一端、第四整流二极管的负极和第五整流二极管的正极；所述第三电容的另一端连接第四电容的一端、第六整流二极管的负极和第七整流二极管的正极；所述第四电容的另一端连接第五电容的一端、第八整流二极管的负极和第九整流二极管的正极；所述第五电容的另一端连接第六电容的一端、第十整流二极管的负极和第十一整流二极管的正极；所述第六电容的另一端连接第七电容的一端、第十二整流二极管的负极和第十三整流二极管的正极；所述第七电容的另一端连接第十四整流二级的负极、第一电阻的一端和第九电阻的一端；所述第八电容的一端连接变压器的次级线圈的第2端和地，所述第八电容的另一端连接第九电容的一端、第一整流二极管的负极和第二整流二极管的正极；所述第九电容的另一端连接第十电容的一端、第三整流二极管的负极和第四整流二极管的正极；所述第十电容的另一端连接第十一电容的一端、第五整流二极管的负极和第六整流二极管的正极；所述第十一电容的另一端连接第十二电容的一端、第七整流二极管的负极和第八整流二极管的正极；所述第十二电容的另一端连接第十三电容的一端、第九整流二极管的负极和第十整流二极管的正极；所述第十三电容的另一端连接第十四电容的一端、第十一整流二极管的负极和第十二整流二极管的正极；所述第十四电容的另一端连接第十三整流二极管的负极和第十四整流二极管的正极；所述第一电阻的另一端依次与第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻和第八电阻串联后接地，所述第九电阻的另一端依次与第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻和第十四电阻串联后连接所述光管的正极；所述第一电阻R1至第七电阻R7为高压分压电阻，所述第八电阻R8为高压采样电阻，所述第九电阻R9至第十四电阻R14为限流电阻，所述第一电容C1至第十四电容C14在电路中充电和放电，主要起滤波作用，通过第一整流二极管CR1至第十四整流二极管CR14的整流和导引作用，将电压分别贮存到电路中各自的电容上，按电动势极性相加的原理串联，从而在输出端取得直流采样电压，其中第一电压输出端VF1从第七电阻R7和第八电阻R8的中点引出，从而实现直流电压输出；

所述推挽模块包括第一驱动单元和第二驱动单元，所述脉宽控制模块具体用于分别输出第一脉冲信号和第二脉冲信号至第一驱动单元和第二驱动单元，所述第一驱动单元和第二驱动单元分别根据所述第一脉冲信号和第二脉冲信号导通或关断，以驱动变压器的初级电压升高；第一脉冲信号和第二脉冲信号为一对相位相反信号，即当第一脉冲信号Vp1为高电平时第二脉冲信号Vp2为低电平，第一脉冲信号Vp1为低电平时第二脉冲信号Vp2为高电平；所述倍压整流模块包括第一倍压整流单元和第二倍压整流单元，所述第一倍压整流单元和第二倍压整流单元分别对所述次级电压进行整流滤波后输出相同大小的直流电压至所述光管，并将所述直流电压反馈至脉宽控制模块，使所述直流电压升高至预设电压；

所述脉宽控制模块包括PWM比较器、误差放大器、锯齿波发生器和基准电压源；由锯齿波发生器输出预设频率的脉冲信号至PWM比较器，由误差放大器接收倍压整流模块反馈的直流电压，并将所述直流电压与基准电压源输出的基准电压进行比较放大后输出至PWM比较器，所述PWM比较器根据比较结果调节所述脉冲信号的脉冲宽度。

2.根据权利要求1所述的多倍压整流电路，其特征在于，所述第一驱动单元包括第一MOS管，所述第二驱动单元包括第二MOS管，所述第一MOS管的栅极连接所述脉宽控制模块，所述第一MOS管的漏极连接所述变压器的初级线圈的第1端，所述第一MOS管的源极接地；所述第二MOS管的栅极连接所述脉宽控制模块，所述第二MOS管的漏极连接所述变压器的初级线圈的第2端，所述第二MOS管的源极接地。

3.根据权利要求1所述的多倍压整流电路，其特征在于，所述第二倍压整流单元包括第十五电容、第十六电容、第十七电容、第十八电容、第十九电容、第二十电容、第二十一电容、第二十二电容、第二十三电容、第二十四电容、第二十五电容、第二十六电容、第二十七电容、第二十八电容、第十五整流二极管、第十六整流二极管、第十七整流二极管、第十八整流二极管、第十九整流二极管、第二十整流二极管、第二十一整流二极管、第二十二整流二极管、第二十三整流二极管、第二十四整流二极管、第二十五整流二极管、第二十六整流二极管、第二十七整流二极管、第二十八整流二极管、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻、第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻、第二十四电阻、第二十五电阻、第二十六电阻、第二十七电阻和第二十八电阻；

所述第十五电容的一端连接变压器的次级线圈的第3端和第十五整流二极管的负极，所述第十五电容的另一端连接第十六电容的一端、第十六整流二极管的正极和第十七整流二极管的负极；所述第十六电容的另一端连接第十七电容的一端、第十八整流二极管的正极和第十九整流二极管的负极；所述第十七电容的另一端连接第十八电容的一端、第二十整流二极管的正极和第二十一整流二极管的负极；所述第十八电容的另一端连接第十九电容的一端、第二十二整流二极管的正极和第二十三整流二极管的负极；所述第十九电容的另一端连接第二十电容的一端、第二十四整流二极管的正极和第二十五整流二极管的负极；所述第二十电容的另一端连接第二十一电容的一端、第二十六整流二极管的正极和第二十七整流二极管的负极；所述第二十一电容的另一端连接第十五电阻的一端、第二十三电阻的一端和第二十八整流二极管的正极；

所述第二十二电容的一端连接变压器的次级线圈的第4端，所述第二十二电容的另一端连接第二十三电容的一端、第十五整流二极管的正极和第十六整流二极管的负极；所述第二十三电容的另一端连接第二十四电容的一端、第十七整流二极管的正极和第十八整流二极管的负极；所述第二十四电容的另一端连接第二十五电容的一端、第十九整流二极管的正极和第二十整流二极管的负极；所述第二十五电容的另一端连接第二十六电容的一端、第二十一整流二极管的正极和第二十二整流二极管的负极；所述第二十六电容的另一端连接第二十七电容的一端、第二十三整流二极管的正极和第二十四整流二极管的负极；所述第二十七电容的另一端连接第二十八电容的一端、第二十五整流二极管的正极和第二十六整流二极管的负极；所述第二十八电容的另一端连接第二十七整流二极管的正极和第二十八整流二极管的负极；

所述第十五电阻的另一端依次与第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻、第二十一电阻和第二十二电阻串联后接地，所述第二十三电阻的另一端依次与第二十四电阻、第二十五电阻、第二十六电阻、第二十七电阻和第二十八电阻串联后连接所述光管的正极。

4.根据权利要求1所述的多倍压整流电路，其特征在于，所述倍压整流模块还包括电流采样电阻，所述电流采样电阻的一端连接变压器的次级线圈的第2端，所述电流采样电阻的另一端连接变压器的次级线圈的第3端和反馈电流输出端，所述电流采样电阻与第八电阻、第二十二电阻共同接地。

5.一种如权利要求1所述的多倍压整流电路的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

由脉宽控制模块输出脉冲信号至推挽模块，并根据接收到的反馈电压调节所述脉冲信号的脉冲宽度；

由推挽模块根据当前脉冲信号驱动变压器的初级电压升高，并耦合输出至变压器的次级，所述变压器将次级电压输出至倍压整流模块；

由倍压整流模块对所述次级电压进行整流滤波后输出直流电压至所述光管，并将所述直流电压反馈至脉宽控制模块，使所述直流电压升高至预设电压。

6.一种多倍压整流装置，包括外壳，所述外壳内设置有PCB板，其特征在于，所述PCB板上设置有如权利要求1-4任意一项所述的多倍压整流电路。