CN110381658A - 一种高压发生器的控制方法及装置、医疗仪器 - Google Patents

一种高压发生器的控制方法及装置、医疗仪器 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种高压发生器的控制方法及装置、医疗仪器。该高压发生器的控制方法包括：获取控制系统发出的球管空载状态的指令，关断管电流，并采用第一控制方式，得到所述高压发生器的第一调制量信息；和/或获取控制系统发出的球管工作状态的指令，开启管电流，并采用第二控制方式，得到所述高压发生器的第二调制量信息；控制将所述第一调制量信息或所述第二调制量信息输入给所述高压发生器；其中，所述第一控制方式和所述第二控制方式不同。与现有技术相比，本发明实施例抑制了剂量切换前后造成的高压发生器的电压波动。

Description

一种高压发生器的控制方法及装置、医疗仪器
技术领域
本发明实施例涉及控制技术领域，尤其涉及一种高压发生器的控制方法及装置、医疗仪器。
背景技术
数字减影血管造影(Digital Subtraction Angiography，DSA)系统通过将剂量脉冲成像结果与蒙片进行减影而获得血管图像的清晰显示，DSA是电子计算机与常规X线血管造影相结合的一种检查方法。DSA具有对比度分辨率高、检查时间短、造影剂用量少等优点，在血管疾患的临床诊断中，具有十分重要的意义。
在现有技术中，为了降低患者和医生受辐射剂量，并同时满足治疗诊断的连续可视性要求，需要DSA系统中的高压发生器和与高压发生器连接的球管根据系统指令，控制球管快速稳定地输出脉冲剂量。然而，现有的高压发生器的控制方法存在高压发生器在剂量切换前后输出电压波动的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种高压发生器的控制方法及装置、医疗仪器，以降低高压发生器在剂量切换前后输出电压的波动。
第一方面，本发明实施例提供了一种高压发生器的控制方法，该高压发生器的控制方法包括：
获取控制系统发出的球管空载状态的指令，关断管电流，并采用第一控制方式，得到所述高压发生器的第一调制量信息；
和/或
获取控制系统发出的球管工作状态的指令，开启管电流，并采用第二控制方式，得到所述高压发生器的第二调制量信息；
控制将所述第一调制量信息或所述第二调制量信息输入给所述高压发生器；
其中，所述第一控制方式和所述第二控制方式不同。
可选地，所述第一控制方式包括单闭环控制、多闭环控制和开环控制中的一种或多种，所述第二控制方式包括单闭环控制、多闭环控制和开环控制中的一种或多种。
可选地，高压发生器的控制方法还包括：
获取所述高压发生器的预设输出电压值和实际输出电压值；
所述第一控制方式包括单闭环控制；
所述采用第一控制方式，得到所述高压发生器的第一调制量信息，包括：根据所述预设输出电压值、所述实际输出电压值和所述单闭环控制方式，得到所述高压发生器的第一调制量信息；
所述第二控制方式包括多闭环控制；
所述采用第二控制方式，得到所述高压发生器的第二调制量信息，包括：获取所述高压发生器的实际状态量值，根据所述预设输出电压值、所述实际输出电压值、所述实际状态量值和所述多闭环控制方式，得到所述高压发生器的第二调制量信息。
可选地，高压发生器的控制方法还包括：
获取所述高压发生器的预设输出电压值、实际输出电压值、动态状态量值和动态调制量信息；
所述第二控制方式包括控制量前馈多闭环控制；
所述采用第二控制方式，得到所述高压发生器的第二调制量信息，包括：根据所述预设输出电压值、所述实际输出电压值、所述动态状态量值、所述动态调制量信息和控制量前馈多闭环控制方式，得到所述高压发生器的第二调制量信息。
可选地，所述动态状态量值包括前周期状态量参考值；所述动态调制量信息包括前周期调制量信息。
可选地，所述前周期状态量参考值包括：所述高压发生器的谐振元件电压值和电流值中的至少一种。
可选地，高压发生器的控制方法还包括：
获取所述高压发生器的预设输出电压值、实际输出电压值和所述球管的球管电流值；
所述第二控制方式包括电流前馈多闭环控制；
所述采用第二控制方式，得到所述高压发生器的第二调制量信息，包括：根据所述预设输出电压值、所述实际输出电压值、所述球管的球管电流值和电流前馈多闭环控制方式，得到所述高压发生器的第二调制量信息。
可选地，高压发生器的控制方法还包括：
获取所述高压发生器的预设输出电压值、实际输出电压值、实际状态量值、预设状态量值和预设调制量信息；
所述采用第二控制方式，得到所述高压发生器的调制量信息，包括：
若所述实际状态量值高于所述预设状态量值，则采用多闭环控制，根据所述预设输出电压值、所述实际输出电压值和所述多闭环控制方式，得到所述高压发生器的第二调制量信息；
否则，根据所述预设调制量信息采用开环控制方式，得到所述高压发生器的第二调制量信息。
可选地，高压发生器的控制方法还包括：
获取前周期调制量信息和前周期状态量值；
根据所述前周期调制量信息，得到所述预设调制量信息；
根据所述前周期状态量值，得到所述预设状态量值。
可选地，所述实际状态量值包括：所述高压发生器的谐振元件电压值或电流值、所述高压发生器的实际输出电压值或实际输出电流值中的至少一种。
可选地，在管电流关断之前，还包括：关闭所述高压发生器的开关管。
可选地，所述单闭环控制包括：
获取所述高压发生器的预设输出电压值、初始占空比信息和实际输出电压值；
根据所述预设输出电压值、所述初始占空比信息、所述实际输出电压值和单闭环控制方式，得到所述高压发生器的第一调制量信息；
或者，
获取所述高压发生器的预设输出电压值、初始边界频率信息和实际输出电压值；
根据所述预设输出电压值、所述初始边界频率信息，所述实际输出电压值和单闭环控制方式，得到所述高压发生器的第一调制量信息。
可选地，所述高压发生器包括功率开关管；
所述第一调制量信息包括：所述功率开关管的占空比信息、所述功率开关管的开关频率信息或者所述功率开关管的移相角信息；
所述第二调制量信息包括：所述功率开关管的占空比信息、所述功率开关管的开关频率信息或者所述功率开关管的移相角信息。
第二方面，本发明实施例还提供了一种高压发生器的控制装置，该高压发生器的控制装置包括：
第一调制量信息获取模块，用于获取控制系统发出的球管空载状态的指令，关断管电流，并采用第一控制方式，得到所述高压发生器的第一调制量信息；
第二调制量信息获取模块，用于获取控制系统发出的球管工作状态的指令，开启管电流，并采用第二控制方式，得到所述高压发生器的第二调制量信息；
调制量输入模块，用于控制将所述第一调制量信息或所述第二调制量信息输入给所述高压发生器；
其中，所述第一控制方式和所述第二控制方式不同。
第三方面，本发明实施例还提供了一种医疗仪器，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如本发明任意实施例所述的方法。
本发明实施例通过根据球管空载状态的指令和工作状态的指令，采用不同的控制方式，当由工作状态切换到空载状态时，采用第一控制方式，使控制系统立即响应，适应空载工作点，抑制了高压发生器的电压超调；当由空载状态切换到工作状态时，采用第二控制方式，控制系统从空状态载快速调整为工作状态，抑制了高压发生器的电压跌落，提升了切换至工作状态时的图像质量。因此，与现有技术相比，本发明实施例抑制了剂量切换前后造成的高压发生器的电压波动。
附图说明
图1为现有的一种高压发生器和球管的连接结构示意图；
图2为现有的一种高压发生器采用双闭环控制的输出波形示意图；
图3为本发明实施例提供的一种高压发生器的控制方法的流程示意图；
图4为本发明实施例提供的另一种高压发生器的控制方法的流程示意图；
图5为本发明实施例提供的一种单闭环控制的控制框图；
图6为本发明实施例提供的一种双闭环控制的控制框图；
图7为本发明实施例提供的又一种高压发生器的控制方法的流程示意图；
图8为本发明实施例提供的一种控制量前馈双闭环控制的控制框图；
图9为本发明实施例提供的又一种高压发生器的控制方法的流程示意图；
图10为本发明实施例提供的一种负载电流前馈多闭环控制的控制框图；
图11为本发明实施例提供的又一种高压发生器的控制方法的流程示意图；
图12为本发明实施例提供的一种控制量前馈自学习和负载电流前馈多闭环控制的控制框图；
图13为本发明实施例提供的又一种高压发生器的控制方法的流程示意图；
图14为本发明实施例提供的又一种高压发生器的控制方法的流程示意图；
图15为本发明实施例提供的一种高压发生器的控制装置的结构示意图；
图16为本发明实施例提供的一种双能CT的输出波形示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
正如背景技术所述，现有的高压发生器的控制方法存在高压发生器在剂量切换前后输出电压波动的问题。发明人研究发现，出现该问题的原因如下。
图1为现有的一种高压发生器和球管的连接结构示意图。参见图1，示例性地，高压发生器10输出至球管20的电压保持不变，球管栅极控制器30控制球管栅极阻断电子束来关断球管电流，从而控制球管输出剂量。
示例性地，高压发生器采用双闭环的控制方式。图2为现有的一种高压发生器采用双闭环控制的输出波形示意图。参见图2，波形110表示高压发生器输出至球管的电压kV的波形；波形120表示高压发生器的电压开启控制信号HV_ON的波形；波形130表示球管栅极控制器30获得的栅极控制信号Grid_ON的波形；波形140表示球管电流mA的波形，可同步反映剂量波形。
在T1时刻，栅极控制信号Grid_ON切换为高电平，球管电流mA快速关断，高压发生器由工作状态调整为空载状态。此时高压发生器无法立即响应，控制量仍保持在原工作点附近，无法适应空载状态工作点，因此导致电压kV超调，从而产生超调量kVovershoot。该超调量kVovershoot可能导致超过球管最大工作电压，从而降低球管寿命。在T2时刻，当栅极控制信号Grid_ON切换为低电平，球管电流mA快速重新建立，此时高压发生器需要从空载状态调整为工作状态。由于高压双闭环中的内环多为限流环，其控制带宽有限，影响了负载切换的响应速度，易在切换为工作状态后造成电压kV跌落，跌落量kVdrop。该跌落量kVdrop会改变射线能谱，从而影响图像质量。因此，现有的高压发生器的控制方法存在高压发生器在剂量切换前后输出电压波动的问题。
有鉴于此，本发明实施例提供了一种高压发生器的控制方法。本发明实施例提供的高压发生器的控制方法可以由高压发生器的控制装置执行，所述装置由硬件和/或软件实现。图3为本发明实施例提供的一种高压发生器的控制方法的流程示意图。参见图3，该高压发生器的控制方法包括以下步骤。
S110、获取控制系统发出的球管空载状态的指令，关断管电流，并采用第一控制方式，得到高压发生器的第一调制量信息；和/或，获取控制系统发出的球管工作状态的指令，开启管电流，并采用第二控制方式，得到高压发生器的第二调制量信息。
其中，球管空载状态的指令是指关断球管电流mA的指令，球管工作状态的指令是指开启球管电流mA的指令。关断管电流和开启管电流的方式例如可以是，高压发生器输出的电压维持不变，球管栅极控制器控制球管栅极阻断电子束可以关断管电流，相应地，球管栅极控制器控制球管栅极启动电子束可以开启管电流，该控制方式由于栅极的快速控制可以实现剂量沿快速变化。
第一控制方式包括单闭环控制、多闭环控制和开环控制中的一种或多种。第二控制方式包括单闭环控制、多闭环控制和开环控制中的一种或多种。第一控制方式和第二控制方式不同，第一控制方式相比于第二控制方式更适用于球管空载状态，第二控制方式相比于第一控制方式更适用于球管工作状态。
S120、控制将第一调制量信息或第二调制量信息输入给高压发生器。
其中，高压发生器包括多个功率开关管，通过调节多个功率开关管的开通和关断，可以控制高压发生器的输出状态。对功率开关管的开通和关断的控制包括功率开关管的占空比信息、功率开关管的开关频率信息或者功率开关管的移相角信息等。那么，第一调制量信息包括：功率开关管的占空比信息、功率开关管的开关频率信息或者功率开关管的移相角信息。第二调制量信息包括：功率开关管的占空比信息、功率开关管的开关频率信息或者功率开关管的移相角信息。
本发明实施例通过根据球管空载状态的指令和工作状态的指令，采用不同的控制方式，当由工作状态切换到空载状态时，采用第一控制方式，使控制系统立即响应，适应空载工作点，抑制了高压发生器的电压超调；当空载状态切换到工作状态，采用第二控制方式，控制系统从空状态载快速调整为工作状态，抑制了高压发生器的电压跌落，提升了切换至工作状态时的图像质量。因此，与现有技术相比，本发明实施例抑制了剂量切换前后造成的高压发生器的电压波动。
图4为本发明实施例提供的另一种高压发生器的控制方法的流程示意图。参见图4，在上述各实施例的基础上，可选地，第一控制方式包括单闭环控制，第二控制方式包括多闭环控制。示例性地，高压发生器的控制方法包括以下步骤：
S210、判断是否接收到控制系统发出的球管空载状态指令。
S220、若是，关断管电流，并采用单闭环控制，得到高压发生器的第一调制量信息。
其中，单闭环控制根据获取到的预设输出电压值、实际输出电压值，得到高压发生器的第一调制量信息。图5为本发明实施例提供的一种单闭环控制的控制框图。参见图5，示例性地，在单闭环控制中，预设输出电压值(即电压设定kV_ref)和实际输出电压值(即电压反馈kV_fd)形成电压误差kV_Err，经过kV控制器产生调制量D/F，该调制量信息被设定为第一调制量信息。该调制量D/F调节功率回路工作的状态，实现kV稳定工作。单闭环控制直接对输出的电压误差kV_Err进行调制，因此控制系统动态响应较快。
S230、若否，判断是否接收到控制系统发出的球管工作状态指令。
S240、若是，开启管电流，并采用多闭环控制，得到高压发生器的第二调制量信息。
其中，多闭环控制根据获取到的预设输出电压值、实际输出电压值、实际状态量值，得到高压发生器的第二调制量信息。实际状态量值的数量可以根据多闭环控制中控制环的数量确定。若为双闭环控制，实际状态量值的数量为一个，该实际状态量值例如可以为谐振腔电流值。图6为本发明实施例提供的一种双闭环控制的控制框图。参见图6，示例性地，在双闭环控制中，外环为kV环，内环为谐振腔电流环。预设输出电压值(即电压设定kV_ref)与实际输出电压值(即电压反馈kV_fd)形成的电压误差kV_Err经过kV控制器生成内环指令值Ir_ref。内环指令值Ir_ref与实际状态量值(即内环反馈Ir_fd)形成内环误差Ir_Err，内环误差Ir_Err通过内环的电流控制器生成调制量D/F，该调制量信息被设定为第二调制量信息。该调制量D/F调节功率回路工作状态，实现电压稳定工作。
功率回路包括逆变器和倍增器，逆变器中的功率开关管有电流限额，逆变器的谐振元件有电流、电压限额，与单闭环控制只以电压为目标相比，双闭环控制的内环指令值Ir_ref可以对功率开关管的电流限额和逆变器的谐振元件进行电流、电压限额，谐振腔电流环具有限幅性质，从而有利于实现对功率回路的保护。
本发明实施例通过根据球管空载状态的指令采用单闭环控制，无需使用谐振腔电流环，从而提高了系统响应速度，kV环输出控制量直接作用于逆变器控制，快速跟踪电流关断过程的负载变化，适应空载状态工作点，抑制kV超调；通过根据球管工作状态的指令采用多闭环控制，重新加入的谐振腔电流环限制由空载状态到工作状态快速变化时的动态电流，从而避免开关管的过流运行。另外，由于空载状态下的电流值极低，电流采样精度降低，空载状态下采用单闭环控制避免了对内环电流极低数字量的采样，消除了内环采样造成的不稳定和电流控制器受到的扰动干扰，维持此时电压稳定输出，有利于保持球管两端电压在最大工作电压范围内。
图7为本发明实施例提供的又一种高压发生器的控制方法的流程示意图。参见图7，在上述各实施例的基础上，可选地，第一控制方式包括单闭环控制，第二控制方式包括控制量前馈多闭环控制。示例性地，高压发生器的控制方法包括以下步骤：
S310、判断是否接收到控制系统发出的球管空载状态指令。
S320、若是，关断管电流，并采用单闭环控制，得到高压发生器的第一调制量信息。
S330、若否，判断是否接收到控制系统发出的球管工作状态指令。
S340、若是，开启管电流，并采用控制量前馈多闭环控制，得到高压发生器的第二调制量信息。
其中，控制量前馈多闭环控制根据获取到的预设输出电压值、实际输出电压值和实际状态量值，得到高压发生器的第二调制量信息。
图8为本发明实施例提供的一种控制量前馈双闭环控制的控制框图。参见图8，示例性地，在控制量前馈双闭环控制中，外环为电压环，内环为谐振腔电流环。预设输出电压值(即电压设定kV_ref)与实际输出电压值(即电压反馈kV_fd)形成的电压误差kV_Err经过kV控制器生成内环指令值Ir_ref。内环指令值Ir_ref、实际状态量值(即内环反馈Ir_fd)和动态状态量值(内环指令前馈量值Ir_fw)形成内环误差Ir_Err，内环误差Ir_Err通过内环的电流控制器生成基本调制量D/F_base，基本调制量信息D/F_base、和动态调制量信息(前馈调制量值D/F_fw)形成调制量D/F，该调制量信息被设定为第二调制量信息。本发明实施例引入控制量前馈，可以提高闭环控制带宽，从而实现电压的稳定工作。
图9为本发明实施例提供的又一种高压发生器的控制方法的流程示意图。参见图9，在上述各实施例的基础上，可选地，第一控制方式包括单闭环控制，第二控制方式包括负载电流前馈多闭环控制。示例性地，高压发生器的控制方法包括以下步骤：
S410、判断是否接收到控制系统发出的球管空载状态指令。
S420、若是，关断管电流，并采用单闭环控制，得到高压发生器的第一调制量信息。
S430、若否，判断是否接收到控制系统发出的球管工作状态指令。
S440、若是，开启管电流，并采用负载电流前馈多闭环控制，得到高压发生器的第二调制量信息。
其中，负载电流前馈多闭环控制根据获取到的预设输出电压值、实际输出电压值、实际状态量值和负载电流前馈值，得到高压发生器的第二调制量信息。
图10为本发明实施例提供的一种负载电流前馈多闭环控制的控制框图。参见图10，示例性地，在负载电流前馈双闭环控制中，外环为电压环，内环为谐振腔电流环。预设输出电压值(即电压设定kV_ref)与实际输出电压值(即电压反馈kV_fd)形成的电压误差kV_Err经过kV控制器生成内环指令值Ir_ref。内环指令值Ir_ref与实际状态量值(即内环反馈Ir_fd)形成内环误差Ir_Err，内环误差Ir_Err通过内环的电流控制器生成基本调制量信息D/F_base。负载电流量值(即球管电流反馈mA_fd)经过电流前馈控制器生成动态调制量D/F_offset，基本调制量信息D/F_base和前馈调制量D/F_offset形成调制量D/F，该调制量信息被设定为第二调制量信息。
本发明实施例引入负载电流前馈，提高了负载调整率，有利于提升双闭环控制的响应速度，从而避免负载快速变化带来的电压跌落。
图11为本发明实施例提供的又一种高压发生器的控制方法的流程示意图。参见图11，在上述各实施例的基础上，可选地，第二控制方式包括控制量前馈自学习和负载电流前馈多闭环控制。示例性地，高压发生器的控制方法包括以下步骤：
S510、判断是否接收到控制系统发出的球管空载状态指令。
S520、若是，关断管电流，并采用单闭环控制，得到高压发生器的第一调制量信息。
S530、若否，判断是否接收到控制系统发出的球管工作状态指令。
S540、若是，开启管电流，并采用控制量前馈自学习和负载电流前馈多闭环控制，得到高压发生器的第二调制量信息。
其中，控制量前馈自学习和负载电流前馈多闭环控制根据获取到的预设输出电压值、实际输出电压值、实际状态量值、负载电流值、动态状态量值和动态调制量信息，得到高压发生器的第二调制量信息。动态状态量值包括前周期状态量参考值；动态调制量信息包括前周期调制量信息。其中，前周期状态量参考值包括：高压发生器的谐振元件电压值和电流值中的至少一种。
图12为本发明实施例提供的一种控制量前馈自学习和负载电流前馈多闭环控制的控制框图。参见图12，示例性地，在控制量前馈自学习和负载电流前馈双闭环控制中，外环为电压环，内环为谐振腔电流环。预设输出电压值(即电压设定kV_ref)与实际输出电压值(即电压反馈kV_fd)形成电压误差kV_Err，电压误差kV_Err经过kV控制器生成内环指令值Ir_ref。内环指令值Ir_ref、实际状态量值(即内环反馈Ir_fd)和动态状态量值(即前周期电流指令Ir_before)形成的内环误差Ir_Err通过内环的电流控制器生成基本调制量信息D/F_base。球管电流值(即球管电流反馈mA_fd)经过电流前馈控制器生成负载电流前馈调制量D/F_offset，基本调制量信息D/F_base、负载电流前馈调制量D/F_offset和动态调制量信息(即前周期调制量信息D/F_before)形成调制量D/F，该调制量信息被设定为第二调制量信息。
本发明实施例设置第二控制方式包括控制量前馈自学习和负载电流前馈多闭环控制，可以采用动态状态量值和动态调制量信息对控制量进行调整，作为当前周期双闭环的初始基准值，有利于单闭环控制到双闭环控制的平滑切换。该方法提高了双闭环控制的控制域度，同时自学习的方法不断改进控制效果，有利于避免母线电压等波动带来的低频扰动。
图13为本发明实施例提供的又一种高压发生器的控制方法的流程示意图。参见图13，在上述各实施例的基础上，可选地，第二控制方式包括短时开环与多闭环控制相结合的控制方式。示例性地，高压发生器的控制方法包括以下步骤：
S610、判断是否接收到控制系统发出的球管空载状态指令。
S620、若是，关断管电流，并采用单闭环控制，得到高压发生器的第一调制量信息。
S630、若否，判断是否接收到控制系统发出的球管工作状态指令。
S640、若是，开启管电流，并判断实际状态量值是否高于预设状态量值。
其中，实际状态量值包括：高压发生器的谐振元件电压值或电流值、高压发生器的实际输出电压值或实际输出电流值中的至少一种。预设状态量值可以根据获取到的前周期状态量值得到，预设状态量值例如可以是前周期状态量值的函数。可选地，实际状态量值为内环反馈Ir_fd，预设状态量值为谐振腔电流指令Ir_Before的函数。
S650、若是，采用控制量前馈自学习和负载电流前馈多闭环控制，得到高压发生器的第二调制量信息。
S660、若否，采用开环控制，采用高压发生器的预设调制量信息。
其中，预设调制量信息可以根据获取到的前周期调制量信息得到，预设调制量信息例如可以是前周期状态量值的函数。可选地，预设调制量信息为前周期调制量信息D/F_before的函数。
本发明实施例通过第二控制方式包括短时开环的多闭环控制，有利于进一步提升电流开启后的动态响应和系统稳定性。
需要说明的是，在上述实施例中示例性地示出了S650采用控制量前馈自学习和负载电流前馈多闭环控制，并非对本发明的限定，在其他实施例中，还可以根据需要设置S650采用控制量前馈自学习和负载电流前馈多闭环控制或多闭环控制，在实际应用中可以根据需要进行设定。
图14为本发明实施例提供的又一种高压发生器的控制方法的流程示意图。参见图14，在上述各实施例的基础上，可选地，在电流关断之前，还包括：关闭高压发生器的开关管。示例性地，高压发生器的控制方法包括以下步骤：
S710、判断是否接收到控制系统发出的球管空载状态指令。
S720、若是，判断电流是否关断完成。
其中，判断电流是否关断完成可以通过判断球管栅极是否启动完成来判断。若栅极启动完成，则电流关断完成；若栅极未启动完成，则电流未关断完成。
S730、若是，采用单闭环控制，得到高压发生器的第一调制量信息。
S740、若否，关闭高压发生器的开关管。
其中，关闭高压发生器的开关管后，前级电路的能量不会通过高压发生器输入到球管，相当于切断了球管电压升高的来源，确保球管不会过电压运行。
S750、判断是否接收到控制系统发出的球管工作状态指令。
S760、若是，开启管电流，并判断实际状态量值是否高于预设状态量值。
S770、若是，采用控制量反馈自学习和负载电流前馈多闭环控制，得到高压发生器的第二调制量信息。
S780、若否，采用开环控制，采用高压发生器的预设调制量信息。
本发明实施例通过在管电流关断之前，关闭高压发生器的开关管的控制方式适用于更快速栅极变化(数us至数十us量级)的剂量切换。由于空载所需能量极低，本发明实施例这样设置有利于消除球管电流mA关断时的电压超调，从而确保球管不会过电压运行。
继续参见图14，在上述各实施例的基础上，可选地，在曝光开始之后，还包括S790、采用双闭环控制，得到高压发生器的调制量信息。本发明实施例在曝光启动后采用双闭环控制，有利于在kV初始建立期快速平稳上升。
在上述各实施例的基础上，可选地，单闭环控制包括：获取高压发生器的预设输出电压值、初始占空比信息和实际输出电压值；根据预设输出电压值、初始占空比信息、实际输出电压值和单闭环控制方式，得到高压发生器的第一调制量信息。
本发明实施例还提供了一种高压发生器的控制装置。图15为本发明实施例提供的一种高压发生器的控制装置的结构示意图。参见图15，该高压发生器的控制装置包括：第一调制量信息获取模块810、第二调制量信息获取模块820和调制量输入模块830。第一调制量信息获取模块810，用于获取控制系统发出的球管空载状态的指令，关断管电流，并采用第一控制方式，得到高压发生器的第一调制量信息。第二调制量信息获取模块820，用于获取控制系统发出的球管工作状态的指令，开启管电流，并采用第二控制方式，得到高压发生器的第二调制量信息。调制量输入模块830，用于控制将第一调制量信息或第二调制量信息输入给高压发生器。其中，第一控制方式和第二控制方式不同。该控制装置可执行本发明任意实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
本发明实施例还提供了一种医疗仪器。该医疗仪器例如可以是DSA系统、双能CT或稀疏采样CT。该医疗仪器包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现如本发明任意实施例所提供的方法。该医疗仪器可执行本发明任意实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
图16为本发明实施例提供的一种双能CT的输出波形示意图。参见图16，在上述各实施例的基础上，可选地，在不同的电压能级调节球管电流mA的输出时间。图16中示例性地，在高电压能级调节球管电流mA的输出时间T3，小于低电压能级时的球管电流mA的输出时间T4，从而维持高电压能级和低电压能级的平均剂量平衡。波形150表示球管输出平均剂量Dose_Avg的波形，其输出保持平稳，由此可见，本发明实施例这样设置，实现了在维持平均剂量平衡的前提下，实现了双能CT的控制。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (15)

1.一种高压发生器的控制方法，其特征在于，包括：
获取控制系统发出的球管空载状态的指令，关断管电流，并采用第一控制方式，得到所述高压发生器的第一调制量信息；
和/或
获取控制系统发出的球管工作状态的指令，开启管电流，并采用第二控制方式，得到所述高压发生器的第二调制量信息；
控制将所述第一调制量信息或所述第二调制量信息输入给所述高压发生器；
其中，所述第一控制方式和所述第二控制方式不同。
2.根据权利要求1所述的高压发生器的控制方法，其特征在于，所述第一控制方式包括单闭环控制、多闭环控制和开环控制中的一种或多种，所述第二控制方式包括单闭环控制、多闭环控制和开环控制中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的高压发生器的控制方法，其特征在于，还包括：
获取所述高压发生器的预设输出电压值和实际输出电压值；
所述第一控制方式包括单闭环控制；
所述采用第一控制方式，得到所述高压发生器的第一调制量信息，包括：根据所述预设输出电压值、所述实际输出电压值和所述单闭环控制方式，得到所述高压发生器的第一调制量信息；
所述第二控制方式包括多闭环控制；
所述采用第二控制方式，得到所述高压发生器的第二调制量信息，包括：获取所述高压发生器的实际状态量值，根据所述预设输出电压值、所述实际输出电压值、所述实际状态量值和所述多闭环控制方式，得到所述高压发生器的第二调制量信息。
4.根据权利要求2所述的高压发生器的控制方法，其特征在于，还包括：
获取所述高压发生器的预设输出电压值、实际输出电压值、动态状态量值和动态调制量信息；
所述第二控制方式包括控制量前馈多闭环控制；
所述采用第二控制方式，得到所述高压发生器的第二调制量信息，包括：根据所述预设输出电压值、所述实际输出电压值、所述动态状态量值、所述动态调制量信息和控制量前馈多闭环控制方式，得到所述高压发生器的第二调制量信息。
5.根据权利要求4所述的高压发生器的控制方法，其特征在于，
所述动态状态量值包括前周期状态量参考值；所述动态调制量信息包括前周期调制量信息。
6.根据权利要求5所述的高压发生器的控制方法，其特征在于，所述前周期状态量参考值包括：所述高压发生器的谐振元件电压值和电流值中的至少一种。
7.根据权利要求2所述的高压发生器的控制方法，其特征在于，还包括：
获取所述高压发生器的预设输出电压值、实际输出电压值和所述球管的球管电流值；
所述第二控制方式包括电流前馈多闭环控制；
所述采用第二控制方式，得到所述高压发生器的第二调制量信息，包括：根据所述预设输出电压值、所述实际输出电压值、所述球管的球管电流值和电流前馈多闭环控制方式，得到所述高压发生器的第二调制量信息。
8.根据权利要求2所述的高压发生器的控制方法，其特征在于，还包括：
获取所述高压发生器的预设输出电压值、实际输出电压值、实际状态量值、预设状态量值和预设调制量信息；
所述采用第二控制方式，得到所述高压发生器的调制量信息，包括：
若所述实际状态量值高于所述预设状态量值，则采用多闭环控制，根据所述预设输出电压值、所述实际输出电压值和所述多闭环控制方式，得到所述高压发生器的第二调制量信息；
否则，根据所述预设调制量信息采用开环控制方式，得到所述高压发生器的第二调制量信息。
9.根据权利要求8所述的高压发生器的控制方法，其特征在于，还包括：
获取前周期调制量信息和前周期状态量值；
根据所述前周期调制量信息，得到所述预设调制量信息；
根据所述前周期状态量值，得到所述预设状态量值。
10.根据权利要求9所述的高压发生器的控制方法，其特征在于，所述实际状态量值包括：所述高压发生器的谐振元件电压值或电流值、所述高压发生器的实际输出电压值或实际输出电流值中的至少一种。
11.根据权利要求1所述的高压发生器的控制方法，其特征在于，在管电流关断之前，还包括：
关闭所述高压发生器的开关管。
12.根据权利要求2所述的高压发生器的控制方法，其特征在于，所述单闭环控制包括：
获取所述高压发生器的预设输出电压值、初始占空比信息和实际输出电压值；
根据所述预设输出电压值、所述初始占空比信息、所述实际输出电压值和单闭环控制方式，得到所述高压发生器的第一调制量信息；
或者，
获取所述高压发生器的预设输出电压值、初始边界频率信息和实际输出电压值；
根据所述预设输出电压值、所述初始边界频率信息，所述实际输出电压值和单闭环控制方式，得到所述高压发生器的第一调制量信息。
13.根据权利要求1所述的高压发生器的控制方法，其特征在于，所述高压发生器包括功率开关管；
所述第一调制量信息包括：所述功率开关管的占空比信息、所述功率开关管的开关频率信息或者所述功率开关管的移相角信息；
所述第二调制量信息包括：所述功率开关管的占空比信息、所述功率开关管的开关频率信息或者所述功率开关管的移相角信息。
14.一种高压发生器的控制装置，其特征在于，包括：
第一调制量信息获取模块，用于获取控制系统发出的球管空载状态的指令，关断管电流，并采用第一控制方式，得到所述高压发生器的第一调制量信息；
第二调制量信息获取模块，用于获取控制系统发出的球管工作状态的指令，开启管电流，并采用第二控制方式，得到所述高压发生器的第二调制量信息；
调制量输入模块，用于控制将所述第一调制量信息或所述第二调制量信息输入给所述高压发生器；
其中，所述第一控制方式和所述第二控制方式不同。
15.一种医疗仪器，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-13中任一所述的方法。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4775992A (en) * 1986-09-19 1988-10-04 Picker International, Inc. Closed loop x-ray tube current control
CN1443033A (zh) * 2003-01-28 2003-09-17 沈阳东软数字医疗系统股份有限公司 X线机高压发生器微机控制调试方法
CN1937879A (zh) * 2006-08-14 2007-03-28 成都理工大学 数字式低功耗高精度高压发生器
CN101754560A (zh) * 2008-12-12 2010-06-23 东软飞利浦医疗设备系统有限责任公司 栅格调制装置
CN102056389A (zh) * 2009-11-02 2011-05-11 西门子公司 用于栅极控制的x射线管的电压稳定
CN103260327A (zh) * 2012-02-15 2013-08-21 南京普爱射线影像设备有限公司 用于栅控冷阴极x射线球管的管电流稳流装置
CN103414345A (zh) * 2013-08-27 2013-11-27 东北大学 一种用于x射线管的负高压直流集成电源及其控制方法
CN105979688A (zh) * 2016-07-01 2016-09-28 宁波伊士通技术股份有限公司 一种医用x射线高压发生器的控制电路及控制方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4775992A (en) * 1986-09-19 1988-10-04 Picker International, Inc. Closed loop x-ray tube current control
CN1443033A (zh) * 2003-01-28 2003-09-17 沈阳东软数字医疗系统股份有限公司 X线机高压发生器微机控制调试方法
CN1937879A (zh) * 2006-08-14 2007-03-28 成都理工大学 数字式低功耗高精度高压发生器
CN101754560A (zh) * 2008-12-12 2010-06-23 东软飞利浦医疗设备系统有限责任公司 栅格调制装置
CN102056389A (zh) * 2009-11-02 2011-05-11 西门子公司 用于栅极控制的x射线管的电压稳定
CN103260327A (zh) * 2012-02-15 2013-08-21 南京普爱射线影像设备有限公司 用于栅控冷阴极x射线球管的管电流稳流装置
CN103414345A (zh) * 2013-08-27 2013-11-27 东北大学 一种用于x射线管的负高压直流集成电源及其控制方法
CN105979688A (zh) * 2016-07-01 2016-09-28 宁波伊士通技术股份有限公司 一种医用x射线高压发生器的控制电路及控制方法

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