CN111511086A - 一种轻量化低压供电的x射线发生装置 - Google Patents

一种轻量化低压供电的x射线发生装置 Download PDF

Info

Publication number
CN111511086A
CN111511086A CN202010437057.3A CN202010437057A CN111511086A CN 111511086 A CN111511086 A CN 111511086A CN 202010437057 A CN202010437057 A CN 202010437057A CN 111511086 A CN111511086 A CN 111511086A
Authority
CN
China
Prior art keywords
circuit
conversion circuit
ray
oil tank
power supply
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010437057.3A
Other languages
English (en)
Inventor
李德来
苏树钿
刘庚辛
陈英怀
陈图森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shantou Institute of Ultrasonic Instruments Co Ltd
Original Assignee
Shantou Institute of Ultrasonic Instruments Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shantou Institute of Ultrasonic Instruments Co Ltd filed Critical Shantou Institute of Ultrasonic Instruments Co Ltd
Priority to CN202010437057.3A priority Critical patent/CN111511086A/zh
Publication of CN111511086A publication Critical patent/CN111511086A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05G—X-RAY TECHNIQUE
    • H05G1/00—X-ray apparatus involving X-ray tubes; Circuits therefor
    • H05G1/08—Electrical details
    • H05G1/26—Measuring, controlling or protecting
    • H05G1/30—Controlling
    • H05G1/32—Supply voltage of the X-ray apparatus or tube
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05G—X-RAY TECHNIQUE
    • H05G1/00—X-ray apparatus involving X-ray tubes; Circuits therefor
    • H05G1/08—Electrical details
    • H05G1/10—Power supply arrangements for feeding the X-ray tube

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • X-Ray Techniques (AREA)

Abstract

本发明涉及X射线检测技术领域，尤其涉及一种轻量化低压供电的X射线发生装置。一种轻量化低压供电的X射线发生装置，包括供电电路、X射线球管、灯丝变压器和油箱，供电电路包括控制电路、DC‑AC逆变电路、升压变压器、第一AC‑DC转换电路和第二AC‑DC转换电路，控制电路驱动连接DC‑AC逆变电路，DC‑AC逆变电路连接外部电源并输出连接至升压变压器，第一AC‑DC转换电路和第二AC‑DC转换电路为功能互相对称的电路且并联连接至升压变压器的输出端；X射线球管连接在第一AC‑DC转换电路的输出端和第二AC‑DC转换电路的输出端之间。通过采用一个升压变压器同时连接两个互相对称的AC‑DC转换电路对X射线球管进行供电，可以省去一个变压器，减轻设备的重量。

Description

一种轻量化低压供电的X射线发生装置
技术领域
本发明涉及X射线检测技术领域，尤其涉及一种轻量化低压供电的X射线发生装置。
背景技术
在X射线摄影时，X射线球管需要高电压才能激发产生X射线，而在低压供电的X射线发生装置的应用中，需要一系列电源转换器件将低压电源转换成X射线球管需要的高压电。在X射线发生装置中，DC-AC转换部件用于将直流转换为高频交流电，高压变压器将高频交流电转换成高压交流电，AC-DC转换部件将高压交流电转换为直流电，直流电提供给X射线管以产生X射线，传感器部件通过对射线管的管电压和管电流进行取样，反馈控制以提高X射线的质量。
DC-AC转换部件在将直流电转化成交流电的时候，由于器件存在内阻、工作电流大、开关频率高等的缘故，DC-AC转换部件会有大量的电力以转化成热量的形式损耗。同样的，高压变压器，AC-DC转换部件，X 射线管等器件也会产生大量的热量，器件处于高压的状态。
传统的X射线发生装置通过两个高压变压器和AC-DC转换部件来控制球管两端的绝对电势，以获得球管需要的相对压差，过高的绝对电势使的绝缘结构需要更高的绝缘能力，使绝缘结构的尺寸更大。为了迅速地吸收传导器件产生的热量和保证绝缘，各器件需安置在气密的充满油的油箱壳体内，并有绝缘材料结构提高绝缘性能。并且，各电源转换器件安装于油箱内，会增加油箱需要的体积，更大体积的油箱需要更多的油液，从而增加X射线发生装置的体积和重量,这些都使得设备难以做得轻量小型化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种轻量化低压供电的X射线发生装置，具体在于提供一种结构小巧轻便、可利用低压电源进行供电的X射线发生装置。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种轻量化低压供电的X射线发生装置，包括供电电路、X射线球管、灯丝变压器和油箱，供电电路包括控制电路、DC-AC逆变电路、升压变压器、第一AC-DC转换电路和第二AC-DC转换电路，控制电路驱动连接DC-AC逆变电路，DC-AC逆变电路连接外部电源并输出连接至升压变压器，第一AC-DC转换电路和第二AC-DC转换电路为功能互相对称的电路且并联连接至升压变压器的输出端；X射线球管连接在第一AC-DC转换电路的输出端和第二AC-DC转换电路的输出端之间。
具体的，第一AC-DC转换电路包括第一整流电路和第一倍压电路，第二AC-DC转换电路包括第二整流电路和第二倍压电路。
进一步的，供电电路还包括第一管电压传感电路和第二管电压传感电路，第一管电压传感电路将第一AC-DC转换电路的输出端的电压反馈至控制电路，第二管电压传感电路将第二AC-DC转换电路的输出端的电压反馈至控制电路。
具体的，升压变压器、X射线球管、灯丝变压器设置于油箱内。
进一步的，第一AC-DC转换电路和第二AC-DC转换电路设置于油箱内。
进一步的，第一AC-DC转换电路和第二AC-DC转换电路在油箱内分开对称排布。
进一步的，DC-AC逆变电路通过导热机构连接至油箱内的油液。
进一步的，导热机构包括导热座和与导热座一体连接的若干散热片，若干散热片设置于油箱内，导热座设置于油箱外，DC-AC逆变电路固定设置于导热座上。
在另一种方案中，第一AC-DC转换电路和第二AC-DC转换电路设置于油箱外。
本发明的优点在于：
1、通过采用一个升压变压器同时连接两个互相对称的AC-DC转换电路对X射线球管进行供电，可以省去一个变压器，减轻设备的重量；
2、使用两个互相对称的AC-DC转换电路并联在一个变压器上，可以提高加在X射线球管两端电压的对称性，由于球管的驱动电路是中点接地方式，加载在管电压两端的电压越是对称越能保证球管工作在最优状态，有利于X射线产生的控制；
3、将X射线球管两端的电压回馈至控制电路，可以根据工作过程实际的电压值利用控制电路控制DC-AC逆变电路的驱动信号来调节变压器输入交流电的占空比，从而对加在X射线球管两端的电压进行实时的调节；
4、将AC-DC转换电路设置于油箱内，并将DC-AC逆变电路通过导热机构与油箱内部连接，使油箱为发生装置的所有部件提供散热，避免增加多个散热器影响装置整体的轻量化。
附图说明
附图1为实施例1或2或3中X射线发生装置的电路连接原理图；
附图2为实施例1中X射线发生装置的器件分布连接原理图；
附图3为实施例2或3中X射线发生装置的器件分布连接原理图；
附图4为实施例2或3中油箱内器件分布结构图；
附图5为实施例3中DC-AC逆变电路与导热机构和油箱的具体连接结构图。
具体实施方式
实施例1：参照图1，一种轻量化低压供电的X射线发生装置，包括供电电路1、X射线球管2、灯丝变压器3和油箱4，供电电路1包括控制电路11、DC-AC逆变电路12、升压变压器13、第一AC-DC转换电路141和第二AC-DC转换电路142，控制电路11驱动连接DC-AC逆变电路12，DC-AC逆变电路12连接外部电源并输出连接至升压变压器13，第一AC-DC转换电路141和第二AC-DC转换电路142为功能互相对称的电路且并联连接至升压变压器13的输出端；X射线球管2连接在第一AC-DC转换电路141的输出端和第二AC-DC转换电路142的输出端之间。
在本实施例中，控制电路11用于根据X射线球管2两端电压的设定值对DC-AC逆变电路12输出的交流电的占空比进行控制，DC-AC逆变电路12则将低压直流电源逆变转换为高频交流电，升压变压器13将DC-AC逆变电路12输出的高频交流电进行升压输出高频高压交流电，第一AC-DC转换电路141和第二AC-DC转换电路142则将升压变压器13输出的高频高压交流电进行整流升压输出两个极性相反、电压值相同的电压对X射线球管进行供电，由于X射线球管2的驱动电路是中点接地方式，加载在X射线球管2两端的电压越对称越能保证X射线球管2工作于最优状态，有利于X射线的产生和控制，由于采用互相对称的第一AC-DC转换电路141和第二AC-DC转换电路142并联在一个升压变压器13上，可以大大提高第一AC-DC转换电路141和第二AC-DC转换电路142输出电压的对称性，提高X射线球管2发射X射线的质量；同时，由于只采用一个升压变压器13，比起传统的使用两个变压器分别连接两个AC-DC转换电路，能省去一个变压器，大大减轻设备的体积和重量，同时还有利于提供对称性较高的输出电压，提高X射线发生效率；同时，采用互相对称的第一AC-DC转换电路141和第二AC-DC转换电路142，在相同X射线球管2电压的情况下，对比采用一个AC-DC转换电路，单块电路板上的高压可减少一半，可以降低电路板上器件所承受的电压，降低器件的性能要求，降低油箱4内绝缘性能的要求，同时还可以减少倍压电路的级数，减少倍压电路带来的能量损耗。
具体的，上述第一AC-DC转换电路141包括第一整流电路和第一倍压电路，第二AC-DC转换电路142包括第二整流电路和第二倍压电路。参照图1，第一AC-DC转换电路141由C11、D11、C12、D12、C13、D13、C14、D14、C15、D15、C16、D16、C17组成，其中，电容C11和的二极管D11组成第一整流电路起到整流作用，C12、D12、C13、D13、C14、D14、C15、D15、C16、D16、C17组成第一倍压电路起到升压的作用，从而输出高压直流电，对应的，第二AC-DC转换电路142由C21、D21、C22、D22、C23、D23、C24、D24、C25、D25、C26、D26、C27组成，其中，电容C21和的二极管D21组成第二整流电路起到整流作用，C22、D22、C23、D23、C24、D24、C25、D25、C26、D26、C27组成第二倍压电路起到升压的作用，由于第一AC-DC转换电路141和第二AC-DC转换电路142为互相对称且并联在升压变压器13的输出端上，因此，第一AC-DC转换电路141和第二AC-DC转换电路142输出的电压为极性相反电压值相同的电压，为X射线球管2提供稳定对称的电压。
在进一步的实施例中，供电电路1还包括第一管电压传感电路151和第二管电压传感电路152，第一管电压传感电路151将第一AC-DC转换电路141的输出端的电压反馈至控制电路11，第二管电压传感电路152将第二AC-DC转换电路142的输出端的电压反馈至控制电路11。第一管电压传感电路151和第二管电压传感电路152连接至第一AC-DC转换电路141和第二AC-DC转换电路142输出端，即X射线球管2两端，对X射线球管2两端的电压值进行检测，并将电压值回馈至控制电路11，控制电路11根据回馈的电压值与设定值进行对比后对DC-AC逆变电路12的驱动信号进行调节，从而调节DC-AC逆变电路12输出交流电的占空比，从而调节第一AC-DC转换电路141和第二AC-DC转换电路142的电压输出值，从而起到实时调节的作用，而由于第一AC-DC转换电路141和第二AC-DC转换电路142是互相对称且并联在升压变压器13的输出端，所以当升压变压器13输入的交流电的占空比改变时，互相对称的第一AC-DC转换电路141和第二AC-DC转换电路141输出电压的幅度将同步变化，且极性保持相反。
具体的，升压变压器13、X射线球管2、灯丝变压器3设置于油箱4内。升压变压器13、X射线球管2和灯丝变压器3设置于油箱4内，油箱4内注满油液对升压变压器13、X射线球管2和灯丝变压器3进行降温。
进一步的，参照图2，第一AC-DC转换电路141和第二AC-DC转换电路142设置于油箱外。可以通过将第一AC-DC转换电路141和第二AC-DC转换电路142则设置于油箱4外使用另外的绝缘散热装置进行绝缘散热。在本实施例中，DC-AC逆变电路12可以设置于油箱4内进行散热，也可以设置于油箱4外进行散热，在此不做限制；图2中是将DC-AC逆变电路12设置于油箱4内的连接示意图。
实施例2，参照图3-4，在本实施例中，与实施例的区别在于：第一AC-DC转换电路141和第二AC-DC转换电路142设置于油箱4内。第一AC-DC转换电路141和第二AC-DC转换电路142设置于油箱4内由油箱4内的油液对其进行绝缘散热，具体的，第一AC-DC转换电路141和第二AC-DC转换电路142在油箱4内分开对称排布，优选的，第一AC-DC转换电路141和第二AC-DC转换电路142可分别设置于位于油箱4中间位置的升压变压器13两侧，从而使得油箱4内器件的排列更加紧凑，减少装置整体的体积，同时可以拉开第一AC-DC转换电路141和第二AC-DC转换电路142的距离，从而降低油箱4的绝缘要求。本实施例中，DC-AC逆变电路12可设置于油箱4内由油箱4内的油液进行散热，也可以设置于油箱4外，本实施例中，将DC-AC逆变电路12设置于油箱4外。
实施例3，参照图5，本实施例是在实施例2的基础上，将DC-AC逆变电路12通过导热机构7连接至油箱4内的油液。具体的，导热机构7包括导热座71和与导热座71一体连接的若干散热片72，若干散热片72设置于油箱4内，导热座72设置于油箱4外，DC-AC逆变电路12固定设置于导热座72上。DC-AC逆变电路12通过导热机构7连接至油箱4内的油液中，可以利用油箱4内的油液对DC-AC逆变电路12进行散热，从而免去DC-AC逆变电路12独自的散热机构，进一步减小装置的体积和重量，起到轻量化的效果。
当然，以上仅为本发明较佳实施方式，并非以此限定本发明的使用范围，故，凡是在本发明原理上做等效改变均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种轻量化低压供电的X射线发生装置，包括供电电路、X射线球管、灯丝变压器和油箱，其特征在于：所述供电电路包括控制电路、DC-AC逆变电路、升压变压器、第一AC-DC转换电路和第二AC-DC转换电路，控制电路驱动连接DC-AC逆变电路，DC-AC逆变电路连接外部电源并输出连接至升压变压器，第一AC-DC转换电路和第二AC-DC转换电路并联连接至升压变压器的输出端且输出电压互相对称；X射线球管连接在第一AC-DC转换电路的输出端和第二AC-DC转换电路的输出端之间。
2.根据权利要求1所述的一种轻量化低压供电的X射线发生装置，其特征在于：所述第一AC-DC转换电路包括第一整流电路和第一倍压电路，第二AC-DC转换电路包括第二整流电路和第二倍压电路。
3.根据权利要求2所述的一种轻量化低压供电的X射线发生装置，其特征在于：所述供电电路还包括第一管电压传感电路和第二管电压传感电路，第一管电压传感电路将第一AC-DC转换电路的输出端的电压反馈至控制电路，第二管电压传感电路将第二AC-DC转换电路的输出端的电压反馈至控制电路。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种轻量化低压供电的X射线发生装置，其特征在于：所述升压变压器、X射线球管、灯丝变压器设置于油箱内。
5.根据权利要求4所述的一种轻量化低压供电的X射线发生装置，其特征在于：所述第一AC-DC转换电路和第二AC-DC转换电路设置于油箱内。
6.根据权利要求6所述的一种轻量化低压供电的X射线发生装置，其特征在于：所述第一AC-DC转换电路和第二AC-DC转换电路在油箱内分开对称排布。
7.根据权利要求7所述的一种轻量化低压供电的X射线发生装置，其特征在于：所述DC-AC逆变电路通过导热机构连接至油箱内的油液。
8.根据权利要求8所述的一种轻量化低压供电的X射线发生装置，其特征在于：所述导热机构包括导热座和与导热座一体连接的若干散热片，若干散热片设置于油箱内，导热座设置于油箱外，DC-AC逆变电路固定设置于导热座上。
9.根据权利要求4所述的一种轻量化低压供电的X射线发生装置，其特征在于：所述第一AC-DC转换电路和第二AC-DC转换电路设置于油箱外。
CN202010437057.3A 2020-05-21 2020-05-21 一种轻量化低压供电的x射线发生装置 Pending CN111511086A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010437057.3A CN111511086A (zh) 2020-05-21 2020-05-21 一种轻量化低压供电的x射线发生装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010437057.3A CN111511086A (zh) 2020-05-21 2020-05-21 一种轻量化低压供电的x射线发生装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111511086A true CN111511086A (zh) 2020-08-07

Family

ID=71865021

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010437057.3A Pending CN111511086A (zh) 2020-05-21 2020-05-21 一种轻量化低压供电的x射线发生装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111511086A (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4553255A (en) * 1977-09-23 1985-11-12 Philips Medical Systems Regulating and stabilizing circuit for X-ray source
US20090316859A1 (en) * 2006-10-25 2009-12-24 Hitachi Medical Corporation X-ray generator
CN101754559A (zh) * 2008-12-12 2010-06-23 东软飞利浦医疗设备系统有限责任公司 双球管高压油箱
CN102754326A (zh) * 2010-02-09 2012-10-24 株式会社日立医疗器械 电力转换装置、x射线ct装置以及x射线拍摄装置
CN202841674U (zh) * 2012-10-18 2013-03-27 汕头市超声仪器研究所有限公司 便携式x射线发生装置
CN202870304U (zh) * 2012-10-22 2013-04-10 汕头市超声仪器研究所有限公司 一种电池供电的便携式数字化x射线成像装置
CN104378897A (zh) * 2014-11-18 2015-02-25 汕头市超声仪器研究所有限公司 一种具有管电流控制的x射线发生装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4553255A (en) * 1977-09-23 1985-11-12 Philips Medical Systems Regulating and stabilizing circuit for X-ray source
US20090316859A1 (en) * 2006-10-25 2009-12-24 Hitachi Medical Corporation X-ray generator
CN101754559A (zh) * 2008-12-12 2010-06-23 东软飞利浦医疗设备系统有限责任公司 双球管高压油箱
CN102754326A (zh) * 2010-02-09 2012-10-24 株式会社日立医疗器械 电力转换装置、x射线ct装置以及x射线拍摄装置
CN202841674U (zh) * 2012-10-18 2013-03-27 汕头市超声仪器研究所有限公司 便携式x射线发生装置
CN202870304U (zh) * 2012-10-22 2013-04-10 汕头市超声仪器研究所有限公司 一种电池供电的便携式数字化x射线成像装置
CN104378897A (zh) * 2014-11-18 2015-02-25 汕头市超声仪器研究所有限公司 一种具有管电流控制的x射线发生装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7903432B2 (en) High-voltage power generation system and package
Tseng et al. High step-up interleaved forward-flyback boost converter with three-winding coupled inductors
US9906169B1 (en) DC-AC conversion circuit having a first double ended DC pulse stage and a second AC stage
TW201434257A (zh) 電力變換器以及電力變換方法
US7522704B2 (en) Battery-powered portable x-ray imaging apparatus
US9144146B2 (en) High voltage driving device for X-ray tube
Wang et al. A novel repetitive high-voltage resonant pulse generator for plasma-assisted milling
He et al. Lightweight high-voltage power converters for electroaerodynamic propulsion
Li et al. Design and demonstration of an 850 V dc to 13.8 kV ac 100 kW three-phase four-wire power conditioning system converter using 10 kV SiC MOSFETs
CN111511086A (zh) 一种轻量化低压供电的x射线发生装置
Park et al. A compact 45 V-to-54 kV modular dc-dc converter
Song et al. Comparative study of pulse trigger and DC trigger circuit for xenon flash lamp drivers
Purwanto et al. Electrical Design of a Portable Pure Sine Wave Inverter Using Ferrite Core Transformer and Double Stage Technique
CN108092516A (zh) 一种模块化水冷高压电源
Stewart et al. Design and evaluation of hybrid switched capacitor converters for high voltage, high power density applications
CN1443032A (zh) 使用微波的照明系统的电源设备
US20160262250A1 (en) Power generation system and package
Trubitsyn et al. A High-Voltage Power Supply for a Microfocus X-Ray Tube
CN111432523A (zh) 输入电压随输出电压变化的buck恒流控制电路及电源
Du et al. A 25kW silicon carbide 3kV/540V series-resonant converter for electric aircraft systems
KR100403383B1 (ko) 반도체 스위치와 고주파 변압기를 조합한 펄스형 및계단파형 고전압 발생장치
CN214154341U (zh) 一种行波管集成电源
Ramos Integration of a Next Generation SiC Switch-based Voltage Multiplier in Multi-stage Converters for Increased Voltage Step-up Capability
CN218920035U (zh) 应用于脉冲发生装置中的充电电源
CN211606420U (zh) 一种高压电容器充电电源

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: 515000 No. 77 Jinsha Road, Shantou City, Guangdong Province

Applicant after: Shantou Ultrasonic Instrument Research Institute Co.,Ltd.

Address before: 515000 No. 77 Jinsha Road, Shantou City, Guangdong Province

Applicant before: SHANTOU INSTITUTE OF ULTRASONIC INSTRUMENTS Co.,Ltd.

CB02 Change of applicant information
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200807

RJ01 Rejection of invention patent application after publication