CN116528446A - 无线功率传输装置以及包含其的x射线成像设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无线功率传输装置以及包含其的X射线成像设备。其中，无线功率传输装置包括：第一环形结构，所述第一环形结构的圆周安装有第一磁芯组件，所述第一环形结构上固设有第一骨架，所述第一骨架上绕设有第一绕组，所述第一绕组穿过所述第一磁芯组件中所述磁芯的窗口；以及第二环形结构，第二骨架固定在所述第二环形结构上，所述第二骨架上绕设有第二绕组，第二绕组穿过所述第一磁芯组件中所述磁芯的窗口；所述第一绕组用于接收交流电压，并将所述交流电压传输至所述第二绕组。本发明提供的无线功率传输装置中，将第一磁芯组件固定在静止侧的第一环形结构上，不仅可以减轻旋转侧第二环形结构的重量，还可以提高磁芯的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及医疗设备领域，特别涉及一种无线功率传输装置以及包含其的X射线成像设备。
背景技术
近年来，X射线计算机断层成像(Computed Tomography，CT)无论在基本技术方面，还是在新的临床应用方面都取得了巨大的发展，已经成为医学图像领域最令人兴奋的诊断方法之一。传统CT设备的功率传输链路如图1所示，主要包括电源分配单元(PowerDistribution Unit，PDU)、电刷、滑环、高压发生器(High Voltage Generator，HVG)、X射线球管、探测器组件以及其他的辅助控制系统单元。PDU单元位于静止测，内部主要是工频隔离变压器以及保护控制单元。高压发生器、X射线球管和探测器通常固定于旋转机架上，随机架一起旋转。旋转机架上安装有滑环，通过安装在静止测的电刷与旋转机架上的滑环之间的接触摩擦，将PDU输出的电源传递至旋转机架上，为HVG、探测器等部件供电。HVG将低压电转换成高压直流电(高达140kV)施加在X射线球管的阳极和阴极之间，在X射线球管的阳极和阴极之间产生高压电场。与此同时，HVG提供X射线球管阴极的灯丝电源，使灯丝发热在阴极产生自由电子，在高压电场的作用下，电子高速轰击阳极靶盘产生X射线。另外，HVG还提供阳极驱动电源给X射线球管阳极电机供电，使阳极靶盘高速旋转，便于阳极靶盘散热。
然而，在传统CT设备的功率传输链路中，基于电刷和滑环之间的摩擦传递CT设备的功率，增加了CT设备的维护成本，降低了CT设备的可靠性。
另外，HVG、X射线球管以及探测器均位于旋转机架上，HVG通常包含逆变器和高压油箱两部分，占据了旋转机架上很大的一部分空间，随着CT设备功率的增大，旋转机架的直径和体积随之增大，不仅如此，HVG的重量较重，为了保持旋转机架的静平衡，还要再旋转机架上增加相应的配重以保持机架的平衡，大幅增加了旋转机架的承重，较大的机架直径和承重限制了旋转机架的最高转速。而且，传统的CT设备在扫描工作时，瞬时功率比较大(通常几十甚至上百千瓦)，电网和PDU要为CT设备提供全部的瞬时功率，因此要求安装场地的配电容量要大于CT设备的瞬时功率，这给安装场地的配电容量提出了较高的要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中基于电刷和滑环之间的摩擦传递CT设备的功率，增加了CT设备的维护成本，降低了CT设备可靠性的缺陷，提供一种无线功率传输装置以及包含其的X射线成像设备。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
本发明的第一方面提供一种无线功率传输装置，包括：第一环形结构，所述第一环形结构的圆周安装有第一磁芯组件，所述第一磁芯组件包括至少一个磁芯，所述第一环形结构上固设有第一骨架，所述第一骨架上绕设有第一绕组，所述第一绕组穿过所述第一磁芯组件中所述磁芯的窗口；以及第二环形结构，所述第二环形结构上固设有第二骨架，所述第二骨架上绕设有第二绕组，所述第二绕组穿过所述第一磁芯组件中所述磁芯的窗口；其中，所述第一绕组和所述第二绕组之间具有间隙，所述第一环形结构用于与X射线成像设备的机架固定连接，所述第二环形结构相对于所述第一环形结构可旋转，所述第一绕组用于接收交流电压，并将所述交流电压传输至所述第二绕组。
可选地，所述第一磁芯组件中的所述磁芯具有气隙，所述第二骨架穿过所述气隙固定在所述第二环形结构上。
可选地，所述第一磁芯组件中的所述磁芯均匀安装于所述第一环形结构的圆周。
可选地，所述第一环形结构的圆周还安装有第二磁芯组件，所述第二磁芯组件包括至少一个磁芯，所述第一环形结构上还固设有第三骨架，所述第三骨架上绕设有第三绕组，所述第三绕组穿过所述第二磁芯组件中所述磁芯的窗口；所述第二环形结构上还固设有第四骨架，所述第四骨架上绕设有第四绕组，所述第四绕组穿过所述第二磁芯组件中所述磁芯的窗口；其中，所述第三绕组和所述第四绕组之间具有间隙，所述第三绕组用于接收交流电压，并将所述交流电压传输至所述第四绕组。
可选地，所述第二磁芯组件中的所述磁芯具有气隙，所述第四骨架穿过所述气隙固定在所述第二环形结构上。
可选地，所述第二磁芯组件中的所述磁芯均匀安装于所述第一环形结构的圆周。
本发明的第二方面提供一种X射线成像设备，包括机架和如第一方面所述的无线功率传输装置，所述无线功率传输装置的第一环形结构位于所述机架的静止侧，所述无线功率传输装置的第二环形结构位于所述机架的旋转侧。
可选地，所述X射线成像设备还包括电源分配单元、升压变压模块、整流滤波模块和X射线球管，所述电源分配单元位于所述机架的静止侧，包括第一整流电路和第一逆变电路，所述升压变压模块、所述整流滤波模块和所述X射线球管均位于所述机架的旋转侧；
所述第一整流电路的输出端与所述第一逆变电路的输入端连接，所述第一逆变电路的输出端与所述无线功率传输装置中的第一绕组连接，所述无线功率传输装置中的第二绕组与所述升压变压模块的输入端连接，所述升压变压模块的输出端与所述整流滤波模块的输入端连接，所述整流滤波模块的输出端与所述X射线球管连接；所述第一整流电路用于接收电网提供的交流电压，并对所述交流电压进行整流处理，输出直流电压；所述第一逆变电路用于将所述第一整流电路输出的直流电压转换为交流电压，并通过所述无线功率传输装置中的所述第一绕组和所述第二绕组传输至所述升压变压模块；所述升压变压模块用于接收所述无线功率传输装置传输的交流电压，并对所述交流电压进行升压；所述整流滤波模块用于对升压后的交流电压进行整流和滤波，并将得到的直流电压施加于所述X射线球管。
可选地，所述升压变压模块、所述整流滤波模块和所述X射线球管位于同一个壳体内，所述壳体内填充有绝缘介质。
可选地，所述电源分配单元还包括储能单元，所述储能单元与所述第一整流电路的输出端连接。
可选地，所述第一整流电路为不可控整流电路，所述电源分配单元还包括双向直流转换器，串联于所述第一整流电路和所述储能单元之间。
可选地，所述电源分配单元还包括第二逆变电路，所述X射线成像设备还包括第二整流电路、灯丝变压器以及灯丝控制单元，所述第二整流电路、所述灯丝变压器以及所述灯丝控制单元均位于所述机架的旋转侧，所述灯丝变压器包括原边绕组和副边绕组，所述X射线球管包括灯丝；
所述第一整流电路的输出端还与所述第二逆变电路的输入端连接，所述第二逆变电路的输出端与无线功率传输装置中的第三绕组连接，所述无线功率传输装置中的第四绕组与所述第二整流电路的输入端连接，所述第二整流电路的输出端与所述灯丝控制单元的输入端连接，所述灯丝控制单元的输出端与所述灯丝变压器的原边绕组连接，所述灯丝变压器的副边绕组与所述灯丝连接；所述第二逆变电路用于将所述第一整流电路输出的直流电压转换为交流电压，并通过所述无线功率传输装置中的所述第三绕组和所述第四绕组传输至所述第二整流电路；所述第二整流电路用于接收所述无线功率传输装置传输的交流电压，并对所述交流电压进行整流处理，得到直流电压；所述灯丝控制单元用于将所述第二整流电路输出的直流电压转换为交流电压，并加载至所述灯丝变压器的原边绕组。
在符合本领域常识的基础上，上述各可选条件可任意组合，即得本发明各较佳实施例。
本发明的积极进步效果在于：本发明提供的无线功率传输装置中，将第一磁芯组件固定在静止侧的第一环形结构上，不仅可以减轻旋转侧第二环形结构的重量，还可以提高磁芯的安全性。
另外，将本发明提供的无线功率传输装置应用于CT设备可以减轻机架旋转侧的重量，利于机架旋转速度的提升，提高CT设备扫描的时间分辨率。
附图说明
图1为现有技术中CT设备的功率传输链路的示意图。
图2为本发明实施例1提供的一种无线功率传输装置的立体结构示意图。
图3为图2的截面图。
图4为本发明实施例2提供的一种X射线成像设备的结构框图。
图5为本发明实施例2提供的一种灯丝控制单元与灯丝变压器的电路连接图。
图6为本发明实施例2提供的一种阳极驱动器与电机的电路连接图。
图7为本发明实施例2提供的一种X射线成像设备的电路结构示意图。
图8为本发明实施例2提供的另一种X射线成像设备的电路结构示意图。
图9为本发明实施例2提供的一种X射线成像设备的结构框图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
本实施例提供一种无线功率传输装置，包括第一环形结构和第二环形结构。所述第一环形结构的圆周安装有第一磁芯组件，所述第一磁芯组件包括至少一个磁芯，所述第一环形结构上固设有第一骨架，所述第一骨架上绕设有第一绕组，所述第一绕组穿过所第一述磁芯组件中所述磁芯的窗口。所述第二环形结构上固设有第二骨架，所述第二骨架上绕设有第二绕组，所述第二绕组穿过所述第一磁芯组件中所述磁芯的窗口。其中，所述磁芯的窗口是指磁芯中用于容纳骨架和绕组的开孔部分。
其中，所述第一绕组和所述第二绕组之间具有间隙，所述第一环形结构用于与X射线成像设备的机架固定连接，所述第二环形结构相对于所述第一环形结构可旋转，所述第一绕组用于接收交流电压，并将所述交流电压传输至所述第二绕组。在具体实施中，所述第一环形结构位于机架的静止侧，所述第二环形结构位于机架的旋转侧，在所述无线功率传输装置的运行过程中，所述第二环形结构随着机架的旋转而旋转，所述第一环形结构和所述第二环形结构之间相对旋转。
在具体实施中，可以在所述第一环形结构上固设多个第一骨架，并在每个第一骨架上均绕设第一绕组。也可以在所述第一环形结构上固设一个环形的第一骨架，并在所述第一骨架上绕设第一绕组，其中，所述第一绕组为绕所述第一环形结构的环形绕组。
类似地，可以在所述第二环形结构上固设多个第二骨架，并在每个第二骨架上均绕设第二绕组。也可以在所述第二环形结构上固设一个环形的第二骨架，并在所述第二骨架上绕设第二绕组，其中，所述第二绕组为绕所述第二环形结构的环形绕组。
本实施例中，静止侧的第一绕组和旋转侧的第二绕组之间保留一定的间隙，可以确保第一绕组和第二绕组在相对转动时不会相互接触。第一绕组和第二绕组通过第一磁芯组件进行磁场耦合，以将第一绕组接收的电能传输至第二绕组。
本实施例提供的无线功率传输装置中，将第一磁芯组件固定在静止侧的第一环形结构上，不仅可以减轻旋转侧第二环形结构的重量，还可以提高磁芯的安全性。
另外，将本实施例提供的无线功率传输装置应用于CT设备可以减轻机架旋转侧的重量，利于机架旋转速度的提升，提高CT设备扫描的时间分辨率。
在可选的一种实施方式中，所述第一磁芯组件中的所述磁芯具有气隙，所述第二骨架穿过所述气隙固定在所述第二环形结构上。本实施方式中，第一绕组和第二绕组可以通过第一磁芯组件以及其中磁芯的气隙进行磁场耦合，将第一绕组接收的电能传输至第二绕组。其中，所述磁芯中气隙的位置决定了第二环形结构和第一环形结构之间的相对位置。具体地，所述磁芯的结构可以为UU型、UY型等，具体不作限定。
图2用于示出一种无线功率传输装置的立体结构图，图3为图2中无线功率传输装置的截面图。在如图2和3所示无线功率传输装置中，第一环形结构10上固设有多个第一骨架11，第一骨架11上绕设有第一绕组12，第二环形结构上固设有多个第二骨架21，第二骨架21上绕设有第二绕组22，第一环形结构10的圆周安装有第一磁芯组件，第一磁芯组件包括多个磁芯31。第一骨架11和第二骨架21均穿过磁芯31的窗口311，上磁芯31的下端具有一个气隙312，第二骨架21穿过气隙312固定在第二环形结构20上。第二环形结构20为相对于第一环形结构10较小的环形结构，且第二环形结构20和第一环形结构10对应相同的圆心。
在具体实施中，所述第一磁芯组件中的磁芯可以非均匀地安装于所述第一环形结构的周围。优选地，所述第一磁芯组件中的磁芯均匀安装于所述第一环形结构的圆周。本实施方式中，由于第一磁芯组件中的磁芯均匀安装于第一环形结构的周围，因此，与第一磁芯组件中同一磁芯对应的第一骨架、第一绕组以及第二骨架也相应地全部是均匀安装，可以使得无线功率传输装置的受力均匀，从而可以提高无线功率传输装置在运行过程中的稳定性。
在可选的一种实施方式中，所述第一环形结构的圆周还安装有第二磁芯组件，所述第二磁芯组件包括至少一个磁芯，所述第一环形结构上还固设有第三骨架，所述第三骨架上绕设有第三绕组，所述第三绕组穿过所述第二磁芯组件中所述磁芯的窗口。所述第二环形结构上还固设有第四骨架，所述第四骨架上绕设有第四绕组，所述第四绕组穿过所述第二磁芯组件中所述磁芯的窗口。其中，所述第三绕组和所述第四绕组之间具有间隙，所述第三绕组用于接收交流电压，并将所述交流电压传输至所述第四绕组。
在具体实施中，所述第三骨架的结构可以与所述第一骨架的结构相同，所述第四骨架的结构可以与所述第二骨架的结构相同。将所述第三骨架和所述第一骨架并排设置于所述第一环形结构上，所述第二磁芯组件与所述第一磁芯组件并排设置于所述第一环形结构的圆周，以及将所述第四骨架和所述第二骨架并排设置于所述第二环形结构上，可以形成所述无线功率传输装置的两个传输通道。
本实施方式中，所述第一环形结构的圆周安装有第一磁芯组件和第二磁芯组件，第一环形结构上固设有第一骨架和第三骨架，第二环形结构上固设有第二骨架和第四骨架。第一骨架上绕设的第一绕组和第二骨架上绕设的第二绕组可以形成无线功率传输装置的第一传输通道，具体地，将第一绕组接收的交流电压传输至第二绕组。第三骨架上绕设的第三绕组和第四骨架上绕设的第四绕组可以形成无线功率传输装置的第二传输通道，具体地，将第三绕组接收的交流电压传输至第四绕组。
在可选的一种实施方式中，所述第二磁芯组件中的磁芯具有气隙，所述第四骨架穿过所述气隙固定在所述第二环形结构上。本实施方式中，第三绕组和第四绕组可以通过第二磁芯组件以及其中磁芯的气隙进行磁场耦合，将第三绕组接收的电能传输至第四绕组。
在具体实施中，所述第二磁芯组件中的磁芯可以非均匀地安装于所述第一环形结构的周围。优选地，所述第二磁芯组件中的所有磁芯均匀安装于所述第一环形结构的圆周。本实施方式中，由于第二磁芯组件中的所有磁芯均匀安装于第一环形结构的周围，因此，与第二磁芯组件中的同一磁芯对应的第三骨架、第三绕组以及第四骨架也相应地全部是均匀安装，可以使得无线功率传输装置的受力均匀，从而提高无线功率传输装置在运行过程中的稳定性。
实施例2
本实施例提供一种X射线成像设备，包括机架和实施例1所述的无线功率传输装置，所述无线功率传输装置的第一环形结构位于所述机架的静止侧，所述无线功率传输装置的第二环形结构位于所述机架的旋转侧。其中，X射线成像设备可以为CT设备、以及CT与其它模态的组合成像设备，例如CT与PET(正电子发射计算机断层显像)的组合成像PET-CT设备。
在可选的一种实施方式中，如图4所示，所述X射线成像设备还包括电源分配单元、升压变压模块、整流滤波模块和X射线球管，所述电源分配单元位于所述机架的静止侧，包括第一整流电路和第一逆变电路，所述升压变压模块、所述整流滤波模块和所述X射线球管均位于所述机架的旋转侧。
所述第一整流电路的输出端与所述第一逆变电路的输入端连接，所述第一逆变电路的输出端与所述无线功率传输装置中的第一绕组连接，所述无线功率传输装置中的第二绕组与所述升压变压模块的输入端连接，所述升压变压模块的输出端与所述整流滤波模块的输入端连接，所述整流滤波模块的输出端与所述X射线球管连接。
所述第一整流电路用于接收电网提供的交流电压，并对所述交流电压进行整流处理，输出直流电压。所述第一逆变电路用于将所述第一整流电路输出的直流电压转换为交流电压，并通过所述无线功率传输装置中的所述第一绕组和所述第二绕组传输至所述升压变压模块。所述升压变压模块用于接收所述无线功率传输装置传输的交流电压，并对所述交流电压进行升压。所述整流滤波模块用于对升压后的交流电压进行整流和滤波，并将得到的直流电压施加于所述X射线球管。
在可选的一种实施方式中，如图4所示，所述电源分配单元还包括第二逆变电路，所述X射线成像设备还包括第二整流电路、灯丝变压器以及灯丝控制单元，所述第二整流电路、所述灯丝变压器以及所述灯丝控制单元均位于所述机架的旋转侧，所述灯丝变压器包括原边绕组和副边绕组，所述X射线球管包括灯丝。
所述第一整流电路的输出端还与所述第二逆变电路的输入端连接，所述第二逆变电路的输出端与所述无线功率传输装置中的第三绕组连接，所述无线功率传输装置中的第四绕组与所述第二整流电路的输入端连接，所述第二整流电路的输出端与所述灯丝控制单元的输入端连接，所述灯丝控制单元的输出端与所述灯丝变压器的原边绕组连接，所述灯丝变压器的副边绕组与所述灯丝连接。
所述第二逆变电路用于将所述第一整流电路输出的直流电压转换为交流电压，并通过所述无线功率传输装置中的所述第三绕组和所述第四绕组传输至所述第二整流电路。所述第二整流电路用于接收所述无线功率传输装置传输的交流电压，并对所述交流电压进行整流处理，得到直流电压。所述灯丝控制单元用于将所述第二整流电路输出的直流电压转换为交流电压，并加载至所述灯丝变压器的原边绕组。
本实施方式中，无线传输装置包括第一传输通道和第二传输通道，其中，第一传输通道由第一绕组和第二绕组构成，第二传输通道由第三绕组和第四绕组构成。第一整流电路将电网提供的交流电压整流为直流电压Udc，一方面，直流电压Udc经过第一逆变电路之后得到的高频交流电压通过无线传输装置的第一传输通道传输至机架的旋转侧，以向X射线组合机头进行供电；另一方面，直流电压Udc经过第二逆变电路之后得到的高频交流电压通过无线传输装置的第二传输通道传输至机架的旋转侧，为灯丝控制单元和阳极驱动器进行供电。
在X射线成像设备的具体应用中，可以根据不同的扫描协议对第一逆变电路进行不同的控制，以将直流电压Udc转换为与扫描协议对应的交流电压，之后通过无线传输装置中第一传输通道的传输以及升压变压器和整流滤波模块的电压转换，可以在X射线球管的阳极和阴极产生与扫描协议对应的电压，从而可以对患者相应的部位进行扫描。
本实施方式中，所述灯丝变压器副边绕组输出的电压用于为X射线球管中的灯丝进行供电，使得灯丝发热在阴极产生电子，在高压电场的作用下，电子高速轰击阳极靶盘产生X射线。图5用于示出一种灯丝控制单元与灯丝变压器的电路连接示意图。在如图5所示的例子中，X射线球管包括大灯丝和小灯丝，灯丝变压器包括大灯丝变压器和小灯丝变压器，灯丝控制单元采用双半桥电路，双半桥电路的输出端分别连接大灯丝变压器和小灯丝变压器，大灯丝变压器输出的电压为大灯丝供电，小灯丝变压器输出的电压为小灯丝供电。
在一种可选的实施方式中，如图6所示，所述X射线成像设备还包括阳极驱动器，位于所述机架的旋转侧，且串联于所述第二整流电路与所述X射线球管之间，用于将所述第二整流电路输出的直流电压转换为交流电压，并加载至所述X射线球管中驱动阳极旋转的电机上。
在如图6所示的例子中，阳极驱动器采用三相H桥逆变电路，三相H桥逆变电路的三路输出分别经过滤波电感L1、L2和L3后连接到X射线球管中电机定子绕组的Main、Shift和Common端，三相H桥逆变电路输出的两路电压Umain和Ushift驱动阳极靶盘旋转，有利于X射线球管的阳极靶盘散热。其中，电压Umain和Ushift的频率通常为50～180Hz。
在可选的一种实施方式中，所述电源分配单元还包括储能单元，所述储能单元与所述第一整流电路的输出端连接。其中，所述储能单元具体可以为储能电池，具体可以根据应用需求选择储能电池的容量和数量。本实施方式中，通过在直流母线上引入储能单元可以降低X射线成像设备对电网容量的需求。
在可选的一种实施方式中，如图7所示，所述第一整流电路为不可控整流电路，所述电源分配单元还包括双向直流转换器，串联于所述第一整流电路和所述储能单元之间。其中，双向直流转换器也可以称为双向DC-DC变换器，是一种能实现电流转换的装置，能让直流电能实现双向流动，在使用过程中所输出的电流可以是正的，也可以是负的，而产生的能量则可以实现双向流动，既可以从输入方流动到输出方，也可以从输出方流动到输入方。
本实施方式中，第一整流电路通过双向直流转换器与储能单元连接，储能单元通过双向直流转换器分别与第一逆变电路和第二逆变电路连接，通过控制双向直流转换器可以实现利用第一整流电路输出的直流母线电压为储能单元充电，或者实现利用储能单元向第一逆变电路和第二逆变电路进行供电。
在具体实施中，可以在利用X射线成像设备对患者进行扫描工作时，控制双向直流转换器维持直流母线电压的恒定，此时储能单元为整个X射线成像设备进行供电。当X射线成像设备处于待机状态时，控制双向直流转换器为储能单元进行充电，保证储能单元能持续不断地维持X射线成像设备的大功率扫描，电网只需提供X射线成像设备的平均功率，因此可以降低X射线成像设备对电网容量的需求。
在另一种可选的实施方式中，如图8所示，所述第一整流电路为可控整流电路。通过控制所述第一整流电路可以实现为储能单元充电，或者实现利用储能单元向第一逆变电路和第二逆变电路进行供电。
在具体实施中，可以在X射线成像设备处于待机状态时，控制所述第一整流电路为储能单元充电。在利用X射线成像设备对患者进行扫描时，所述第一整流电路以及储能单元一起向第一逆变电路和第二逆变电气供电。这种方案中，电网同样只需提供X射线成像设备的平均功率，因此可以降低X射线成像设备对电网的容量需求。
在可选的一种实施方式中，如图9所示，所述升压变压模块、所述整流滤波模块和所述X射线球管位于同一个壳体内，所述壳体内填充有绝缘介质。其中，所述绝缘介质通常为起绝缘作用的液体电介质，例如可以为变压器油等。
在具体实施中，还可以在所述壳体内设置部分固体绝缘材料进行绝缘和结构支撑。为了提高X射线球管与整流滤波模块之间的绝缘性能，可以在所述X射线球管与所述整流滤波模块之间设置绝缘结构。
本实施方式中，将升压变压模块、整流滤波模块和X射线球管设于同一个壳体内，并在所述壳体内填充有绝缘介质，使得升压变压模块、整流滤波模块和X射线球管可以处于相同的绝缘介质环境中，因此，包括升压变压模块和整流滤波模块的高压油箱与X射线球管之间使用普通连接器件即可，无需使用高压插头、高压插座、高压线缆等高压连接器件，降低了高压连接的复杂度，节约了高压连接的成本。
在具体实施中，所述升压变压模块包括至少两个升压变压器，所述整流滤波模块包括至少两个整流滤波电路。每个升压变压器的一次侧串联或并联连接，每个升压变压器的二次侧分别与对应的至少一个所述整流滤波电路的输入端连接，所有整流滤波电路的输出端之间串联连接。
在具体实施中，所述整流滤波电路可以采用全桥整流滤波电路，还可以采用2倍压整流滤波电路等。其中，不同的整流滤波电路可以位于不同的PCB板上，且所有的PCB板之间层叠设置。其中，设有整流滤波电路的PCB板也可以称为整流板。
为了防止X射线从壳体的四周泄漏，在一种可选的实施方式中，所述X射线球管中管芯的外侧设有用于屏蔽X射线的屏蔽结构，可以防止高压电路长期暴露在X射线辐射之中加速元器件老化失效。在具体实施中，可以在管芯周围安装一层铅皮用于屏蔽X射线。
在一种可选的实施方式中，所述整流板的形状为圆弧形，优选可以为3/4环形。为了尽可能缩小变压器的体积，升压变压器和灯丝变压器可以采用平面变压器的结构。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种无线功率传输装置，其特征在于，包括：
第一环形结构，所述第一环形结构的圆周安装有第一磁芯组件，所述第一磁芯组件包括至少一个磁芯，所述第一环形结构上固设有第一骨架，所述第一骨架上绕设有第一绕组，所述第一绕组穿过所述第一磁芯组件中所述磁芯的窗口；
以及第二环形结构，所述第二环形结构上固设有第二骨架，所述第二骨架上绕设有第二绕组，所述第二绕组穿过所述第一磁芯组件中所述磁芯的窗口；
其中，所述第一绕组和所述第二绕组之间具有间隙，所述第一环形结构用于与X射线成像设备的机架固定连接，所述第二环形结构相对于所述第一环形结构可旋转，所述第一绕组用于接收交流电压，并将所述交流电压传输至所述第二绕组。
2.如权利要求1所述的无线功率传输装置，其特征在于，所述第一磁芯组件中的所述磁芯具有气隙，所述第二骨架穿过所述气隙固定在所述第二环形结构上。
3.如权利要求1所述的无线功率传输装置，其特征在于，所述第一磁芯组件中的所述磁芯均匀安装于所述第一环形结构的圆周。
4.如权利要求1-3中任一项所述的无线功率传输装置，其特征在于，所述第一环形结构的圆周还安装有第二磁芯组件，所述第二磁芯组件包括至少一个磁芯，所述第一环形结构上还固设有第三骨架，所述第三骨架上绕设有第三绕组，所述第三绕组穿过所述第二磁芯组件中所述磁芯的窗口；
所述第二环形结构上还固设有第四骨架，所述第四骨架上绕设有第四绕组，所述第四绕组穿过所述第二磁芯组件中所述磁芯的窗口；
其中，所述第三绕组和所述第四绕组之间具有间隙，所述第三绕组用于接收交流电压，并将所述交流电压传输至所述第四绕组。
5.一种X射线成像设备，其特征在于，包括机架和如权利要求1-4中任一项所述的无线功率传输装置，所述无线功率传输装置的第一环形结构位于所述机架的静止侧，所述无线功率传输装置的第二环形结构位于所述机架的旋转侧。
6.如权利要求5所述的X射线成像设备，其特征在于，所述X射线成像设备还包括电源分配单元、升压变压模块、整流滤波模块和X射线球管，所述电源分配单元位于所述机架的静止侧，包括第一整流电路和第一逆变电路，所述升压变压模块、所述整流滤波模块和所述X射线球管均位于所述机架的旋转侧；
所述第一整流电路的输出端与所述第一逆变电路的输入端连接，所述第一逆变电路的输出端与所述无线功率传输装置中的第一绕组连接，所述无线功率传输装置中的第二绕组与所述升压变压模块的输入端连接，所述升压变压模块的输出端与所述整流滤波模块的输入端连接，所述整流滤波模块的输出端与所述X射线球管连接；
所述第一整流电路用于接收电网提供的交流电压，并对所述交流电压进行整流处理，输出直流电压；
所述第一逆变电路用于将所述第一整流电路输出的直流电压转换为交流电压，并通过所述无线功率传输装置中的所述第一绕组和所述第二绕组传输至所述升压变压模块；
所述升压变压模块用于接收所述无线功率传输装置传输的交流电压，并对所述交流电压进行升压；
所述整流滤波模块用于对升压后的交流电压进行整流和滤波，并将得到的直流电压施加于所述X射线球管。
7.如权利要求6所述的X射线成像设备，其特征在于，所述升压变压模块、所述整流滤波模块和所述X射线球管位于同一个壳体内，所述壳体内填充有绝缘介质。
8.如权利要求6所述的X射线成像设备，其特征在于，所述电源分配单元还包括储能单元，所述储能单元与所述第一整流电路的输出端连接。
9.如权利要求8所述的X射线成像设备，其特征在于，所述第一整流电路为不可控整流电路，所述电源分配单元还包括双向直流转换器，串联于所述第一整流电路和所述储能单元之间。
10.如权利要求6-9中任一项所述的X射线成像设备，其特征在于，所述电源分配单元还包括第二逆变电路，所述X射线成像设备还包括第二整流电路、灯丝变压器以及灯丝控制单元，所述第二整流电路、所述灯丝变压器以及所述灯丝控制单元均位于所述机架的旋转侧，所述灯丝变压器包括原边绕组和副边绕组，所述X射线球管包括灯丝；
所述第一整流电路的输出端还与所述第二逆变电路的输入端连接，所述第二逆变电路的输出端与所述无线功率传输装置的第三绕组连接，所述无线功率传输装置的第四绕组与所述第二整流电路的输入端连接，所述第二整流电路的输出端与所述灯丝控制单元的输入端连接，所述灯丝控制单元的输出端与所述灯丝变压器的原边绕组连接，所述灯丝变压器的副边绕组与所述灯丝连接；
所述第二逆变电路用于将所述第一整流电路输出的直流电压转换为交流电压，并通过所述无线功率传输装置中的所述第三绕组和所述第四绕组传输至所述第二整流电路；
所述第二整流电路用于接收所述无线功率传输装置传输的交流电压，并对所述交流电压进行整流处理，得到直流电压；
所述灯丝控制单元用于将所述第二整流电路输出的直流电压转换为交流电压，并加载至所述灯丝变压器的原边绕组。
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