DE102021108456A1

DE102021108456A1 - Driving device for driving a high voltage X-ray tube and method for driving the same

Info

Publication number: DE102021108456A1
Application number: DE102021108456.3A
Authority: DE
Inventors: Tsung-Min Yang; Hung-Chiang HUANG
Original assignee: Energy Resources Int Co Ltd; ENERGY RESOURCES INTERNATIONAL CO Ltd
Current assignee: Energy Resources Int Co Ltd; ENERGY RESOURCES INTERNATIONAL CO Ltd
Priority date: 2021-04-01
Filing date: 2021-04-01
Publication date: 2022-10-06

Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Fahren einer Hochspannungsröntgenröhre (150) mit positiven und negativen Impulsen offenbart, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mikroprozessoreinheit (200) mit einem ersten Ausgangsport (S1) und einem zweiten Ausgangsport (S2), die jeweils a ausgeben eine erste Timing-Sequenz des Steuersignals und eine zweite Timing-Sequenz des Steuersignals auszugeben, eine Hochspannungsröntgenröhre, eine erste Hochfrequenz -Spannungserhöhungsschaltung (510), die eine erste geregelte Hochspannung ausgibt, eine erste Hochspannungs-Schutzschaltung (250), eine zweite Hochfrequenz - Spannungserhöhungsschaltung (510, 530), die eine zweite Hochspannung ausgibt, und eine zweite Hochspannungsschutzschaltung. Die erste und die zweite hohespannung werden jeweils durch das erste Timing-Sequenz des Steuersignals und das zweite Timing-Sequenz des Steuersignals geregelt. Beide geregelten Hochspannungen werden jeweils über die Hochspannungsschutzschaltungen in die Anode und die Kathode der Hochspannungsröntgenröhre eingegeben.A method and an apparatus for driving a high-voltage X-ray tube (150) with positive and negative pulses are disclosed, characterized in that a microprocessor unit (200) having a first output port (S1) and a second output port (S2), each outputting a a outputting a first control signal timing sequence and a second control signal timing sequence, a high voltage X-ray tube, a first high frequency booster circuit (510) outputting a first regulated high voltage, a first high voltage protection circuit (250), a second high frequency booster circuit ( 510, 530) outputting a second high voltage, and a second high voltage protection circuit. The first and second high voltages are regulated by the first timing sequence of the control signal and the second timing sequence of the control signal, respectively. Both of the regulated high voltages are input to the anode and the cathode of the high voltage X-ray tube through the high voltage protection circuits, respectively.

Description

Gebiet der Erfindungfield of invention

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hochspannungsröntgenröhre, insbesondere eine Vorrichtung zum Fahren derselben und zum Beseitigen von Restgasen und Verunreinigungen in ihr während der Herstellung.The present invention relates to a high voltage X-ray tube, and more particularly to an apparatus for driving the same and eliminating residual gases and impurities therein during manufacture.

Beschreibung des Standes der Technik:Description of the prior art:

Gemäß einem herkömmlichen Verfahren, wie es in 1 gezeigt, verbindet ein Hochspannungsschalter 100 die Anode 150A der Hochspannungsröntgenröhre 150 und die Hochspannungsstromversorgung 120. Eine Impulserzeugungsschaltung 140 erzeugt einen einzelnen Impuls P, um den Hochspannungsschalter 100 zu steuern, wird die Leistung der Hochspannungsröntgenröhre 150 mit einem unipolaren Hochspannungsausgang bereitgestellt. Normalerweise ist der Hochspannungsschalter 100 teuer und sogar schwer zu bekommen.According to a conventional method as described in 1 As shown, a high voltage switch 100 connects the anode 150A of the high voltage X-ray tube 150 and the high voltage power supply 120. A pulse generation circuit 140 generates a single pulse P to control the high voltage switch 100, the power of the high voltage X-ray tube 150 is provided with a unipolar high voltage output. Typically, the high voltage switch 100 is expensive and even hard to come by.

Ein Artikel „Reduced EMI by driving high power LEDs“, der 2018 im amerikanischen EDN Electronic Journal veröffentlicht wurde, offenbarte, dass eine Schwellenspannung der LED zuerst an das Hochleistungs-LED-Modul angelegt wird und dann ein Niederspannungsschalter verwendet wird um eine große Spannung einzuführen, um die LED anzusteuern. Die Schwellenspannung wird verwendet, um das Schaltrauschen zu reduzieren, da die Anhebungsamplitude während des Spannungsschaltens reduziert wird. Jedoch ist das Hochspannungsschalter- oder Schwellenspannungs-Ansteuerverfahren immer noch unzureichend zum Anwenden auf eine Vorrichtung, die eine Spannung bis zu Zehntausenden von Volt erfordert.An article "Reduced EMI by driving high power LEDs" published in the American EDN Electronic Journal in 2018 revealed that a threshold voltage of the LED is first applied to the high-power LED module, and then a low-voltage switch is used to introduce a large voltage to drive the LED. The threshold voltage is used to reduce switching noise since the boost amplitude is reduced during voltage switching. However, the high voltage switch or threshold voltage driving method is still insufficient to be applied to a device requiring a voltage up to tens of thousands of volts.

Zusammenfassung der Erfindung.Summary of the Invention.

Im Hinblick auf die Probleme des Standes der Technik stellt die vorliegende Erfindung eine Antriebsvorrichtung und ein Verfahren dafür bereit, um Restgase und Verunreinigungen innerhalb der Röntgenröhre während des Vakuumierens der Hochspannungsröntgenröhre zu entfernen und anzuwenden, um diese anzutreiben.In view of the problems of the prior art, the present invention provides a driving device and a method therefor to remove and use residual gases and impurities inside the X-ray tube during evacuation of the high-voltage X-ray tube to drive the same.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine kostengünstigere Antriebsvorrichtung zum Fahren einer Hochspannungsröntgenröhre und zum Durchführen einer Entfernung von Restgasen und Verunreinigungen als die des oben erwähnten herkömmlichen Standes der Technik zu offenbaren, da die vorliegende Erfindung eine bipolare Technik verwendet geregelte Hochspannungsimpulse, die an die Anode und die Kathode der Hochspannungsröntgenröhre angelegt werden, anstelle einer unipolaren Hochspannung, die an die Anode der Hochspannungsröntgenröhre angelegt wird.An object of the present invention is to disclose a more cost-effective driving device for driving a high-voltage X-ray tube and for performing a removal of residual gases and impurities than that of the above-mentioned conventional art, since the present invention uses a bipolar technique regulated high-voltage pulses applied to the The anode and the cathode of the high voltage x-ray tube are applied instead of a unipolar high voltage being applied to the anode of the high voltage x-ray tube.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Antriebsvorrichtung zum Fahren einer Hochspannungsröntgenröhre zu offenbaren. Die Antriebsvorrichtung verwendet bipolare geregelte Hochspannungsimpulse, die auf die Anode und die Kathode der Hochspannungsröntgenröhre ausgeübt werden, um Restgase und Verunreinigungen zu entfernen.Another object of the present invention is to disclose a driving device for driving a high-voltage X-ray tube. The driver uses bipolar regulated high voltage pulses applied to the anode and cathode of the high voltage x-ray tube to remove residual gases and contaminants.

Gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform umfasst eine Antriebsvorrichtung zum Fahren einer Hochspannungsröntgenröhre eine Mikroprozessoreinheit (oder MPU genannt) mit einem ersten Ausgangsport und einem zweiten Ausgangsport, der eine vorgegebene Timing-Sequenz verwendet, um eine erste Timing-Sequenz des Steuersignals und eine zweite Timing-Sequenz des Steuersignals auszugeben; eine erste Hochfrequenz-Spannungserhöhungsschaltung, die den ersten Ausgangsport verbindet, um erste geregelte positive Spannungsimpulse durch das erste Timing-Sequenz des Steuersignals auszugeben; eine zweite Hochfrequenz-Spannungserhöhungsschaltung, die den zweiten Ausgangsport verbindet, um zweite geregelte negative Spannungsimpulse durch das zweite Timing-Sequenz des Steuersignals auszugeben, das eine pulsbreite T2 hat; eine erste Hochspannungs-Schutzschaltung, die eine Anode der Hochspannungsröntgenröhre und einen Ausgangsport der ersten Hochfrequenz-Spannungserhöhungsschaltung verbindet; eine zweite Hochspannungs-Schutzschaltung, die eine Kathode der Hochspannungsröntgenröhre und einen Ausgangsport der zweiten Hochfrequenz-Spannungserhöhungsschaltung verbindet.According to the first preferred embodiment, a driving device for driving a high-voltage X-ray tube includes a microprocessor unit (or called MPU) having a first output port and a second output port that uses a predetermined timing sequence to generate a first timing sequence of the control signal and a second timing sequence to output the control signal; a first high frequency voltage boost circuit connecting the first output port to output first regulated positive voltage pulses by the first timing sequence of the control signal; a second high-frequency voltage booster circuit connecting the second output port to output second regulated negative voltage pulses by the second timing sequence of the control signal having a pulse width T2; a first high-voltage protection circuit connecting an anode of the high-voltage X-ray tube and an output port of the first high-frequency booster circuit; a second high-voltage protection circuit connecting a cathode of the high-voltage X-ray tube and an output port of the second high-frequency booster circuit.

Wobei das zweite Timing-Sequenz des Steuersignals eine negative Impulsbreite von T2 hat und das erste Timing-Sequenz des Steuersignals eine Verzögerungszeitlänge von T3 und T4 und n- Stücke positive Impulse hat und jeder der positiven Impulse eine periodische Zeit T1 hat und innerhalb der Impulsbreite von liegt T2, wobei die Gleichungen T2 = T3 + n*T1 + T4 und T1 = ta + tb erfüllt werden.Wherein the second timing sequence of the control signal has a negative pulse width of T2 and the first timing sequence of the control signal has a delay time length of T3 and T4 and n pieces positive pulses and each of the positive pulses has a periodic time T1 and within the pulse width of lies T2, where the equations T2 = T3 + n*T1 + T4 and T1 = ta + tb are satisfied.

Gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform umfasst eine Antriebsvorrichtung zum Fahren einer Hochspannungsröntgenröhre eine MPU mit einem ersten Ausgangsport und einem zweiten Ausgangsport unter Verwendung einer vorbestimmten Zeitfolge zum Ausgeben eine erste Timing-Sequenz des Steuersignals und einer zweiten f; eine erste Hochfrequenz -Spannungserhöhungsschaltung, die den zweiten Ausgangsport verbindet, um zweite geregelte positive Spannungsimpulse mit einer Impulsbreite von T2 jeweils durch die zweite Zeitfolge des Steuersignals auszugeben; eine zweite Hochfrequenz - Spannungserhöhungsschaltung, die den ersten Ausgangsport verbindet, um erste geregelte negative Spannungsimpulse mit einer periodischen Zeit T1 jeweils durch das erste Timing-Sequenz des Steuersignals und innerhalb der Impulsbreite von T2 auszugeben, wobei eine Gleichung T2 = T3+ n*T1+ erfüllt wird T4, wobei sowohl T3 als auch T4 eine Verzögerungszeitlänge sind; eine erste Hochspannungs -Schutzschaltung, die eine Anode der Hochspannungsröntgenröhre und einen Ausgangsport der ersten Hochfrequenz-Spannungserhöhungsschaltung verbindet; eine zweite Hochspannungs - Schutzschaltung, die eine Kathode der Hochspannungsröntgenröhre und einen Ausgangsport der zweiten Hochfrequenz-Spannungserhöhungsschaltung verbindet.According to the second preferred embodiment, a driving device for driving a high-voltage X-ray tube comprises an MPU having a first output port and a second output port using a predetermined timing sequence for outputting a first timing sequence of the control signal and a second f; a first high frequency voltage boost circuit connecting the second output port to generate second regulated positive voltage pulses having a pulse width of T2 to output respectively by the second timing of the control signal; a second high frequency boost circuit connecting the first output port to output first regulated negative voltage pulses with a periodic time T1 respectively by the first timing sequence of the control signal and within the pulse width of T2, satisfying an equation T2 = T3+ n*T1+ T4, where both T3 and T4 are a delay time length; a first high-voltage protection circuit connecting an anode of the high-voltage X-ray tube and an output port of the first high-frequency booster circuit; a second high-voltage protection circuit connecting a cathode of the high-voltage X-ray tube and an output port of the second high-frequency booster circuit.

Gemäß einer modifizierten Ausführungsform der ersten bevorzugten Ausführungsform wird das von einem ersten Ausgangsport ausgegebene erste Timing-Sequenz des Steuersignals verwendet, um einen ersten Hochspannungsschalter zu steuern. Der erste Hochspannungsschalter verbindet den Ausgangsport der ersten Hochfrequenz-Spannungsverstärkungsschaltung mit einer Anode der Hochspannungsröntgenröhre und der ersten Hochspannungs -Schutzschaltung. Das von dem zweiten Ausgangsport ausgegebene zweite Timing-Sequenz des Steuersignals wird verwendet, um einen zweiten Hochspannungsschalter zu steuern. Der zweite Hochspannungsschalter verbindet den Ausgangsport der zweiten Hochfrequenz-Spannungserhöhungsschaltung mit einer Kathode der Hochspannungsröntgenröhre und der zweiten Hochspannungs -Schutzschaltung.According to a modified embodiment of the first preferred embodiment, the first timing sequence of the control signal output from a first output port is used to control a first high voltage switch. The first high-voltage switch connects the output port of the first high-frequency voltage boosting circuit to an anode of the high-voltage x-ray tube and the first high-voltage protection circuit. The second timing sequence of the control signal output from the second output port is used to control a second high voltage switch. The second high-voltage switch connects the output port of the second high-frequency booster circuit to a cathode of the high-voltage X-ray tube and the second high-voltage protection circuit.

Figurenlistecharacter list

1 Figure 12 illustrates a diagram in which a high voltage pulse is applied to a single electrode of the prior art x-ray tube.
2 12 is a diagram showing the timing waveforms showing a voltage difference of 2 x KV applied to the anode and cathode of the X-ray tube according to the first preferred embodiment of the present invention.
3 illustrates a flow chart for generating the in 2 shown timing waveforms.
4 12 illustrates a diagram in which the timing waveforms have a voltage difference of 2 x KV applied to the anode and cathode of the X-ray tube according to the second preferred embodiment of the present invention.
5 1 illustrates a circuit block diagram thereof for eliminating residual gases and contaminants within an X-ray tube and for generating the in 4 waveforms shown in accordance with the first preferred embodiment of the present invention.
6 illustrates a circuit block diagram thereof for generating waveforms shown in FIG 5 are illustrated and for eliminating residual gases and impurities within an x-ray tube according to the second preferred embodiment of the present invention.
7 12 is a circuit block diagram of a modified embodiment according to the first preferred embodiment of the present invention.

Beschreibung der bevorzugten AusführungsformDescription of the Preferred Embodiment

Die vorliegende Erfindung stellt eine Antriebsvorrichtung und ein Verfahren dafür zum Fahren einer Hochspannungsröntgenröhre durch positiv und negativ geregelte Hochspannungsimpulse bereit, die auf die entsprechenden Elektroden ausgeübt werden, um Restgase und Verunreinigungen zu eliminieren in der Röntgenröhre.The present invention provides a driving apparatus and method therefor for driving a high voltage X-ray tube by positively and negatively regulated high voltage pulses applied to the respective electrodes to eliminate residual gases and impurities in the X-ray tube.

Unter Bezugnahme auf 2 zeigt ein Timing-Wellenformdiagramm mit einer Hochspannungsdifferenz von 2x kV, die an die Anode und Kathode 150C der Hochspannungs -Röntgenröhre 150 gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angelegt wird. Siehe auch 5 ist die an die Kathode der Hochspannungs -Röntgenröhre 150 angelegte negative Rechteckwelle eine negative Rechteckwelle mit einem Spitzenpegel von -x kV und mit einer Impulsbreite von T2. Unterdessen werden innerhalb der Impulsbreite von T2, Es gibt sukzessive n-Stücke positive Impulse jeweils mit einer Periodendauer von T1 an die Anode 150A der Hochspannungs -Röntgenröhre 150 angelegt. Die Periodendauer von T1 eines positiven Impulses besteht aus einem Spannungspegel von x kV in einer Impulsbreite von ta und einem Spannungswert von 0 V oder einem niedrigen Spannungspegel in einer Zeitdauer von tb. Nach einer linken Rand des negativen Spannungspegels -xkV, die um eine Zeitdauer T3 fallend und verzögert ist, werden sukzessive n-Stücke des ersten positiven Impulses mit der Periodendauer von T1 gefolgt. Nachdem die rechter Rand des n-ten positiven Impulses abfällt und dann eine Verzögerungszeitlänge von T4 abgewartet wird, steigt die rechte Rand des negativen Impulses an.With reference to 2 12 shows a timing waveform diagram with a high voltage difference of 2x kV applied to the anode and cathode 150C of the high voltage X-ray tube 150 according to the first preferred embodiment of the present invention. See also 5 the negative square wave applied to the cathode of the high voltage X-ray tube 150 is a negative square wave with a peak level of -x kV and a pulse width of T2. Meanwhile, within the pulse width of T2, there are successive n pieces of positive pulses each having a period of T1 are applied to the anode 150A of the high-voltage X-ray tube 150. The period of T1 of a positive pulse consists of a voltage level of x kV in a pulse width of ta and a voltage value of 0 V or a low voltage level in a period of tb. After a left edge of the negative voltage level -xkV, which falls and is delayed by a period of time T3, successive n pieces of the first positive pulse with the period of T1 follow. After the right edge of the nth positive pulse falls and then waits a delay time length of T4, the right edge of the negative pulse rises.

3 zeigt ein Flussdiagramm zum Erzeugen der oben erwähnten Zeitfolgeimpulse. Stellen Sie zuerst, wie in einem Schritt 201 gezeigt, die Wellenformzeitparameter wie T1, T2, T3, T4, ta, tb und die Zahl n ein. Schalten Sie dann in einem Schritt 202 den Ausgangsport S2 ein, um einen Impuls mit einer Impulsbreite von T2 auszugeben, und verzögern Sie dann in einem Schritt 203 um eine Zeitraum T3; dann schalte in einem Schritt 204 den Ausgangsport S1 ein, um T1 auszugeben, wobei T1 = ta + tb; dann wie in einem Schritt 205, setzen n = n-1; Als nächstes wird in einem Schritt 206, beurteilt, ob n = 0; wenn ja, schalte in einem Schritt 207 nach der Verzögerungszeit von T4 den Ausgangsport S2 wie in einem Schritt 208 aus; wenn das ermittelte Ergebnis des Schritts 206 „nein“ ist, weiterhin einen positiven puls mit der periodischen Zeit T1 ausgeben, zurück zu Schritt 204 gehen. Der Wert des obigen Parameters n hängt von der Art der Hochspannungs -Röntgenröhre ab 150 und der Vakuumstatus im Inneren. 3 Fig. 12 shows a flow chart for generating the timing pulses mentioned above. First, as shown in a step 201, set the world lenform time parameters such as T1, T2, T3, T4, ta, tb and the number n. Then, in a step 202, turn on the output port S2 to output a pulse having a pulse width of T2, and then, in a step 203, delay by a period T3; then in a step 204 turn on the output port S1 to output T1, where T1 = ta + tb; then as in a step 205, set n = n-1; Next, in a step 206, it is judged whether n = 0; if yes, in a step 207 after the delay time of T4 turn off the output port S2 as in a step 208; if the determined result of step 206 is "no", continue outputting a positive pulse with the periodic time T1, go back to step 204. The value of the above parameter n depends on the type of high voltage X-ray tube 150 and the vacuum status inside.

Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gibt der zweite Ausgangsport S2 positive Impulse jeweils mit einer Impulsbreite T2 aus, und der erste Ausgangsport S1 gibt negative Impulse jeweils mit einer Periodendauer von T1 aus. 4 veranschaulicht ein solches Timing-Wellenformdiagramm, wobei in dieser Situation die Gleichung T2 = T3 + n·T1 + T4 immer noch aufgestellt ist.According to a second preferred embodiment of the present invention, the second output port S2 outputs positive pulses each having a pulse width T2, and the first output port S1 outputs negative pulses each having a period T1. 4 Figure 12 illustrates such a timing waveform diagram, in which situation the equation T2 = T3 + n*T1 + T4 is still established.

5 zeigt ein Schaltungsblockdiagramm davon zum Eliminieren von Restgasen und Verunreinigungen in einer Röntgenröhre gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In die Schaltungsblöcke zum Treiben einer Anode 150A und einer Kathode 150C der Röntgenröhre werden ersten geregelten positiven Spannungsimpulsen und enzweiten geregelten negativen Spannungsimpulsen eingegeben. Die Schaltungsblöcke umfassen eine Mikroprozessoreinheit 200, eine erste Hochfrequenz-Spannungserhöhungsschaltung 510, eine zweite Hochfrequenz-Spannungserhöhungsschaltung 530, eine erste Hochspannungs -Schutzschaltung 250, eine zweite Hochspannungs -Schutzschaltung 260 und eine Hochspannungs - Röntgenröhre 150. Die MPU 200 umfasst den ersten Ausgangsport S1 und den zweiten Ausgangsport S2, die jeweils ein erstes Steuersignal und ein zweites Steuersignal gemäß einem vorbestimmten Zeitsteuerungsprogramm ausgeben. Der erste Ausgangsport S1 ist unter Verwendung des erste Timing-Sequenz des Steuersignals mit der ersten Hochfrequenz- Spannungserhöhungsschaltung 510 verbunden, um erste geregelte positive Spannungsimpulse auszugeben. Die ersten geregelten positiven Spannungsimpulse umfassen eine Verzögerungszeitlänge T3, gefolgt von n Stück positiver Hochspannungsimpulse, jeweils mit einer Periodendauer T1, und einer Verzögerungslänge T4. In jeder periodischen Zeit T1 liegt in einer Zeitdauer von ta ein Spannungspegel xkV und in einer Zeitdauer von tb ein 0-Spannungspegel vor. 5 12 shows a circuit block diagram thereof for eliminating residual gases and impurities in an X-ray tube according to the first preferred embodiment of the present invention. The circuit blocks for driving an anode 150A and a cathode 150C of the x-ray tube are inputted with first regulated positive voltage pulses and second regulated negative voltage pulses. The circuit blocks include a microprocessor unit 200, a first high-frequency booster circuit 510, a second high-frequency booster circuit 530, a first high-voltage protection circuit 250, a second high-voltage protection circuit 260, and a high-voltage X-ray tube 150. The MPU 200 includes the first output port S1 and the second output port S2, each outputting a first control signal and a second control signal according to a predetermined timing program. The first output port S1 is connected to the first high frequency boost circuit 510 using the first timing sequence of the control signal to output first regulated positive voltage pulses. The first regulated positive voltage pulses have a delay time length T3, followed by n pieces of positive high voltage pulses, each with a period length T1, and a delay length T4. In each periodic time T1, there is a voltage level xkV in a period of ta and a 0-voltage level in a period of tb.

Der zweite Ausgangsport S2 ist unter Verwendung des zweiten Steuersignals mit der zweiten Hochfrequenz- Spannungserhöhungsschaltung 530 verbunden, um zweite geregelte negative Hochspannungsimpulse auszugeben, und jeder zweite geregelte negative Hochspannungsimpuls hat eine Impulsbreite T2 und eine Spannung Pegel von -xkV.The second output port S2 is connected to the second high frequency boost circuit 530 using the second control signal to output second negative high voltage regulated pulses, and each second negative high voltage regulated pulse has a pulse width T2 and a voltage level of -xkV.

Gemß der ersten bevorzugten Ausführungsform wird innerhalb der Impulsbreite von T2 eine Gleichung von T2 = T3 + n·T1 + T4 aufgestellt.According to the first preferred embodiment, within the pulse width of T2, an equation of T2 = T3 + n*T1 + T4 is established.

Weiterhin Bezug nehmend auf 5 ist eine erste Hochspannungs - Schutzschaltung 250 mit der Anode 150 der Hochspannungs -Röntgenröhre 150 und dem Ausgangsport der ersten Hochfrequenz-Spannungserhöhungsschaltung 510 verbunden Kathode 150C der Hochspannungs -Röntgenröhre 150 und dem Ausgangsport der zweiten Hochfrequenz -Spannungserhöhungsschaltung 530.Further referring to 5 a first high-voltage protection circuit 250 is connected to the anode 150 of the high-voltage X-ray tube 150 and the output port of the first high-frequency booster circuit 510, and the cathode 150C of the high-voltage X-ray tube 150 and the output port of the second high-frequency booster circuit 530.

Daher werden die durch das erste Timing-Sequenz des Steuersignals geregelten positiven Hochspannungsimpulse und die durch das zweite Timing-Sequenz des Steuersignals geregelten negativen Hochspannungsimpulse jeweils in die Anode 150A und die Kathode 150C der Hochspannungsröntgenröhre eingegeben 150 in Übereinstimmung mit der in 2 gezeigten Zeitspannungswellenform, um die Restgase und Verunreinigungen darin zu eliminieren.Therefore, the positive high-voltage pulses regulated by the first timing sequence of the control signal and the negative high-voltage pulses regulated by the second timing sequence of the control signal are respectively input into the anode 150A and the cathode 150C of the high-voltage X-ray tube 150 in accordance with the in 2 time voltage waveform shown to eliminate the residual gases and impurities therein.

Die erste Hochfrequenz- Spannungserhöhungsschaltung 510 beinhaltet ein erstes Hochfrequenz f1 Grundspannungsschaltkreismodul 210 , einen ersten Transformator TF1, ein erstes Spannungs-Boost-Modul 210M und eine Vergleichsrückkopplungsschaltung 550. Der erste Transformator TF1 enthält eine Primärspule N1 und drei Sekundärspulen, die jeweils N2, N3 und N4 sind. Darunter ist ein Ende der Sekundärspulen N2, N3 und N4 geerdet, und das andere Ende der Sekundärspulen N2, N3 ist dann über einen Kondensator mit zwei Anoden der zwei Dioden des ersten Spannungserhöhungsmoduls 210M verbunden. wie in 5. Das erste Spannungserhöhungsmodul 210M besteht aus mehreren Dioden und Kondensatoren, wobei der Kondensator jeweils die Brücke der Dioden der Mehrspannungsschaltung ist. Das andere Ende der Sekundärspule N4 ist mit einer Vergleichsrückkopplungsschaltung 550 verbunden. Die Vergleichsrückkopplungsschaltung 550 ist mit dem ersten Spannungserhöhungsmodul 210M verbunden. Die Vergleichsrückkopplungsschaltung 550 enthält eine erste Schleife, einen Fehlerkorrekturverstärker A1 und mehrere zweite Schleifen, die in Reihe geschaltet sind. Die erste Schleife besteht aus einer Diode und einem an einem Ende geerdeten Kondensator, wobei das andere Ende des Kondensators mit dem Fehlerkorrekturverstärker A1 in Reihe geschaltet ist. Die zweiten Schleifen bestehen jeweils aus einem Widerstand und einem an einem Ende geerdeten Kondensator. Eine optische Faser „A“ wird dann mit dem Fehlerkorrekturverstärker A1 mit dem ersten Hochfrequenz-f1-Basisspannungsschaltkreismodul 210 verbunden, um die Impulse zu korrigieren, die von dem ersten Hochfrequenz-f1-Basisspannungsschaltkreismodul 210 ausgegeben werden. Die Anode der Hochspannungs -Diode Dp der ersten Schutzschaltung 250 ist geerdet und die Kathode der Hochspannungs -Dioden Dp ist mit der Anode 150A der Hochspannungsröntgenröhre 150 verbunden.The first high frequency voltage booster circuit 510 includes a first high frequency f1 ground voltage circuit module 210, a first transformer TF1, a first voltage boost module 210M and a comparison feedback circuit 550. The first transformer TF1 includes a primary coil N1 and three secondary coils, N2, N3 and N2, respectively N4 are. Underneath, one end of the secondary coils N2, N3 and N4 is grounded, and the other end of the secondary coils N2, N3 is then connected to two anodes of the two diodes of the first booster module 210M via a capacitor. as in 5 . The first booster module 210M consists of a plurality of diodes and capacitors, the capacitor being the bridge of the diodes of the multi-voltage circuit in each case. The other end of the secondary coil N4 is connected to a comparison feedback circuit 550. FIG. The comparison feedback circuit 550 is connected to the first booster module 210M. The comparison feedback circuit 550 includes a first loop, an error correction amplifier A1, and a plurality of second loops connected in series. The first loop consists of a diode and a capacitor grounded at one end, with the other end of the capacitor in series with the error correction amplifier A1. The second loops each consist of a resistor and a capacitor grounded at one end. An optical fiber "A" is then connected to the first high frequency f1 base voltage circuit module 210 with the error correction amplifier A1 to correct the pulses output from the first high frequency f1 base voltage circuit module 210 . The anode of the high voltage diode Dp of the first protection circuit 250 is grounded and the cathode of the high voltage diode Dp is connected to the anode 150A of the high voltage X-ray tube 150. FIG.

Immer noch Bezug nehmend auf 5 enthält die zweite Hochfrequenz-Spannungserhöhungsschaltung 530 einen zweiten Transformator TF2, ein zweites Spannungs-Boost-Modul 230M und eine zweite Vergleichsrückkopplungsschaltung 5502. Der zweite Transformator TF2 enthält eine Primärspule N5 und drei Sekundärspulen, die jeweils N6, N7 und N8 sind. Darunter ist ein Ende der Sekundärspulen N6, N7 und N8 geerdet, und das andere Ende der Sekundärspulen N6, N7 ist dann über einen Kondensator mit zwei Kathoden der Dioden eines zweiten Spannungserhöhungsmoduls 230M verbunden, as ist in der 5. Das zweite Spannungserhöhungsmodul 230M besteht aus mehreren Dioden und Kondensatoren, wobei der Kondensator jeweils als Brücke zwischen den Dioden der Kaskaden-Spannungsvervielfacherschaltung dient. Das andere Ende der Sekundärspule N6 ist mit einer zweiten Vergleichsrückkopplungsschaltung 5502 verbunden. Die zweite Vergleichsrückkopplungsschaltung 5502 ist mit dem zweiten Spannungserhöhungsmodul 230M verbunden. Die zweite Vergleichsrückkopplungsschaltung 5502 enthält eine erste Schleife, einen Fehlerkorrekturverstärker A2 und mehrere zweite Schleifen, die in Reihe geschaltet sind. Die erste Schleife besteht aus einer Diode und einem an einem Ende geerdeten Kondensator, wobei das andere Ende des Kondensators mit dem Fehlerkorrekturverstärker A2 in Reihe geschaltet ist. Die zweiten Schleifen bestehen jeweils aus einem Widerstand und einem an einem Ende geerdeten Kondensator. Eine optische Faser „B“ wird dann mit dem Fehlerkorrekturverstärker A2 mit dem zweiten Hochfrequenz-f2-Grundspannungsschaltkreismodul 230 verbunden, um die von dem ersten Hochfrequenz-f2-Grundspannungsschaltkreismodul 230 ausgegebenen Impulse zu korrigieren. Die Kathode der Hochspannungsdiode Dn der zweiten Schutzschaltung 260 ist geerdet und die Anode der Hochspannungs -Diode Dn ist mit der Kathode 150C verbunden.Still referring to 5 For example, the second high-frequency voltage booster circuit 530 includes a second transformer TF2, a second voltage boost module 230M, and a second comparison feedback circuit 5502. The second transformer TF2 includes a primary coil N5 and three secondary coils, which are N6, N7, and N8, respectively. Below, one end of the secondary coils N6, N7 and N8 is grounded, and the other end of the secondary coils N6, N7 is then connected through a capacitor to two cathodes of the diodes of a second booster module 230M, as is in the 5 . The second booster module 230M consists of a plurality of diodes and capacitors, each capacitor serving as a bridge between the diodes of the cascade voltage multiplier circuit. The other end of the secondary coil N6 is connected to a second comparison feedback circuit S502. The second comparison feedback circuit 5502 is connected to the second booster module 230M. The second comparison feedback circuit 5502 includes a first loop, an error correction amplifier A2, and a plurality of second loops connected in series. The first loop consists of a diode and a capacitor grounded at one end, with the other end of the capacitor in series with the error correction amplifier A2. The second loops each consist of a resistor and a capacitor grounded at one end. An optical fiber “B” is then connected to the second high frequency f2 bias circuit module 230 with the error correction amplifier A2 to correct the pulses output from the first high frequency f2 bias circuit module 230 . The cathode of the high voltage diode Dn of the second protection circuit 260 is grounded and the anode of the high voltage diode Dn is connected to the cathode 150C.

Die Durchbruchspannung der Hochspannungs -Diode Dp muss höher sein als die ersten geregelten positiven Spannungsimpulse und die Durchbruchspannung der Hochspannungs -Diode Dn muss höher sein als die zweite geregelte negative Hochspannung. Die Hochspannungs-Dioden Dp und Dn können auch verbessert werden, indem mehrere in Reihe geschaltete Hochspannungs -Dioden verwendet werden.The breakdown voltage of the high voltage diode Dp must be higher than the first regulated positive voltage pulses and the breakdown voltage of the high voltage diode Dn must be higher than the second regulated negative high voltage. The high voltage diodes Dp and Dn can also be improved by using multiple high voltage diodes in series.

6 zeigt ein Schaltungsblockdiagramm gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Erzeugen der in 4 gezeigten Wellenformen. Im Vergleich mit der ersten bevorzugten Ausführungsform hat die zweite bevorzugte Ausführungsform die gleichen Schaltungsblöcke, außer dass die Positionen des ersten Ausgangsports S1 und des zweiten Ausgangsport S2 gegenseitig vertauscht sind. Das heißt, der zweite Ausgangsport S2 ist mit dem ersten f1-Hochfrequenz-Grundspannungsschalter-Schaltungsmodul 210 der ersten HOCHFREQUENZ-Spannungserhöhungsschaltung 510 verbunden, und der erste Ausgangsport S1 der Mikroprozessoreinheit ist mit dem zweiten f2-Hochfrequenz-Grundspannungsschalter verbunden Schaltungsmodul 230 der zweiten Hochfrequenz - Spannungserhöhungsschaltung 530. Die erste Hochfrequenz - Spannungserhöhungsschaltung 510 gibt zweite geregelte positive Spannungsimpulse aus, jeweils mit einer Impulsbreite von T2, und die zweite Hochfrequenz - Spannungserhöhungsschaltung 530 gibt erste geregelte negative Spannungsimpulse mit einer periodischen Zeit aus T1 in jedem negativen Spannungsimpuls.
1. 7 zeigt ein Schaltungsblockdiagramm einer modifizierten Ausführungsform gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform zum Erzeugen der in 2 gezeigten Wellenformen. Im Vergleich mit der ersten bevorzugten Ausführungsform kann festgestellt werden, dass die beiden ähnliche Schaltungsblöcke aufweisen, außer dass das erste und das zweite Zeitablaufsteuersignal an Positionen nach den Ausgangsanschlüssen des ersten Spannungserhöhungsmoduls 210M und des zweiten Spannungserhöhungsmoduls 230M. Im Vergleich mit der ersten bevorzugten Ausführungsform kann festgestellt werden, dass die beiden ähnliche Schaltungsblöcke aufweisen, außer dass das erste und das zweite Zeitablaufsteuersignal an Positionen nach den Ausgangsanschlüssen des ersten Spannungserhöhungsmoduls 210M und des zweiten Spannungserhöhungsmoduls 230M. Daher enthält die Antriebsvorrichtung zum Fahren der Hochspannungsröntgenröhre: eine erste Hochfrequenz-Spannungserhöhungsschaltung 510, die positiven Hochspannungsimpulse mit einer Frequenz von f1 ausgibt; eine zweite Hochfrequenz-Spannungserhöhungsschaltung 530, die negativen Hochspannungsimpulse mit einer Frequenz von f2 ausgibt, eine MPU 200 mit einem ersten Ausgangsport S1 und einem zweiten Ausgangsport S2, einen ersten Hochspannungs-Schalter SS1, der durch das erste Zeitablaufsteuersignal gesteuert wird ausgegeben durch den ersten Ausgangsport S1, um die Spannungsimpulse von der ersten Hochfrequenz-Spannungserhöhungsschaltung 510 zu regulieren, verband der erste Hochspannungs -Schalter SS1 den Ausgangsport der ersten Hochfrequenz-Spannungserhöhungsschaltung 510 mit einer ersten Hochspannungs-Schutzschaltung 250 und einer Anode 150A der Hochspannungsröntgenröhre, einen zweiten Hochspannungs-Schalter SS2, der durch das vom zweiten Ausgangsport S2 ausgegebene zweite Zeitablaufsteuersignal gesteuert wird, um den Ausgangsspannungsimpuls der zweiten Hochfrequenz-Spannungserhöhungsschaltung 530 zu regeln, wobei der zweite Hochspannungs-Schalter SS2 mit dem Ausgang verbunden ist Anschluss der zweiten Hochfrequenz-Spannungserhöhungsschaltung 530 mit der zweiten Hochspannungs-Schutzschaltung 260 und einer Kathode 150C der Hochspannungsröntgenröhre. Daher werden mittels der geregelten Spannungsimpulse von der ersten Hochfrequenz-Spannungserhöhungsschaltung 510 und von der zweiten Hochfrequenz-Spannungserhöhungsschaltung 510 die auf die Anode 150A und die Kathode 150C ausgeübten geregelten Spannungsimpulse können die innerhalb der Hochspannungsröntgenröhre beseitigten Restgase und Verunreinigungen implementiert werden. 6 12 shows a circuit block diagram according to the second preferred embodiment of the present invention for generating the in 4 waveforms shown. Compared with the first preferred embodiment, the second preferred embodiment has the same circuit blocks except that the positions of the first output port S1 and the second output port S2 are mutually switched. That is, the second output port S2 is connected to the first f1 high-frequency fundamental voltage switch circuit module 210 of the first HIGH FREQUENCY voltage booster circuit 510, and the first output port S1 of the microprocessor unit is connected to the second f2 high-frequency fundamental voltage switch circuit module 230 of the second high-frequency - Booster circuit 530. The first high-frequency booster circuit 510 outputs second regulated positive voltage pulses each having a pulse width of T2, and the second high-frequency booster circuit 530 outputs first regulated negative voltage pulses having a periodic time T1 in each negative voltage pulse.
1. 7 Fig. 12 shows a circuit block diagram of a modified embodiment according to the first preferred embodiment for generating the in 2 waveforms shown. Compared to the first preferred embodiment, it can be seen that the two have similar circuit blocks, except that the first and second timing control signals are at positions downstream of the output terminals of the first booster module 210M and the second booster module 230M. Compared to the first preferred embodiment, it can be seen that the two have similar circuit blocks, except that the first and second timing control signals are at positions downstream of the output terminals of the first booster module 210M and the second booster module 230M. Therefore, the driving device for driving the high-voltage X-ray tube includes: a first high-frequency booster circuit 510 which outputs high-voltage positive pulses having a frequency of f1; a second high-frequency voltage booster circuit 530 which outputs negative high-voltage pulses with a frequency of f2, an MPU 200 having a first output port S1 and a second output port S2, a first high-voltage switch SS1 controlled by the first timing control signal output through the first output port S1 to set the voltage im pulse from the first high-frequency booster circuit 510, the first high-voltage switch SS1 connected the output port of the first high-frequency booster circuit 510 to a first high-voltage protection circuit 250 and an anode 150A of the high-voltage X-ray tube, a second high-voltage switch SS2 connected by the second timing control signal output from the second output port S2 is controlled to regulate the output voltage pulse of the second high-frequency voltage booster circuit 530, the second high-voltage switch SS2 being connected to the output terminal of the second high-frequency voltage booster circuit 530 with the second high-voltage protection circuit 260 and a High voltage x-ray tube cathode 150C. Therefore, by using the regulated voltage pulses from the first high-frequency booster circuit 510 and the second high-frequency booster circuit 510, the regulated voltage pulses applied to the anode 150A and the cathode 150C, the residual gases and impurities eliminated within the high-voltage X-ray tube can be implemented.

Darüber hinaus gemäß der Studie der vorliegenden Erfindung. Die absolute Differenz zwischen der Arbeitsfrequenz f1 des und der Arbeitsfrequenz f2 höher als 10 kHz, d. h. Iƒ1 - ƒ2| > 10kHz. wird bevorzugt, um elektromagnetische Störungen zu reduzieren.Furthermore, according to the study of the present invention. The absolute difference between the working frequency f1 des and the working frequency f2 higher than 10 kHz, i. H. Iƒ1 - ƒ2| > 10kHz. is preferred to reduce electromagnetic interference.

Bei der oben erwähnten Ausführungsform werden die Absolutwerte der Spannungspegel für den positiven puls und den negativen puls als gleich angenommen. Der Fachmann versteht, dass sie nur der beispielhaften Bequemlichkeit dienen, sie können Unterschiede haben, wie z. xKV vs. -ykV.In the embodiment mentioned above, the absolute values of the voltage levels for the positive pulse and the negative pulse are assumed to be the same. Those skilled in the art will understand that they are for exemplary convenience only, they may have differences, e.g. xKV vs -ykV.

Die Vorteile der vorliegenden Erfindung sind:

(1). Die erforderliche Durchbruchspannung einer Hochspannungs -Diode ist niedriger als die der herkömmlichen Technik, da die Durchbruchspannung von zwei Hochfrequenz -Schutzschaltungen gemäß der vorliegenden Erfindung geteilt wird. Somit können die Kosten im Hinblick auf die aufgewendeten Kosten erheblich gesenkt werden. Da der Preis einer Hochvoltdiode nicht proportional zum Wert der Durchbruchspannung ist, sondern mehrfach hoch sein kann, wird die Durchbruchspannung der Hochvoltdiode doppelt benötigt.
(2). Die Steuersignale für die Zeitabfolge werden von zwei Anschlüssen des Mikroprozessors erzeugt, wodurch der Lichtbogenentladungseffekt verringert werden kann, und die Impulsbreite oder die Periodendauer der Steuersignale für die Zeitabfolge kann leicht entsprechend den Typen der Hochspannungs -Röntgenröhren eingestellt werden.
(3). Die Hochspannungs-Schalter können in der Hardwareschaltung weggelassen werden, um die Beseitigung von Restgasen und Verunreinigungen gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform zu implementieren, da die Zeitablaufsteuersignale in die Hochfrequenz-Spannungserhöhungsschaltung eingegeben werden.

The advantages of the present invention are:

(1). The required breakdown voltage of a high-voltage diode is lower than that of the conventional technique because the breakdown voltage is shared by two high-frequency protection circuits according to the present invention. Thus, the cost can be significantly reduced in terms of the cost expended. Since the price of a high-voltage diode is not proportional to the value of the breakdown voltage, but can be several times higher, the breakdown voltage of the high-voltage diode is required twice.
(2). The timing control signals are generated from two terminals of the microprocessor, whereby the arc discharge effect can be reduced, and the pulse width or the period of the timing control signals can be easily adjusted according to the types of high-voltage X-ray tubes.
(3). The high-voltage switches can be omitted in the hardware circuit to implement the removal of residual gases and impurities according to the first preferred embodiment since the timing control signals are input to the high-frequency booster circuit.

Wie für einen Fachmann verständlich ist, sind die
vorstehenden bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung für die vorliegende Erfindung veranschaulicht, anstatt die vorliegende Erfindung einzuschränken. Es ist beabsichtigt, verschiedene Modifikationen und ähnliche Anordnungen abzudecken, die im Geist und Umfang der beigefügten Ansprüche enthalten sind, deren Umfang der breitesten Interpretation zuerkannt werden sollte, um alle derartigen Modifikationen und ähnlichen Strukturen zu umfassen.As can be understood by a person skilled in the art, the
above preferred embodiments of the present invention illustrated for the present invention, rather than limiting the present invention. It is intended to cover various modifications and similar arrangements included within the spirit and scope of the appended claims, the scope of which should be accorded the widest interpretation so as to encompass all such modifications and similar structures.

Claims

Driving device for driving a high-voltage X-ray tube (150), characterized in that a microprocessor unit (200) with a first output port (S1) and a second output port (S2) using a predetermined timing for outputting a first timing sequence of the control signal and a second timing - output sequence of control signal; a first high frequency voltage booster circuit (510) connecting the first output port (S1) to output first regulated positive voltage pulses by the first timing sequence of the control signal; a second high frequency boost circuit (530) connecting the first output port (2) to output second regulated negative voltage pulses by the second timing sequence of the control signal; a first high voltage protection circuit (250) connecting an anode (150A) of the high voltage X-ray tube (150) and an output port of the first high frequency booster circuit (510); a second high voltage protection circuit (260) connecting a cathode of the high voltage X-ray tube (150) and an output port of the second high frequency boost circuit (530); and thereby removing the residual gases and impurities in the high voltage x-ray tube (150) during vacuuming and operating the high voltage x-ray tube (150) by the first regulated positive voltage pulses and the second regulated negative voltage pulses are voltage pulses applied to the anode (150A) and the cathode (150C) of the high voltage x-ray tube (150), respectively.

Driving device for driving a high voltage X-ray tube (150). claim 1 , characterized in that the second timing sequence of the control signal has a negative pulse width of T2 and the first timing sequence of the control signal has a delay time of T3 and T4 and n pieces of positive pulses and each positive pulse has a periodic time T1 within the pulse width of T2, which satisfies an equation of T2 = T3 + n*T1 + T4.

Driving device for driving a high voltage X-ray tube (150). claim 1 , characterized in that the first high-frequency booster circuit (510) has an operating frequency and the second high-frequency booster circuit (530) has an operating frequency f2 and satisfies the equation |ƒ1 - ƒ2| > 10kHz.

Driving device for driving a high voltage X-ray tube (150). claim 1 , characterized in that the first high-voltage protection circuit (250) comprises a first high-voltage diode (Dp) with an anode grounded and a cathode thereof connected to the anode (150A) of the high-voltage X-ray tube (150) and a breakdown voltage of the first high-voltage diode (Dp) higher is as a peak voltage of the first regulated positive voltage pulses and the second high voltage protection circuit (260) a second high voltage diode (Dn) having a grounded cathode and an anode connected to the cathode (150C) of the high voltage x-ray tube (150) and a breakdown voltage of the second high voltage voltage diode (Dn) is higher than a peak voltage of the second regulated positive voltage pulses.

Method for driving a high voltage x-ray tube (150) using the driving device according to claim 1 , characterized in that the steps of: setting the parameters T3, n, T1, ta, tb, T4 of the first timing sequence of the control signal and the one parameter T2 of the second control signal, where T3 and T4 are delay time lengths and n is a number and T1 is a periodic time of a positive pulse, and T2 is a periodic time of a negative pulse width T2; turning on the second output port (S2) to output the negative pulse width T2; wait for the T3; turning on the first output port (S1) to output n pieces of positive pulses, and each has the periodic time T1; wait for the T4; and turning off the first output port (S1) and the second output port (S2).

Driving device for driving a high-voltage X-ray tube (150), characterized in that a microprocessor unit (200) with a first output port (S1) and a second output port (S2) using a predetermined timing for outputting a first timing sequence of the control signal and a second timing -Sequence of the control signal; a first high frequency boost circuit (510) connecting the second output port (S2) to output second regulated positive voltage pulses, each of the second regulated positive voltage pulses having a pulse width of T2 by the second timing sequence of the control signal; a second high frequency boost circuit (530) connecting the first output port (S1) to output first regulated negative voltage pulses having a periodic time T1 in each by the first timing sequence of the control signal and within the pulse width of T2, using an equation of T2= satisfies T3 + n*T1 + T4, where both T3 and T4 are delay time lengths; a first high voltage protection circuit (250) connecting an anode (150A) of the high voltage X-ray tube (150) and an output port of the first high frequency booster circuit (510); a second high voltage protection circuit (260) connecting a cathode of the high voltage X-ray tube (150) and an output port of the second high frequency boost circuit (530); and whereby the removal of the residual gases and impurities in the high voltage X-ray tube (150) during vacuuming and the driving of the high voltage X-ray tube (150) are carried out by the second regulated positive voltage pulse and the first regulated negative voltage pulse which are respectively applied to the anode and the cathode ( 150C) of the high voltage X-ray tube (150).

Driving device for driving a high voltage X-ray tube (150). claim 6 , characterized in that the first high-frequency - step-up circuit (510) has an operating frequency and the second high-frequency span Voltage booster circuit (530) has an operating frequency f2 and satisfies the equation |[ƒ1 - ƒ2| > 10kHz.