JP6706663B2 - 勾配電源ドライバー段回路、勾配電源システム及びその制御方法 - Google Patents
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Description
Claims (7)
- 勾配コイル及び複数の勾配ドライバーモジュールを備える勾配電源ドライバー段回路であって、
前記複数の勾配ドライバーモジュールは電気的に接続されて出力端子を形成し、前記出力端子と前記勾配コイルは電気的に接続され、ここで、各勾配ドライバーモジュールは、並列接続される前段電源及びブリッジ増幅器を備え、前記複数の勾配ドライバーモジュールの前段電源の出力電圧は同じであり、各前記勾配ドライバーモジュールは、前記勾配コイル上で誘導性電圧降下及び抵抗性電圧降下を提供するために使用され、
前記複数の勾配ドライバーモジュールのトポロジは同じであり、
前記複数の勾配ドライバーモジュールの制御信号インターフェースは同じであり、
前記勾配電源ドライバー段回路は、少なくとも1つの結合インダクタンスを備え、各前記ブリッジ増幅器は、第1のフルブリッジ回路及び第2のフルブリッジ回路を備え、前記第1のフルブリッジ回路と前記第2のフルブリッジ回路は並列接続され、前記第1のフルブリッジ回路及び第2のフルブリッジ回路はいずれも4つのスイッチアセンブリから構成され、
ここで、各フルブリッジ回路の第1のスイッチアセンブリの第2端部と第2のスイッチアセンブリの第1端部とが接続されて第1のブリッジアームを構成し、その接続点は第1のブリッジアーム中点であり、各フルブリッジ回路の第3のスイッチアセンブリの第2端部と第4のスイッチアセンブリの第1端部とが接続されて第2のブリッジアームを構成し、その接続点は第2のブリッジアーム中点であり、
ここで、各ブリッジ増幅器では、第1のフルブリッジ回路と第2のフルブリッジ回路は並列接続され、それらの第1のスイッチアセンブリの第1端部及び第3のスイッチアセンブリの第1端部はいずれも前段電源の第1の出力端子に電気的に接続され、第2のスイッチアセンブリの第2端部及び第4のスイッチアセンブリの第2端部はいずれも前段電源の第2の出力端子に電気的に接続され、
ここで、各ブリッジ増幅器では、第1のフルブリッジ回路の第1のブリッジアーム中点は第1の結合インダクタンスの第1の巻線及び第2の巻線を介して第2のフルブリッジ回路の第1のブリッジアーム中点に電気的に接続され、第1の結合インダクタンスの第1の巻線及び第2の巻線の接続点はこのブリッジ増幅器に対応する第1のアウトレットであり、第1のフルブリッジ回路の第2のブリッジアーム中点は第2の結合インダクタンスの第1の巻線及び第2の巻線を介して第2のフルブリッジ回路の第2のブリッジアーム中点に電気的に接続され、第2の結合インダクタンスの第1の巻線及び第2の巻線の接続点はこのブリッジ増幅器に対応する第2のアウトレットであり、
ここで、前記複数の勾配ドライバーモジュールのブリッジ増幅器は直列接続であり、各ブリッジ増幅器に対応する第2のアウトレットは次のブリッジ増幅器に対応する第1のアウトレットに接続され、直列された最初のブリッジ増幅器に対応する第1のアウトレットは前記勾配コイルの第1端部に電気的に接続され、直列された最後のブリッジ増幅器に対応する第2のアウトレットは前記勾配コイルの第2端部に電気的に接続される
勾配電源ドライバー段回路。 - 勾配コイル及び複数の勾配ドライバーモジュールを備える勾配電源ドライバー段回路であって、
前記複数の勾配ドライバーモジュールは電気的に接続されて出力端子を形成し、前記出力端子と前記勾配コイルは電気的に接続され、ここで、各勾配ドライバーモジュールは、並列接続される前段電源及びブリッジ増幅器を備え、前記複数の勾配ドライバーモジュールの前段電源の出力電圧は同じであり、各前記勾配ドライバーモジュールは、前記勾配コイル上で誘導性電圧降下及び抵抗性電圧降下を提供するために使用され、
前記複数の勾配ドライバーモジュールのトポロジは同じであり、
前記複数の勾配ドライバーモジュールの制御信号インターフェースは同じであり、
前記勾配電源ドライバー段回路は、少なくとも1つの結合インダクタンスを備え、各前記ブリッジ増幅器は、第1のフルブリッジ回路及び第2のフルブリッジ回路を備え、前記第1のフルブリッジ回路及び第2のフルブリッジ回路はいずれも4つのスイッチアセンブリから構成され、
ここで、各フルブリッジ回路の第1のスイッチアセンブリの第2端部と第2のスイッチアセンブリの第1端部とが接続されて第1のブリッジアームを構成し、その接続点は第1のブリッジアーム中点であり、各フルブリッジ回路の第3のスイッチアセンブリの第2端部と第4のスイッチアセンブリの第1端部とが接続されて第2のブリッジアームを構成し、その接続点は第2のブリッジアーム中点であり、
ここで、各ブリッジ増幅器では、第1のフルブリッジ回路と第2のフルブリッジ回路は並列接続され、それらの第1のスイッチアセンブリの第1端部及び第3のスイッチアセンブリの第1端部はいずれも前段電源の第1の出力端子に電気的に接続され、第2のスイッチアセンブリの第2端部及び第4のスイッチアセンブリの第2端部はいずれも前段電源の第2の出力端子に電気的に接続され、
ここで、前記複数の勾配ドライバーモジュールのブリッジ増幅器の第1のフルブリッジ回路は直列接続であり、第2のフルブリッジ回路は直列接続であり、各ブリッジ増幅器の第1のフルブリッジ回路の第2のブリッジアーム中点は次のブリッジ増幅器の第1のフルブリッジ回路の第1のブリッジアーム中点に電気的に接続され、各ブリッジ増幅器の第2のフルブリッジ回路の第2のブリッジアーム中点は次のブリッジ増幅器の第2のフルブリッジ回路の第1のブリッジアーム中点に電気的に接続され、最初のブリッジ増幅器の第1のフルブリッジ回路の第1のブリッジアーム中点は第1の結合インダクタンスの第1の巻線及び第2の巻線を介して最初のブリッジ増幅器の第2のフルブリッジ回路の第1のブリッジアーム中点に電気的に接続され、最初のブリッジ増幅器の第1のフルブリッジ回路の第1のブリッジアーム中点は第1の結合インダクタンスの第1の巻線を介して前記勾配コイルの第1端部に電気的に接続され、最後のブリッジ増幅器の第1のフルブリッジ回路の第2のブリッジアーム中点は第2の結合インダクタンスの第1の巻線及び第2の巻線を介して最後のブリッジ増幅器の第2のフルブリッジ回路の第2のブリッジアーム中点に電気的に接続され、最後のブリッジ増幅器の第1のフルブリッジ回路の第2のブリッジアーム中点は第2の結合インダクタンスの第1の巻線を介して前記勾配コイルの第2端部に接続される
勾配電源ドライバー段回路。 - 前記勾配ドライバーモジュールは、複数の作動勾配ドライバーモジュール及び少なくとも1つの冗長勾配ドライバーモジュールを備え、正常な作動状態では、前記複数の作動勾配ドライバーモジュールは運転するが、少なくとも1つの冗長勾配ドライバーモジュールは運転せず、前記作動勾配ドライバーモジュール内の1つが破損された場合、前記少なくとも1つの冗長勾配ドライバーモジュール内の1つが、破損された作動勾配ドライバーモジュールの代わりに運転する
請求項1又は2に記載の勾配電源ドライバー段回路。 - コントローラ及び請求項1〜3のいずれか1項に記載の勾配電源ドライバー段回路を備え、前記コントローラは前記勾配電源ドライバー段回路を制御するために使用される
勾配電源システム。 - 勾配コイル及び複数の勾配ドライバーモジュールを備える勾配電源ドライバー段回路の制御方法であって、
前記複数の勾配ドライバーモジュールは電気的に接続されて出力端子を形成し、前記出力端子と前記勾配コイルは電気的に接続され、ここで、各勾配ドライバーモジュールは、並列接続される前段電源及びブリッジ増幅器を備え、前記複数の勾配ドライバーモジュールの前段電源の出力電圧は同じであり、各前記勾配ドライバーモジュールは、前記勾配コイル上で誘導性電圧降下及び抵抗性電圧降下を提供するために使用され、前記勾配電源ドライバー段回路は勾配電源システム内に備えられ、前記勾配電源システムは、コントローラをさらに備え、前記コントローラは前記勾配電源ドライバー段回路を制御するために使用され、
前記制御方法は、
前記複数の勾配ドライバーモジュールを複数のモジュールグループに分け、各モジュールグループ内の勾配ドライバーモジュールの作動方式が同じであるステップと、
各モジュールグループの外部制御命令又は作動状態の変更に応じて、グループ化方式又は各モジュールグループ内の勾配ドライバーモジュールの作動方式を変更するステップと、を含み、
前記コントローラは電流基準信号に基づいて前記勾配電源ドライバー段回路を制御し、前記外部制御命令の変更は、電流基準信号変化率の変更又は電流基準信号振幅の変更を含み、前記作動状態の変更は、前記勾配電源ドライバー段回路の温度変更、スイッチング周波数の変更及び変調方式の変更を含み、
前記グループ化方式は、グループ内のモジュール数又はモジュールの組み合せ方式を含み、
前記各モジュールグループの外部制御命令又は作動状態の変更に応じて、グループ化方式又は各モジュールグループ内の勾配ドライバーモジュールの作動方式を変更するステップは、前記勾配電源システムの温度が第1の閾値より高い場合に、すべてのモジュールグループにユニポーラ変調方式を使用して制御するステップを含む、
勾配電源ドライバー段回路の制御方法。 - 勾配コイル及び複数の勾配ドライバーモジュールを備える勾配電源ドライバー段回路の制御方法であって、
前記複数の勾配ドライバーモジュールは電気的に接続されて出力端子を形成し、前記出力端子と前記勾配コイルは電気的に接続され、ここで、各勾配ドライバーモジュールは、並列接続される前段電源及びブリッジ増幅器を備え、前記複数の勾配ドライバーモジュールの前段電源の出力電圧は同じであり、各前記勾配ドライバーモジュールは、前記勾配コイル上で誘導性電圧降下及び抵抗性電圧降下を提供するために使用され、前記勾配電源ドライバー段回路は勾配電源システム内に備えられ、前記勾配電源システムは、コントローラをさらに備え、前記コントローラは前記勾配電源ドライバー段回路を制御するために使用され、
前記制御方法は、
前記複数の勾配ドライバーモジュールを複数のモジュールグループに分け、各モジュールグループ内の勾配ドライバーモジュールの作動方式が同じであるステップと、
各モジュールグループの外部制御命令又は作動状態の変更に応じて、グループ化方式又は各モジュールグループ内の勾配ドライバーモジュールの作動方式を変更するステップと、を含み、
前記コントローラは電流基準信号に基づいて前記勾配電源ドライバー段回路を制御し、前記外部制御命令の変更は、電流基準信号変化率の変更又は電流基準信号振幅の変更を含み、前記作動状態の変更は、前記勾配電源ドライバー段回路の温度変更、スイッチング周波数の変更及び変調方式の変更を含み、
前記グループ化方式は、グループ内のモジュール数又はモジュールの組み合せ方式を含み、
前記各モジュールグループの外部制御命令又は作動状態の変更に応じて、グループ化方式又は各モジュールグループ内の勾配ドライバーモジュールの作動方式を変更するステップは、前記勾配電源システムの温度が第1の閾値以下である状態で、電流基準制御信号の振幅が第3の閾値以下である状態が継続して第1の時間を超え、又は電流基準信号変化率が第2の閾値より大きい場合に、すべてのモジュールグループが備えるスイッチアセンブリが第1のスイッチング周波数で作動し、電流基準制御信号の振幅がこの第3の閾値より小さい状態が継続してこの第1の時間を超えず、且つ、電流基準信号変化率がこの第2の閾値以下であり、又は電流基準信号変化率がこの第2の閾値以下で、且つ、電流基準制御信号の振幅がこの第3の閾値より大きい場合に、前記すべてのモジュールグループのスイッチング周波数が第2のスイッチング周波数で作動するステップを含む、
勾配電源ドライバー段回路の制御方法。 - 勾配コイル及び複数の勾配ドライバーモジュールを備える勾配電源ドライバー段回路の制御方法であって、
前記複数の勾配ドライバーモジュールは電気的に接続されて出力端子を形成し、前記出力端子と前記勾配コイルは電気的に接続され、ここで、各勾配ドライバーモジュールは、並列接続される前段電源及びブリッジ増幅器を備え、前記複数の勾配ドライバーモジュールの前段電源の出力電圧は同じであり、各前記勾配ドライバーモジュールは、前記勾配コイル上で誘導性電圧降下及び抵抗性電圧降下を提供するために使用され、前記勾配電源ドライバー段回路は勾配電源システム内に備えられ、前記勾配電源システムは、コントローラをさらに備え、前記コントローラは前記勾配電源ドライバー段回路を制御するために使用され、
前記制御方法は、
前記複数の勾配ドライバーモジュールを複数のモジュールグループに分け、各モジュールグループ内の勾配ドライバーモジュールの作動方式が同じであるステップと、
各モジュールグループの外部制御命令又は作動状態の変更に応じて、グループ化方式又は各モジュールグループ内の勾配ドライバーモジュールの作動方式を変更するステップと、を含み、
前記コントローラは電流基準信号に基づいて前記勾配電源ドライバー段回路を制御し、前記外部制御命令の変更は、電流基準信号変化率の変更又は電流基準信号振幅の変更を含み、前記作動状態の変更は、前記勾配電源ドライバー段回路の温度変更、スイッチング周波数の変更及び変調方式の変更を含み、
前記グループ化方式は、グループ内のモジュール数又はモジュールの組み合せ方式を含み、
前記各モジュールグループの外部制御命令又は作動状態の変更に応じて、グループ化方式又は各モジュールグループ内の勾配ドライバーモジュールの作動方式を変更するステップは、前記勾配電源システムの温度が第1の閾値以下である状態で、電流基準制御信号の振幅が第3の閾値以下である状態が継続して第1の時間を超え、又は電流基準信号変化率が第2の閾値より大きい場合に、すべてのモジュールグループに周波数倍増変調方式を使用し、電流基準制御信号の振幅がこの第3の閾値より小さい状態が継続してこの第1の時間を超えず、且つ、電流基準信号変化率がこの第2の閾値以下であり、又は電流基準信号変化率がこの第2の閾値以下で、且つ、電流基準制御信号の振幅がこの第3の閾値より大きい場合に、すべてのモジュールグループにユニポーラ変調方式を使用するステップを含む、
勾配電源ドライバー段回路の制御方法。
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