TWI456620B

TWI456620B - X光管電源裝置、具該裝置之電源系統及其操作方法

Info

Publication number: TWI456620B
Application number: TW101150843A
Authority: TW
Inventors: Ming Whang Wang; hong wen Chen
Original assignee: Delta Electronics Inc
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2014-10-11
Also published as: TW201426808A; US9192036B2; US20140185774A1

Claims

一種X光管電源裝置，係包含：一第一電源轉換單元，係包含一第一變壓器，該第一變壓器係接收一第一交流電壓，並且轉換該第一交流電壓以產生一正電壓與一驅動電壓；一第二電源轉換單元，係包含一第二變壓器，該第二變壓器係接收一第二交流電壓，並轉換該第二交流電壓以產生一負電壓；及一功率開關單元，係連接該第一變壓器與該第二變壓器；其中，當該驅動電壓控制該功率開關單元導通時輸出該正電壓；當該驅動電壓控制該功率開關單元截止時輸出該負電壓。
如申請專利範圍第1項所述之X光管電源裝置，其中該第一變壓器係具有一一次側繞組與兩二次側繞組，該一次側繞組係接收該第一交流電壓，並轉換該第一交流電壓分別在該兩二次側繞組產生一第一交流轉換電壓與一第二交流轉換電壓；該第一電源轉換單元係更包含：一第一整流電路，係接收該第一交流轉換電壓，並且整流該第一交流轉換電壓為一第一直流電壓；一第二整流電路，係接收該第二交流轉換電壓，並且整流該第二交流轉換電壓為一第二直流電壓；一第一濾波電路，係接收該第一直流電壓，並且濾波該第一直流電壓，以產生該正電壓；及一第二濾波電路，係接收該第二直流電壓，並且濾波該第二直流電壓，以產生該驅動電壓。
如申請專利範圍第1項所述之X光管電源裝置，其中該第二變壓器係具有一一次側繞組與兩二次側繞組，該一次側繞組係接收該第二交流電壓，並轉換該第二交流電壓在其中一該二次側繞組產生一第三交流轉換電壓；該第二電源轉換單元係更包含：一第三整流電路，係接收該第三交流轉換電壓，並且整流該第三交流轉換電壓為一第三直流電壓；及一第三濾波電路，係接收該第三直流電壓，並且濾波該第三直流電壓，以產生該負電壓。
如申請專利範圍第1項所述之X光管電源裝置，其中該第一變壓器與該第二變壓器係耦接一高負電壓參考電位；該第一變壓器係為一柵極變壓器(grid transformer)，該第二變壓器係為一燈絲變壓器(filament transformer)。
如申請專利範圍第2項所述之X光管電源裝置，其中該X光管電源裝置係更包含一穩壓驅動電路，該穩壓驅動電路係連接該第二濾波電路，使得在穩壓保護下，對該功率開關單元提供該驅動電壓。
如申請專利範圍第1項所述之X光管電源裝置，其中該功率開關元件係為一金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFT)、絕緣閘雙極電晶體(IGBT)、電晶體(Transistor)或矽控整流器(SCR)。
一種具X光管電源裝置之電源系統，係包含：一X光管，係具有一陰極與一陽極；及一X光管電源裝置，係電性連接該X光管，該X光管電源裝置係包含：一第一電源轉換單元，係包含一第一變壓器，該第一變壓器係接收一第一交流電壓，並且轉換該第一交流電壓以產生一正電壓與一驅動電壓；一第二電源轉換單元，係包含一第二變壓器，該第二變壓器係接收一第二交流電壓，並轉換該第二交流電壓以產生一負電壓；及一功率開關單元，係連接該第一變壓器與該第二變壓器；其中，當該驅動電壓控制該功率開關單元截止時輸出該負電壓，以抑制該X光管之該陰極產生一電子流能量；當該驅動電壓控制該功率開關單元導通時輸出該正電壓，以驅動該X光管之該陰極產生該電子流能量以撞擊該陽極而產生X光。
如申請專利範圍第7項所述之具X光管電源裝置之電源系統，其中該第一變壓器係具有一一次側繞組與兩二次側繞組，該一次側繞組係接收該第一交流電壓，並轉換該第一交流電壓分別在該兩二次側繞組產生一第一交流轉換電壓與一第二交流轉換電壓；該第一電源轉換單元係更包含：一第一整流電路，係接收該第一交流轉換電壓，並且整流該第一交流轉換電壓為一第一直流電壓；一第二整流電路，係接收該第二交流轉換電壓，並且整流該第二交流轉換電壓為一第二直流電壓；一第一濾波電路，係接收該第一直流電壓，並且濾波該第一直流電壓，以產生該正電壓；及一第二濾波電路，係接收該第二直流電壓，並且濾波該第二直流電壓，以產生該驅動電壓。
如申請專利範圍第7項所述之具X光管電源裝置之電源系統，其中該第二變壓器係具有一一次側繞組與兩二次側繞組，該一次側繞組係接收該第二交流電壓，並轉換該第二交流電壓在其中一該二次側繞組產生一第三交流轉換電壓；該第二電源轉換單元係更包含：一第三整流電路，係接收該第三交流轉換電壓，並且整流該第三交流轉換電壓為一第三直流電壓；及一第三濾波電路，係接收該第三直流電壓，並且濾波該第三直流電壓，以產生該負電壓。
如申請專利範圍第7項所述之具X光管電源裝置之電源系統，其中該第一變壓器與該第二變壓器係耦接一高負電壓參考電位；該第一變壓器係為一柵極變壓器(grid transformer)，該第二變壓器係為一燈絲變壓器(filament transformer)。
如申請專利範圍第8項所述之具X光管電源裝置之電源系統，其中該X光管電源裝置係更包含一穩壓驅動電路，該穩壓驅動電路係連接該第二濾波電路，使得在穩壓保護下，對該功率開關單元提供該驅動電壓。
如申請專利範圍第7項所述之具X光管電源裝置之電源系統，其中該電源系統係更包含一高電壓產生單元，該高電壓產生單元係產生一高負電壓與高正電壓，以分別對該X光管之該陰極與該陽極供電。
如申請專利範圍第9項所述之具X光管電源裝置之電源系統，其中該第二變壓器之另一該二次側繞組係一第四交流轉換電壓，以對該X光管之該陰極提供預熱所需之電壓。
一種具X光管電源裝置電源系統之操作方法，係包含下列步驟： (a)提供一X光管，該X光管係具有一陰極與一陽極； (b)提供一X光管電源裝置，該X光管電源裝置係產生一正電壓、一驅動電壓以及一負電壓； (c)提供一功率開關單元； (d)當該驅動電壓控制該功率開關單元截止時，該X光管電源裝置係輸出該負電壓，以抑制該X光管之該陰極產生一電子流能量；及 (e)當該驅動電壓控制該功率開關單元導通時，該X光管電源裝置係輸出該正電壓，以驅動該X光管之該陰極產生該電子流能量以撞擊該陽極而產生X光。
如申請專利範圍第14項所述之電源系統之操作方法，其中該X光管電源裝置係電性連接該X光管；該X光管電源裝置係包含：一第一電源轉換單元，係包含一第一變壓器，該第一變壓器係接收一第一交流電壓，並且轉換該第一交流電壓以產生該正電壓與該驅動電壓；及一第二電源轉換單元，係包含一第二變壓器，該第二變壓器係接收一第二交流電壓，並轉換該第二交流電壓以產生該負電壓。
如申請專利範圍第15項所述之電源系統之操作方法，其中該第一變壓器係具有一一次側繞組與兩二次側繞組，該一次側繞組係接收該第一交流電壓，並轉換該第一交流電壓分別在該兩二次側繞組產生一第一交流轉換電壓與一第二交流轉換電壓；該第一電源轉換單元係更包含：一第一整流電路，係接收該第一交流轉換電壓，並且整流該第一交流轉換電壓為一第一直流電壓；一第二整流電路，係接收該第二交流轉換電壓，並且整流該第二交流轉換電壓為一第二直流電壓；一第一濾波電路，係接收該第一直流電壓，並且濾波該第一直流電壓，以產生該正電壓；及一第二濾波電路，係接收該第二直流電壓，並且濾波該第二直流電壓，以產生該驅動電壓。
如申請專利範圍第15項所述之電源系統之操作方法，其中該第二變壓器係具有一一次側繞組與兩二次側繞組，該一次側繞組係接收該第二交流電壓，並轉換該第二交流電壓在其中一該二次側繞組產生一第三交流轉換電壓；該第二電源轉換單元係更包含：一第三整流電路，係接收該第三交流轉換電壓，並且整流該第三交流轉換電壓為一第三直流電壓；及一第三濾波電路，係接收該第三直流電壓，並且濾波該第三直流電壓進行，以產生一負電壓。
如申請專利範圍第16項所述之電源系統之操作方法，其中該X光管電源裝置係更包含一穩壓驅動電路，該穩壓驅動電路係連接該第二濾波電路，使得在穩壓保護下，對該功率開關單元提供該驅動電壓。
如申請專利範圍第15項所述之電源系統之操作方法，其中該電源系統係更包含一高電壓產生單元，該高電壓產生單元係產生一高負電壓與高正電壓，以分別對該X光管之該陰極與該陽極供電。
如申請專利範圍第17項所述之電源系統之操作方法，其中該第二變壓器之另一該二次側繞組係產生一第四交流轉換電壓，以對該X光管之該陰極提供預熱所需之電壓。