采用高边电流检测技术的X射线机灯丝电源

摘要

本发明公开了一种采用高边电流检测技术的X射线机灯丝电源，包括依次电连接的电流取样电路、高边电流检测电路、逆变控制电路、逆变器主电路和输出变压器；还包括直流稳压电源和与逆变控制电路电连接的外部控制信号接口；电流取样电路、高边电流检测电路、逆变控制电路和逆变器主电路分别与直流稳压电源电连接。本发明采用高边电流检测技术实现输入电流闭环，能更好的控制X射线机的管电流。

说明书

技术领域

本发明涉及一种电源，尤其涉及一种X射线机灯丝电源。

背景技术

灯丝电源是X射线机的重要组成部分，在X射线机中用来给X射线管中的灯丝提供电能，从而使灯丝获得能量蒸发出电子。X射线机的管电流稳定性和灯丝电源的性能密切相关。而且X射线机在使用过程中还需要通过调节灯丝电源给灯丝输出的能量，对管电流的大小进行调节，这就需要灯丝电源对输出的能量进行控制。

由于X射线管中的灯丝通常处在高电位状态，所以不能直接将其连接到普通电源适配器，更不能用直流给其供电，一般使用交流源通过灯丝变压器给其供电从而隔离高压。

传统工频X射线机是采用工频自耦调压器或者串联大功率可变电阻等等方式，以开环方式给灯丝供电，这种方式不仅灯丝变压器体积大，而且调节不便，控制灯丝能量精度低。

在高频X射线机中灯丝电源一般采用逆变方式提高频率来减小灯丝变压器体积。在灯丝能量控制方面有如下三种方案：一、直接改变脉冲宽度的开环方案；二、灯丝变压器初级交流电流闭环控制方案；三、在逆变之前增加一级恒流源的方案。可以看出：方案一显然精度低；方案二会受到无功功率和波形因素的影响，也不准确；方案三需要两级变换器，结构复杂，而且恒流源的输出功率会随着负载电阻变化，输出能量不稳定。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种采用高边电流检测技术的X射线机灯丝电源。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为一种采用高边电流检测技术的X射线机灯丝电源，其特征在于：包括依次电连接的电流取样电路、高边电流检测电路、逆变控制电路、逆变器主电路和输出变压器；还包括直流稳压电源和与逆变控制电路电连接的外部控制信号接口；电流取样电路、高边电流检测电路、逆变控制电路和逆变器主电路分别与直流稳压电源电连接；电流取样电路将逆变器输入电流变成电压信号，电压信号通过高边电流检测电路放大并转变成与逆变控制电路共地的电压信号，逆变控制电路首先将与逆变控制电路共地的电压信号与外部控制接口传来的电流设定信号做误差放大，随后随误差放大器的输出电压变化脉冲宽度的脉冲信号，再由逆变控制电路中的驱动电路部分对脉冲信号做功率放大和电平转换，驱动逆变器主电路中的功率管，再通过输出变压器给X射线管灯丝供电。

    作为本发明进一步改进的技术方案，所述在直流稳压电源高边串联有小阻值电阻作为电流取样电路。

与现有技术相比，本发明采用高边电流检测技术实现输入电流闭环，而电源输入又是稳压直流电源，使得这个结构简单的电路实现了对输入功率的闭环控制。又因为电流取样点紧靠在逆变器主电路之前，而逆变器主电路本身消耗的功率小到可以忽略，所以本电路实现了对输送到灯丝上的功率的控制。根据X射线管原理，在管电压一定的情况下灯丝的温度直接控制着管电流，而温度肯定是直接受发热体控制，这里指X射线管灯丝，所以对直接输送到灯丝上的功率进行控制，能更好的控制X射线机的管电流。

附图说明

图1为本发明的模块结构示意图。

图2为本发明的电路原理示意图。

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。

具体实施方式

实施例1

    参见图1和图2，本采用高边电流检测技术的X射线机灯丝电源，包括依次电连接的电流取样电路、高边电流检测电路、逆变控制电路、逆变器主电路和输出变压器；还包括直流稳压电源和与逆变控制电路电连接的外部控制信号接口；电流取样电路、高边电流检测电路、逆变控制电路和逆变器主电路分别与直流稳压电源电连接；电流取样电路将逆变器输入电流变成电压信号，电压信号通过高边电流检测电路放大并转变成与逆变控制电路共地的电压信号，逆变控制电路首先将与逆变控制电路共地的电压信号与外部控制接口传来的电流设定信号做误差放大，随后随误差放大器的输出电压变化脉冲宽度的脉冲信号，再由逆变控制电路中的驱动电路部分对脉冲信号做功率放大和电平转换，驱动逆变器主电路中的功率管，再通过输出变压器给X射线管灯丝供电。在直流稳压电源高边串联有小阻值电阻作为电流取样电路。

本实施例中使用直流稳压电源供电，电流取样电路在电源高边，即电源轨串联小阻值电阻作为电流取样电阻，将逆变器输入电流变成电压信号，再由高边电流检测电路将此该信号放大并转变成与逆变控制电路共地的电压信号。逆变控制电路首先将此信号与外部控制接口传来的电流设定信号用比例积分器做误差放大，之后输出随误差放大器的输出电压变化脉冲宽度的脉冲信号，再由逆变控制电路中的驱动电路部分对脉冲信号做功率放大和电平转换从而能够驱动逆变器主电路中的功率管。这样使得灯丝电源实现对主功率电路输入电流闭环控制。由于高边电流检测电路的输出电压与逆变控制电路共地，所以使用简单的外部控制信号接口电路即可实现控制电流大小的电流设定信号输入和灯丝正常信号输出等外部控制信号连接。

    本实施例中使用直流稳压电源供电，在电源高边串联小阻值电阻，将逆变器输入电流变成电压信号，再由高边电流检测电路将这个信号放大并转变成与逆变控制电路共地的电压信号，从而让灯丝电源实现对主功率电路输入电流闭环控制，并且由于共地而使得连接控制信号简单易行。因为采用高边电流检测技术实现输入电流闭环，而电源输入又是稳压直流电压源，上消耗的功率这使得这个结构简单的电路实现了对输入功率的闭环控制。又因为电流取样点紧靠在逆变器主电路之前，而逆变器主电路本身消耗的功率小到可以忽略，所以本实施例实现了对输送到灯丝上的功率的控制。根据X射线管原理，在管电压一定的情况下灯丝的温度直接控制着管电流，而温度肯定是直接受发热体，控制，这里指X射线管灯丝，所以对直接输送到灯丝上的功率进行控制，能更好的控制X射线机的管电流。