[發明專利]一種寬電源輸入X射線管旋轉陽極驅動裝置及控制旋轉陽極的方法

有效

• 申請號: 201610720899.3
• 申請日: 2016-08-24
• 公開（公告）號: CN106128926B
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 劉金虎;汪文俊
• 申請（專利權）人: 南京普愛醫療設備股份有限公司
• 主分類號: H01J35/10
• 分類號: H01J35/10;H05G1/10;H05G1/30;H05G1/08
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明涉及電子醫療領域，特別是涉及一種寬電源輸入X射線管旋轉陽極驅動裝置及控制旋轉陽極的方法。

背景技術

目前，在電子醫療領域的醫用X射線機設備的球管中，根據曝光功率的不同要求，有固定陽極和旋轉陽極球管。中、大型功率的X射線管在曝光時的功率較高，需要陽極靶面旋轉起來避免局部過熱而融化。X射線管旋轉陽極靶面由與之連接的異步電機的轉子驅動。

然而不同的X射線機設備的因使用場合的原因，供電電源有很大差異，大致有三相四線制、三相三線制、單相供電、電池供電幾種。如圖1所示，X射線機系統采用蓄電池組供電，需要先經過逆變器逆變成為交流220V的電源，再輸入到變頻器中，驅動旋轉陽極轉動。不同供電方式下，需要的旋轉陽極驅動的裝置各異，帶來不同型號的變頻器、變壓器、逆變器使用，增加了中間能量損耗，也增加了系統的成本和故障率。

發明內容

發明目的：本發明的目的是提供一種能夠解決現有技術中存在的缺陷的寬電源輸入X射線管旋轉陽極驅動裝置及控制旋轉陽極的方法。

技術方案：本發明所述的寬電源輸入X射線管旋轉陽極驅動裝置，包括全橋逆變模塊和電機，電機包括定子繞組和轉子，轉子連接陽極靶面，定子繞組包括主繞組和副繞組，主繞組的自由端連接啟動電容C1的一端，啟動電容C1的另一端連接副繞組的自由端，副繞組的自由端、主副繞組的公共端分別連接全橋逆變模塊，全橋逆變模塊還連接直流輸入模塊，直流輸入模塊連接整流模塊，整流模塊設有交流輸入端。

進一步，為了滿足啟動電壓較大的X射線管的需求，本發明的驅動裝置還包括升壓控制模塊，升壓控制模塊分別連接直流輸入模塊和全橋逆變模塊。

進一步，所述升壓控制模塊包括絕緣柵雙極型晶體管T5，絕緣柵雙極型晶體管T5的柵極輸入PWM信號，絕緣柵雙極型晶體管T5的漏極連接儲能電感L1的一端，儲能電感L1的另一端連接直流輸入模塊，絕緣柵雙極型晶體管T5的源極連接濾波電容EC1的一端，濾波電容EC1的另一端連接單向可控硅SCR1的陰極，單向可控硅SCR1的陰極還連接全橋逆變模塊，單向可控硅SCR1的陽極連接絕緣柵雙極型晶體管T5的漏極，單向可控硅SCR1的控制極輸入控制信號。其中，單向可控硅SCR1不僅能起到防止濾波電容EC1倒灌電流的作用，還能控制濾波電容EC1的充電，避免充電電流過大，節省了電阻和繼電器組成的電容充電延時保護電路。并且，通過調節絕緣柵雙極型晶體管T5的柵極輸入信號的占空比，使得在采用交流電源供電時，交流輸入電流波形能夠跟蹤交流輸入電壓波形，從而減小電流波形的畸變，減小電網的諧波，提高功率因數。此外，通過調節絕緣柵雙極型晶體管T5的柵極輸入信號的占空比，還能使升壓控制模塊輸出的電壓達到旋轉陽極啟動時要求的電壓，特別是在采用蓄電池模組供電時，能夠有效提高升壓控制模塊的輸出電壓。

進一步，還包括采樣模塊、采樣電阻R1、采樣電阻R2、采樣電阻R3、采樣電阻R4和采樣電阻R5，所述儲能電感L1的另一端連接采樣電阻R1的一端，采樣電阻R1的一端連接采樣電阻R2的一端，采樣電阻R2的另一端連接采樣電阻R3的一端，采樣電阻R3的另一端連接絕緣柵雙極型晶體管T5的源極，采樣電阻R1和采樣電阻R2之間設有第一采樣點，采樣電阻R3的另一端設有第三采樣點，采樣電阻R5的一端連接濾波電容EC1的一端，采樣電阻R5的另一端連接采樣電阻R4的一端，采樣電阻R4的另一端連接單向可控硅SCR1的陰極，采樣電阻R4和采樣電阻R5之間設有第二采樣點，第一采樣點、第二采樣點和第三采樣點分別連接采樣模塊。其中，第一采樣點的電壓即為直流輸入電壓，第二采樣點的電壓即為直流輸出電壓，第三采樣點的電流即為直流母線電流。這樣可以通過采樣模塊檢測第一采樣點的電壓、第二采樣點的電壓和第三采樣點的電流，然后采用滯環比較控制方法，通過調節絕緣柵雙極型晶體管T5的柵極輸入信號的占空比，使得在采用交流電源供電時，交流輸入電流波形能夠跟蹤交流輸入電壓波形，從而減小電流波形的畸變，減小電網的諧波，提高功率因數。

進一步，還包括采樣模塊和采樣電阻R6，采樣電阻R6的一端連接主副繞組的公共端，采樣電阻R6的另一端連接全橋逆變模塊，采樣電阻R6的一端還設有第四采樣點，第四采樣點連接采樣模塊。這樣可以通過采樣模塊檢測第四采樣點的電流，根據第四采樣點的電流調節全橋逆變模塊中的柵極輸入信號。

進一步，所述整流模塊包括整流橋DB1和整流橋DB2，整流橋DB1的交流輸入端和整流橋DB2的交流輸入端作為整流模塊的交流輸入端。