[發明專利]一種梯度放大器及核磁共振成像設備

有效

• 申請號: 201810205331.7
• 申請日: 2018-03-13
• 公開（公告）號: CN108418406B
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發明（設計）人: 林應鋒
• 申請（專利權）人: 上海東軟醫療科技有限公司
• 主分類號: H02M1/14
• 分類號: H02M1/14;H02M7/219;G01R33/385;A61B5/055
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 趙曉榮;王寶筠

本發明公開一種梯度放大器及核磁共振成像設備，其中，梯度放大器應用于核磁共振成像設備，用于為核磁共振成像設備中的梯度線圈提供電流，包括：整流器、H橋、濾波電路和控制電路；整流器連接交流電源，用于將交流電源提供的交流電整流為直流電；H橋的輸入端連接整流器的輸出端，H橋的輸出端連接濾波電路；濾波電路，用于濾除所述H橋輸出電流中的諧波；濾波電路的輸出端連接所述梯度線圈；濾波電路包括串聯的濾波電感和可變濾波阻抗；控制電路，用于當梯度線圈給定電流大于或等于梯度線圈飽和電流參考值時，增大可變濾波阻抗的阻抗值，能夠避免由于濾波電感磁飽和引起的梯度線圈電流震蕩，進而提高成像質量，而且可以降低產品制造成本。

技術領域

本發明涉及醫療設備技術領域，尤其涉及一種梯度放大器及核磁共振成像設備。

背景技術

梯度放大器的主要作用是為核磁共振成像設備中的梯度線圈提供驅動電流，并且能夠精確控制梯度線圈的電流，梯度線圈可以等效理解為一個電感，所以當梯度線圈電流快速變化時，梯度放大器需要瞬間輸出高壓；當梯度線圈電流是直流時，梯度放大器需要快速從高壓轉為一個低壓。

目前，梯度放大器使用串聯H橋拓撲滿足核磁共振成像的要求。具體可以參見圖1和圖2，為現有技術中提供的串聯H橋式的梯度放大器示意圖。

圖1為一個H橋的示意圖，圖2為三個H橋串聯在一起的示意圖。H橋的開關管由控制電路輸出的脈沖信號控制其通斷狀態。

三個H橋輸出電壓的相位彼此錯相，從而可以實現梯度線圈兩端等效開關頻率增加，這樣可以減少電流紋波，實現精確控制電流的目的。

為了保證梯度線圈電流不含有高頻諧波，將H橋輸出端連接電磁干擾(Electromagnetic Interference，EMI)濾波器，該EMI濾波器包括濾電感和濾波電容。其中，濾波電感是磁性材料，當梯度線圈的電流不斷增大時，濾波電感的電感值會隨著電流增大而減小，當梯度線圈的電流超出濾波電感額定電流值時，會導致濾波電感出現磁飽和，從而造成梯度線圈的電流產生震蕩，影響最終核磁共振成像設備的成像質量。

現有技術中為解決濾波電感磁飽和導致電流震蕩的問題，會選擇抗飽和特性較好的磁性材料的濾波電感，但是這樣將增加產品設計成本。

發明內容

為了解決現有技術中存在的以上技術問題，本發明實施例提供一種梯度放大器以及核磁共振成像設備，能夠避免由于濾波電感磁飽和引起的梯度線圈電流震蕩，進而提高成像質量，而且可以降低產品制造成本。

為此，本發明實施例提供如下技術方案：

第一方面，本發明實施例提供一種梯度放大器，該梯度放大器應用于核磁共振成像設備，用于為核磁共振成像設備中的梯度線圈提供電流，包括：整流器、H橋、濾波電路和控制電路；

所述整流器連接交流電源，用于將交流電源提供的交流電整流為直流電；

所述H橋的輸入端連接所述整流器的輸出端，所述H橋的輸出端連接所述濾波電路；

所述濾波電路，用于濾除所述H橋輸出電流中的諧波；所述濾波電路的輸出端連接所述梯度線圈；

所述濾波電路包括串聯的濾波電感和可變濾波阻抗；

所述控制電路，用于當梯度線圈給定電流大于或等于梯度線圈飽和電流參考值時，增大所述可變濾波阻抗的阻抗值。

可選的，所述可變濾波阻抗至少包括以下兩個并聯支路：第一支路和第二支路；

所述第一支路包括第一濾波電容；

所述第二支路包括串聯的第一阻抗和開關；

所述第一阻抗至少包括以下中的一種：電容和電感；