[發(fā)明專利]多輸出高壓電源和具有多輸出高壓電源的分布式射線源

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811632243.1
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號(hào): CN109450246A
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李元景;劉耀紅;唐華平;劉晉升;劉西穎;秦占峰;賈瑋;潘勁松
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué);同方威視技術(shù)股份有限公司;新鴻電子有限公司
• 主分類號(hào): H02M3/00
• 分類號(hào): H02M3/00;H05G1/12
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 楊?yuàn)?/td>

本公開的實(shí)施例公開了一種多輸出高壓電源，包括通道選擇電路(103)，包括多個(gè)開關(guān)；以及高壓電源模塊(101)，連接到所述通道選擇電路(103)，并且包括串聯(lián)連接的精調(diào)電源組件(110)和多個(gè)粗調(diào)電源組件(120?1～120?N)，其中所述高壓電源模塊(101)的一個(gè)高壓輸出端連接到所述通道選擇電路(103)的公共端，并且所述高壓電源模塊(101)的另一個(gè)高壓輸出端通過電流取樣電阻接地。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及高壓電源的領(lǐng)域，具體地，涉及基于直流隔離電源模塊的多輸出高壓電源和具有多輸出高壓電源的分布式射線源。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的高壓電源通常都是針對單一負(fù)載的單輸出電源，且輸出電壓的調(diào)節(jié)通常需要較長時(shí)間，例如在毫秒甚至秒的量級(jí)。在某些應(yīng)用場合，這種單輸出電源可能無法滿足需求。例如，具有多個(gè)陰極的分布式X射線源(如新鴻電子有限公司開發(fā)的分布式X射線源)在一個(gè)時(shí)刻只允許一個(gè)陰極處于工作狀態(tài)，每個(gè)陰極的工作電流和工作時(shí)間都可能不一樣，陰極之間切換的時(shí)間最短要求在微秒量級(jí)，并且陰極的工作電壓達(dá)到上千伏。針對這種分布式X射線源，需要一種具有多個(gè)可切換的輸出通道(其中每個(gè)通道的輸出電壓可以靈活快速調(diào)整)且在微秒級(jí)時(shí)間內(nèi)完成通道切換和電壓調(diào)整的高壓電源，以對分布式X射線源的多個(gè)陰極進(jìn)行靈活控制。

一種已知的多輸出高壓電源的實(shí)現(xiàn)方法是以一個(gè)負(fù)高壓直流電源的高壓輸出作為母線，從高壓母線向各輸出通道分別串接MOSFET。如果某個(gè)通道的MOSFET工作在截止區(qū)，則該通道不輸出高壓；如果某個(gè)通道的MOSFET工作在線性區(qū)，則該通道輸出高壓。

上述多輸出高壓電源實(shí)現(xiàn)方法的不利之處在于，MOSFET工作在線性區(qū)會(huì)產(chǎn)生大量的熱，如果散熱不好，則MOSFET會(huì)因?yàn)檫^熱而損壞，而且每個(gè)通道在一定的導(dǎo)通電流狀態(tài)下(通常百毫安級(jí))不能維持長時(shí)間連續(xù)或高占空比的工作狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本公開旨在設(shè)計(jì)一種多輸出高壓電源，以在幾個(gè)微秒的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)不同通道間高壓輸出的快速切換和輸出電壓的靈活快速調(diào)整，同時(shí)避免MOSFET開關(guān)的線性區(qū)工作狀態(tài)，減小電路的發(fā)熱，增加可靠性，延長壽命，降低成本。

根據(jù)本公開的一個(gè)方面，提供了一種多輸出高壓電源，包括：

通道選擇電路(103)，包括多個(gè)開關(guān)；以及

高壓電源模塊(101)，包括串聯(lián)連接的精調(diào)電源組件(110)和多個(gè)粗調(diào)電源組件(120-1～120-N)，其中所述高壓電源模塊(101)的一個(gè)高壓輸出端連接到所述通道選擇電路(103)的公共端，并且所述高壓電源模塊(101)的另一個(gè)高壓輸出端通過電流取樣電阻接地。高壓電源模塊的輸出電壓可以在微秒級(jí)調(diào)整，通道選擇電路中的通道選擇開關(guān)工作在開關(guān)狀態(tài)，避免了工作在線性區(qū)的發(fā)熱問題。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述多個(gè)粗調(diào)電源組件(120-1～120-N)中的每一個(gè)包括直流隔離電源模塊、輸出控制開關(guān)和旁路二極管，所述直流隔離電源模塊的輸出正極連接到所述旁路二極管的陰極，并且所述直流隔離電源模塊的輸出負(fù)極在串聯(lián)連接到所述輸出控制開關(guān)之后連接到所述旁路二極管的陽極。如果接通輸出控制開關(guān)，那么旁路二極管截止，電源組件的輸出電壓被接入高壓電源模塊；如果斷開輸出控制開關(guān)，那么電源組件的輸出電壓不被接入高壓電源模塊。如果有N個(gè)電源組件的輸出串聯(lián)在一起，就可以疊加出最高N倍的電源組件電壓的電源，輸出電壓的調(diào)整精度為電源組件的輸出電壓，輸出電壓的調(diào)整速度為輸出控制開關(guān)的切換速度。