[發明專利]高精度正負對稱電源系統及其工作方法

在審

• 申請號: 202110429726.7
• 申請日: 2021-04-21
• 公開（公告）號: CN113311900A
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 肖毅
• 申請（專利權）人: 聚融醫療科技（杭州）有限公司
• 主分類號: G05F1/625
• 分類號: G05F1/625
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 周希良

本發明屬于電源技術領域，具體涉及高精度正負對稱電源系統及其工作方法。包括正電源閉環反饋電路、負電源閉環反饋電路和耦合控制器；所述耦合控制器的輸入端分別與正電源閉環反饋電路的輸出路徑和負電源閉環反饋電路的輸出路徑連接；所述耦合控制器的輸出端分別與正電源閉環反饋電路的反饋端和負電源閉環反饋電路的反饋端連接；所述反饋端均為比較器。本發明能夠實現正負電源聯動模式和獨立模式的切換，能夠保證正負電壓各自獨立精度的同時，也能夠保證輸出正負電壓的對稱度，具有結構簡單，節約硬件成本，以及能夠提高正反諧波成像模式下的圖像質量的特點。

技術領域

本發明屬于電源技術領域，具體涉及高精度正負對稱電源系統及其工作方法。

背景技術

在超聲成像系統中，程控正負高壓電源(以下簡稱±HV)為高壓脈沖發射電路供電，不同模式下的電源電壓受系統調控。在正反諧波成像模式下，要求HV的正負電源對稱度越高越好，能夠提升諧波成像的圖像質量。所述對稱度的定義為：正負電壓是輸出的絕對值相減3，除以設定目標值。即對稱度

＝(|+HV|-|-HV|)/|Vset|*100％。

目前，市面上的±HV設計，在考慮降低成本的情況下，往往采用+HV單路閉環控制、而-HV靠變壓器匝比保證電壓，但當負載不均衡時±HV對稱度較差。稍好一些的設計，會使用±HV各自獨立閉環控制來達到較好的獨立電壓精度，但正負兩路電源不能聯動，對稱度未必能得到保證。例如，設定目標值為100V，+HV閉環控制實際輸出+101V，-HV閉環控制實際輸出-98V，其各自的絕對精度均在2％以內，但對稱度(101-98)/100＝3％，距離1％的對稱度目標還有一定差距。

因此，設計一種能夠保證正負電壓各自獨立精度的同時，也能夠保證輸出正負電壓的對稱度的正負對稱電源系統，就顯得十分必要。

例如，申請號為CN201510036888.9的中國發明專利所述的一種正負對稱輸出電源及其醫療設備，包括第一固定反饋單元、第二固定反饋單元和第二動態反饋單元；所述第一固定反饋單元通過對所述第一電壓輸出端的電壓值采樣并反饋到所述第一反饋調節端；所述第二固定反饋單元對所述第二電壓輸出端的電壓值采樣并反饋到所述第二反饋調節端；所述第二動態反饋單元通過取得疊加的所述第一電壓輸出端和第二電壓輸出端的電壓值和地電位的差值，并將該差值反饋到所述第二反饋調節端，使得所述第一電壓輸出端和第二電壓輸出端上的電壓值對稱。雖然能夠自動地、準確地調節輸出電壓對稱性，但是其缺點在于，整體結構改動較大，需要較高的硬件成本，無法高精度的確保輸出正負電壓的對稱度。

發明內容

本發明是為了克服現有技術中，現有的程控正負高壓電源，無法保證正負電壓各自獨立精度的同時，也能夠保證輸出正負電壓的對稱度的問題，提供了一種能夠提升正負高壓電源的輸出電壓對稱度，且能夠提升諧波成像圖像質量的高精度正負對稱電源系統及其工作方法。

為了達到上述發明目的，本發明采用以下技術方案：

高精度正負對稱電源系統，包括正電源閉環反饋電路、負電源閉環反饋電路和耦合控制器；所述耦合控制器的輸入端分別與正電源閉環反饋電路的輸出路徑和負電源閉環反饋電路的輸出路徑連接；所述耦合控制器的輸出端分別與正電源閉環反饋電路的反饋端和負電源閉環反饋電路的反饋端連接；所述反饋端均為比較器。

作為優選，所述耦合控制器的輸入端與正電源閉環反饋電路輸出路徑的連接點為第一電壓采樣節點；所述耦合控制器的輸入端與負電源閉環反饋電路輸出路徑的連接點為第二電壓采樣節點；所述第一電壓采樣節點處和第二電壓采樣節點處均設有用于切換電壓反饋回路的一切二開關選擇電路。

作為優選，所述正電源閉環反饋電路和負電源閉環反饋電路均包括用于調節電源電壓輸出值的PI調節器；所述PI調節器與比較器連接。

作為優選，所述耦合控制器內部為模擬電路；所述模擬電路包括運算放大器。