[發明專利]一種用于X射線管的數字高壓電源裝置

在審

• 申請號: 202110636184.0
• 申請日: 2021-06-08
• 公開（公告）號: CN113347772A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 李知兵;孫晶環;高貴龍;鄭虎
• 申請（專利權）人: 西安羲和永青醫療科技有限責任公司
• 主分類號: H05G1/12
• 分類號: H05G1/12;H05G1/32;H05G1/34;H02J7/00;H02M3/335
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 燕肇琪

本發明涉及一種電池驅動的數字高壓電源裝置，包括功率電池單元、按鍵單元、電源主板、高壓調壓電路、燈絲調壓電路、倫琴射線管；電源主板包括輔助電源電路、高壓驅動電路、燈絲驅動電路、DSP數字控制模塊、通訊接口電路；DSP模塊接受來自輔助電源的供電以及接受通訊接口和按鍵單元傳來的指令，輸出控制驅動信號；高壓調壓電路、燈絲調壓電路輸出符合要求的電壓至倫琴射線管，同時反饋信號至電源主板中的DSP數字控制模塊，構成閉環控制回路，通訊接口單元還可以把電源的工作狀態傳輸給上位控制單元。同現有技術相比，電池供電能夠保證高效率、低能耗，滿足手持便攜式醫用X射線管對數字高壓電源裝置的所有技術要求。

技術領域

本發明屬于高壓電源技術領域，涉及一種電池驅動的數字高壓電源裝置，特別涉及一種手持便攜式醫用X射線管的數字高壓電源裝置。

背景技術

X射線攝影裝置可對人體內部的骨折、骨裂、結節等病癥進行檢測，也可對工業設備內部缺陷、元器件分布情況等進行無損檢測，是現代檢測行業的重要裝置；其核心器件包含X射線管及高壓電源，高壓電源作用于X射線管以產生X射線并對輻射劑量、頻率等參數進行調控，一般需要50kV以上的輸出。

在本發明以前的現有技術中，高壓電源所應用的電源驅動方式一般均采用市電供電，對電效率極端不敏感，且設備體積冗余大，X射線管的驅動電源也均以市電作為基礎電源，無法滿足手持移動使用，常規鋰電池只提供低直流電壓，無法滿足x射線管的激發需求；，同時該電源方案屬于模擬電源，在快速的啟動時，不能及時快速的構建閉環平衡電路，不能滿足可調x射線的快速調諧至需要的電壓的需求電源方案的參數調整又非常復雜，隨時間的推移會有器件時漂而不能補償，導致輸出值會產生變化。新能源汽車等相關行業以電池增壓和DC/AC轉換，可實現數百伏的動力用高壓電池總成能力，如豐田普銳斯，可達244.8V，但其不能滿足X射線管50kV以上的輸出使用要求；《一種X射線機高頻高壓電源的設計》中國醫學裝備文獻2019年4月第16卷第4期，張憲軍針對醫用X攝影裝置對高壓電源體積及成本的需求，提出了市電(220V-50Hz)AC濾波、升壓變換的方法，可實現60kV～70kV的輸出，但是該方案以(220V-50Hz)AC市電進行驅動，不滿足輕便靈活、無需插電的要求。按照應用場景，人體醫用數字X射線攝影設備面臨的輕便化、靈活化、無需插電的應用需求很突出，市場亟待發展電池供電的小型化、輕量級的高壓電源裝置和能夠驅動X射線管的電池供電高壓電源裝置。

發明內容

針對上述現有技術狀況，本發明的目的在于，提供一種能夠適應電池驅動模式且能夠實現低壓直流向高壓直流的升壓轉換的電池供電高壓電源裝置，以及能夠驅動X射線管的50kV以上的電池供電高壓電源裝置。

現將本發明技術解決方案敘述如下：

本發明一種用于X射線管的數字高壓電源裝置，其特征在于：包括負責提供能源的功率電池單元、按鍵單元、電源主板、高壓調壓電路、燈絲調壓電路、倫琴射線管；所述的電源主板包括輔助電源電路、高壓驅動LCC電路、燈絲驅動LCC電路、DSP數字控制模塊、通訊接口電路；所述電源主板中的DSP模塊接受來自輔助電源的供電以及接受通訊接口和按鍵單元傳來的指令，通過DSP模塊內部運行，輸出控制驅動信號驅動控制高壓驅動LCC電路、燈絲驅動LCC電路；高壓驅動LCC電路輸出控制驅動信號至高壓調壓電路；燈絲驅動LCC電路輸出控制驅動信號至燈絲調壓電路；高壓調壓電路、燈絲調壓電路輸出符合要求的電壓至倫琴射線管，同時反饋信號至電源主板中的DSP數字控制模塊，經DSP數字控制模塊單的特定控制算法后輸出脈沖控制信號控制高壓驅動LCC單元、燈絲驅動LCC單元，構成閉環控制回路，通訊接口單元還可以把電源的工作狀態傳輸給上位控制單元。

本發明進一步提供一種用于X射線管的數字高壓電源裝置，其特征在于：所述功率電池單元為高性能6S鋰電池驅動供電；所述電源主板中的DSP數字控制模塊根據X射線管電源拓撲結構進行多路控制并與數字設備進行遠程通信；DSP數字控制模塊的數字化使電源ZH裝置的控制部分的智能化、元器件的共通化、電源的動作狀態的遠距離監測成為了可能。