[發明專利]一種高壓發生器拓撲電路及輸出電壓紋波的抑制方法

在審

• 申請號: 202211292947.5
• 申請日: 2022-10-21
• 公開（公告）號: CN115622433A
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發明（設計）人: 范聲芳;胡慶燚;陳飛
• 申請（專利權）人: 蘇州博思得電氣有限公司
• 主分類號: H02M7/537
• 分類號: H02M7/537;H02M1/08;H02M1/14
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 陳丕光

本發明公開了一種高壓發生器拓撲電路及輸出電壓紋波的抑制方法，該拓撲電路包括：輸入濾波器、第一整流模塊、直流母線電容、高頻逆變模塊、諧振模塊、高頻升壓模塊、第二整流模塊、驅動模塊以及控制模塊；其中，拓撲電路與負載電路連接，負載電路設置在第二整流模塊和控制模塊之間，控制模塊還與諧振模塊相連接，通過控制模塊基于反饋電壓、諧振電流以及參考電壓生成控制信號，進而驅動模塊根據控制信號生成驅動信號，高頻逆變模塊利用驅動信號實現對直流電壓上紋波的抑制，將輸出電壓紋波抑制在很小范圍，無需增加大量直流母線電容或二次諧波器，減小了高壓發生器整機尺寸，降低了成本。

技術領域

本發明涉及電壓紋波抑制技術領域，具體涉及一種高壓發生器拓撲電路及輸出電壓紋波的抑制方法。

背景技術

高壓發生器廣泛用于X射線攝影/透視系統，CT(Computed Tomography，電子計算機斷層掃描)等。用于X射線攝影的高壓發生器的負載為X射線管，其輸出電壓、電流的范圍很寬，例如電壓從40kV(千伏)到150kV，電流從10mA(毫安)到1000mA。

X射線高壓發生器多采用LCC諧振變換器(一種串并聯諧振變換器)，當網電源為單相供電時，由于輸入功率存在二次脈動，導致直流母線電容出現脈動，進而真空電子負載出現脈動，相應的直流側功率也存在二次脈動，因此直流母線電容電壓上會疊加二次紋波，輸出電壓出現脈動紋波，進而影響產品性能；當網電源為三相供電時，如果采用三相不控整流電路，整流模塊產生脈動，進而導致直流母線電容出現脈動，其直流側電壓會疊加六次紋波。母線電壓的波動會使得輸出電壓波動，進而影響產品性能。

為了克服上述二次、六次紋波對產品性能的影響，需要對N次紋波波動進行抑制，傳統紋波抑制方法是：方法一：增大直流母線電容；方法二：直流側并聯二次諧振支路，構成二次陷波器；方法三：傳統電壓、電流雙閉環控制利用PID控制器(Proportion IntegrationDifferentiation，比例-積分-微分控制器)實現電壓電流雙閉環調節(如圖2所示)。

但是，利用方法一與方法二進行紋波抑制，簡單可靠，但會極大增加成本和體積；方法三成本低，但無法將輸出紋波抑制在很小范圍內，并不能有效抑制紋波，例如紋波要求1％以下，通常用在對輸出紋波要求不高的場合。

因此，需要有新型的高壓發生器紋波抑制方法，既能將輸出紋波抑制在很小范圍，又極少增加成本。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題在于克服傳統紋波抑制方法不能將輸出紋波抑制在很小范圍，且成本高的缺陷，從而提供一種高壓發生器拓撲電路及輸出電壓紋波的抑制方法。

本發明實施例提供了一種高壓發生器拓撲電路，拓撲電路包括：輸入濾波器、第一整流模塊、直流母線電容、高頻逆變模塊、諧振模塊、高頻升壓模塊、第二整流模塊、驅動模塊以及控制模塊；其中，所述拓撲電路與負載電路連接，所述負載電路設置在所述第二整流模塊和所述控制模塊之間，所述控制模塊還與所述諧振模塊相連接；

所述負載電路，用于接收經過所述輸入濾波器、所述第一整流模塊、所述直流母線電容、所述高頻逆變模塊、所述諧振模塊、所述高頻升壓模塊和所述第二整流模塊處理后的直流電，并輸出反饋電壓給所述控制模塊；

所述諧振模塊，用于接收經過所述輸入濾波器、所述第一整流模塊、所述直流母線電容、所述高頻逆變模塊的交流電，并輸出諧振電流給所述控制模塊；

所述控制模塊，用于接收所述反饋電壓和所述諧振電流，并結合參考電壓生成控制信號，以及將所述控制信號發送至所述驅動模塊；

所述驅動模塊，用于接收并根據所述控制信號生成驅動信號，將所述驅動信號發送至所述高頻逆變模塊，所述驅動信號用于驅動所述高頻逆變模塊抑制直流電壓上的紋波；

其中，所述控制模塊，包括：第一運算器、重復控制器、第二運算器、電壓控制器和脈沖調制器；