[发明专利]用于x射线发生器的开关装置

说明书

背景技术

辐射发生器，尤其是x射线发生器可以包括谐振逆变器，其可以在高开关频率下工作，例如，在100kHz(千赫)或更高的开关频率下工作。这些开关频率可能导致增加的开关损耗。

在谐振逆变器中，可以利用多个开关，例如，几个MOSFET。这些MOSFET可以相互并联，它们的寄生输出电容可能会由于并联连接而累加。寄生输出电容可以与发生器的干线电压成反比，其输出电容在零电压开关(ZVS)下可能尤其大。

缺点是在接通时，可能在MOSFET的漏极和MOSFET的栅极之间发生寄生振荡。这些寄生振荡可能发生在处于电路桥的一部分内的一个MOSFET和处于电路桥的另一部分内的另一MOSFET之间。此外，还可能出现寄生电感。所生成的寄生振荡可能产生限制谐振逆变器的安全运行的高损耗。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于x射线发生器的开关装置和一种用于x射线发生器的开关装置的控制方法，其可以减少由谐振功率变换器的输出处的开关切换而导致的振荡现象。

本发明的目的是通过独立权利要求的主题实现的，在独立权利要求中包含了有利实施例。

根据本发明的示范性实施例，提供了一种用于在谐振功率变换器的输出端提供所需的输出电力电压的用于x射线发生器的开关装置。所述开关装置可以包括主开关和辅助开关，其中，所述主开关可以包括第一内部电容，并且其中，可以将所述辅助开关并联连接到所述主开关上。此外，所述主开关可以是可控的，所述辅助开关也可以是可控的。此外，能够与所述主开关相关地对所述辅助开关进行控制，其中，可以对所述辅助开关进行控制，从而使所述主开关的第一内部电容放电。

采用所提出的电路，可以以降低的开关损耗接通主开关。提供了主开关的平滑或柔和的开关切换。可以减少开关过程中的寄生振荡。

一种降低开关损耗的方法可以是零电流开关(ZCS)，其可以是一种柔和的开关方法。谐振逆变器可以在与准谐振零电流开关(ZCS)模式结合的零电压开关(ZVS)模式下工作。在这一开关模式下，可以监测通过负载的谐振电流，并且可以采用相移装置(PD传递函数)估算适当的开关点。在预定的开关时间上，可以对诸如MOSFET的开关进行开关转换，因而可以执行从一个功率电平到另一功率电平的调节过程。例如，在WO 2006/114719A1中对零电流开关(ZCS)的状况做出了解释。

主开关可以包括输出电容，其可以是寄生电容，并且其可以是第一主开关的输出电容。

根据本发明的示范性实施例，所述辅助开关可以按照与主开关同步的方式工作。

可以提供关于主开关和辅助开关的接通和/或断开的同步。

根据本发明的示范性实施例，主开关可以包括第一MOSFET。

所述MOSFET为半导体，其可以为CFD型MOSFET，例如，其属于Infineon公司的CoolMOS^TM功率晶体管系列。所述MOSFET可以具有大约50V(伏)的输出电压。与其它半导体，例如，IGBT相比，MOSFET可以在更短的时间内开关。

根据示范性实施例，所述辅助开关可以包括第二MOSFET。

可以预见，第一MOSFET和第二MOSFET在其电性能和热性能方面并不等同。第二MOSFET可以包括不同的R_dson，其可以是体电阻，也可以是MOSFET的路径电阻。所述第二MOSFET和第一MOSFET可以具有相同的电压等级，例如，600V(伏)。此外，第一MOSFET和第二MOSFET可以位于分离的外壳内。

根据示范性实施例，可以使第一MOSFET的第一漏极连接与第二MOSFET的第二漏极连接进行连接，可以使第一MOSFET的第一源极连接与第二MOSFET的第二源极连接进行连接。

MOSFET可以包括源极连接、漏极连接和增益连接。可以使第一MOSFET和第二MOSFET相互并联连接。与单个MOSFET相比，具有多个MOSFET的电路可以提供更高的输出电流。

根据本发明的示范性实施例，所述辅助开关可以适于承载主开关的全部电流。

所述主开关的全部电流可以是主开关接通时的输出电流。所述输出电流可以是开关装置的谐振电流。在第一时刻上，主开关的全部谐振电流可以由主开关承载，在第二时刻上，主开关的相同的全部谐振电流可以至少在短时间周期内，例如，若干毫秒内由辅助开关承载。从而提供了从主开关到辅助开关的电流或谐振电流转换或切换。