[发明专利]DC到DC转换器

说明书

技术领域

本发明涉及预调节器电路、X射线成像系统和照明系统。

背景技术

电源或预调节器电路是用于将具有一组特性的电力转换为具有另一组特性的电力以满足指定要求的设备。

通常，电源或预调节器电路必须与三相公用事业网络一起使用。这样的网络在相间提供了大约400V的典型电源电压，并且考虑到所有可能的电压变化，供应给预调节器电路(有时称为线路调节器)的输入端的整流电压可以在400和750V_DC的范围内。因此，后续应用的功率部件应设计成承受该范围内的最大电压。因此，预调节器的目的是生成修改的输出电压，以用于驱动主应用的负载。然而，即使主应用的部件可能被降级以反映预调节器之后的较低电压，预调节器本身的部件仍必须被设计成以三相电压操作。

WO2006/051450讨论了预调节器拓扑结构，其使得预调节器的部件能够被降级。然而，这样的系统可以进一步改进。

US2009/0066311A1公开了一种预调节器电路，其包括第一预调节器模块和第二预调节器模块，每个预调节器模块具有输入端和输出端，输出端耦合到相应的负载模块。

US5847949A公开了一种升压转换器，其用于将在其输入端处接收的输入电压分别转换为在其第一输出端和第二输出端处提供的第一输出电压和第二输出电压；功率转换的方法；以及采用该升压转换器或该方法的功率转换器。

JP 2002233151A公开了一种切换电源电路，其中，第一缓冲电容器和第二缓冲电容器的一侧端分别连接到第一初级线圈和第一切换模块之间的接合点，并连接到第二初级线圈和第二切换模块之间的接合点。

发明内容

具有用于提供DC-DC电压转换的改进的预调节器电路将是有利的。

为此，本发明的第一方面提供了一种预调节器电路，其具有：用于接收输入电压的输入端子，其中，预调节器被配置为修改应用到负载的输入电压。预调节器电路包括第一和第二预调节器模块，每个预调节器模块具有用于连接到相应的第一和第二负载模块的输入和输出。第一预调节器模块的输出与第二预调节器模块的输入串联耦合，第二预调节器模块的输出与第一预调节器模块的输入串联耦合。

第一和第二预调节器模块分别包括第一和第二缓冲电路。第一和第二缓冲电路通过能量恢复元件互连，以实现第一和第二缓冲电路的规律放电。该放电具有相当大的DC含量。

有利地，根据第一方面的预调节器电路提供了用缓冲电路增强的预调节器电路，从而允许预调节器电路在硬切换模式下的操作，同时减少了由于功率开关中的耗散而导致的能量损失。此外，从电路辐射的电磁干扰(EMI)水平降低。另外，预调节器电路的缓冲器的部件可能受到与电源开关相同的降级。

根据本发明的第二方面，提供了一种包括如上所述的预调节器电路的X射线成像系统，其中，所述负载包括X射线管。

使用预调节器电路的X射线系统改善了这种系统的电磁干扰性能。在存在灵敏的医疗设备的环境中降低EMI发射是非常重要的。X射线系统的功率处理部件可能会降级，从而降低部件成本。

根据本发明的第三方面，提供了一种包括如前所述的预调节器电路的照明系统。

使用预调节器电路的照明系统改善了这种照明系统的EMI性能，同时使用降级的功率处理部件，从而降低了部件成本。

本申请中的术语“负载模块”是指连接到预调节器的一个或多个应用。负载可以是电阻性的、反应性的或两者的混合物。范例的负载模块可以指X射线管或照明镇流器部件。然而，本发明的这些用途仅是示范性的，并且预调节器电路可以用于广泛的应用中，诸如在CT扫描器、C形臂成像器、MRI扫描器、行李箱X射线扫描器、常规数字C射线扫描器。技术人员将会想到许多其他应用。

术语“缓冲电路”是指用于抑制经历高电流路径的突然中断的电气系统中的电压和电流瞬变的电路。当存在电感元件时，电流的突然中断导致磁场在非常短的时间内在电感器周围崩塌。先前存储在电感器周围的磁场中的能量表现为跨电感器的端子的电势差。因此，跨电流开关装置的端子感应出高的瞬时电压，引起瞬变。除了成为电磁干扰源之外，如此生成的瞬态甚至可能破坏切换元件。至少在没有其他布置的情况下，有必要提高切换部件的反向耐压容限，从而导致额外的设备成本。