[发明专利]一种梯度电源、控制方法及控制器

说明书

本申请公开了一种梯度电源、控制方法及控制器，梯度电源包括：包括多个半桥的原边电路及副边电路，原边电路与谱仪输入系统及副边电路相连接，而原边电路基于谱仪输入系统的输入信号及副边电路的当前输出电流控制半桥之间的连接关系，使得谐振阶段完整或者近似完整。本申请通过利用谱仪输入系统的输入信号及副边的输出电流作为前馈信号，为控制原边电路的母线电压而去控制原边电路中半桥之间的连接关系，进而通过控制半桥之间的连接关系使得原边电路的母线电压与谱仪输入系统中表征下一时刻副边负载的输入信号相对应，从而实现对母线电压的控制，能够更好的完成谐振阶段，从而提高可控性和稳定性，使得控制更加简单和可靠。

技术领域

本申请涉及核磁共振技术领域，特别涉及一种梯度电源、控制方法及控制器。

背景技术

磁共振系统主要由磁体、梯度系统、射频系统、制冷系统、重建系统及操作系统组成。其中，磁体为磁共振成像提供均匀且稳定的主磁场，而梯度系统则为磁共振系统提供空间编码，它是在主磁场内部通过不同形状的线圈，在X、Y及Z的方向上形成梯度磁场。梯度系统主要包括梯度波形发生器、梯度放大器和负载即梯度线圈三部分。

其中，梯度放大器作为驱动线圈的电力电子部件，由AC将输入转化为输出为电流的高精度受控电流源中，AC-DC部分主要由移相全桥PWM控制器、谐振式PWM控制器、半桥串联和全桥串并联多电平模式控制器组成。

在AC-DC的副边的电容与原边的漏感之间存在谐振阶段，在这一阶段比正常不谐振的阶段输出的能量大很多，而如果原边输出的电流较大的话，则会导致在母线输出电压过高的情况下，特别是在轻载的情况下，有效占空比在谐振阶段会过早结束，而梯度放大器的负载时从空载到满载之间任意不断无规律的切换的，存在谐振阶段的不可控及不稳定性。

而国际上的输入电压通常在380V-20％到480V+20％的范围内，因此，现有的梯度放大器的梯度电源会存在由于输入电压过高，导致输出母线电压过大，造成梯度放大器中谐振阶段存在不可控及不稳定的情况。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种梯度电源、控制方法及控制器，用以解决现有技术中的梯度放大器的梯度电源会存在由于输入电压过高，导致输出母线电压过大，造成梯度放大器中谐振阶段存在不可控及不稳定的情况的技术问题。

本申请提供了一种梯度电源，包括：

原边电路及副边电路，所述原边电路至少包括多个半桥，所述原边电路与谱仪输入系统及所述副边电路相连接，其中：

所述原边电路基于所述谱仪输入系统的输入信号及所述副边电路的当前输出电流控制所述原边电路中的半桥之间的连接关系，使得所述副边电路与所述原边电路之间的谐振阶段完整或者近似完整。

上述梯度电源，优选的，所述原边电路包括3个半桥：

每个所述半桥包括：两个IGBT，其中，所述原边电路中半桥之间的连接关系为串联和并联的连接方式，所述串联和并联的连接方式为：

每个半桥的第一IGBT的发射极与第二IGBT的集电极相连接；

所述原边电路中，第1个半桥的第二IGBT的发射极与第2半桥的第一IGBT的发射极相连接，第2个半桥的第二IGBT的发射极与第3半桥的第一IGBT的发射极相连接；

所述原边电路中，第3半桥的第二IGBT的发射极经过电容和电感之后与第1半桥的第一IGBT的集电极相连接；

且，谱仪输入系统中的输入端与IGBT的门极相连接。

上述梯度电源，优选的：

所述原边电路基于所述谱仪输入系统的输入信号及所述副边电路的当前输出电流控制所述副边电路中的电路拓扑连接方式，以调整所述副边电路的输出电压。