[发明专利]一种梯度放大器及核磁共振成像设备

说明书

本发明公开一种梯度放大器及核磁共振成像设备，其中，梯度放大器应用于核磁共振成像设备，用于为核磁共振成像设备中的梯度线圈提供电流，包括：整流器、H桥、滤波电路和控制电路；整流器连接交流电源，用于将交流电源提供的交流电整流为直流电；H桥的输入端连接整流器的输出端，H桥的输出端连接滤波电路；滤波电路，用于滤除所述H桥输出电流中的谐波；滤波电路的输出端连接所述梯度线圈；滤波电路包括串联的滤波电感和可变滤波阻抗；控制电路，用于当梯度线圈给定电流大于或等于梯度线圈饱和电流参考值时，增大可变滤波阻抗的阻抗值，能够避免由于滤波电感磁饱和引起的梯度线圈电流震荡，进而提高成像质量，而且可以降低产品制造成本。

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种梯度放大器及核磁共振成像设备。

背景技术

梯度放大器的主要作用是为核磁共振成像设备中的梯度线圈提供驱动电流，并且能够精确控制梯度线圈的电流，梯度线圈可以等效理解为一个电感，所以当梯度线圈电流快速变化时，梯度放大器需要瞬间输出高压；当梯度线圈电流是直流时，梯度放大器需要快速从高压转为一个低压。

目前，梯度放大器使用串联H桥拓扑满足核磁共振成像的要求。具体可以参见图1和图2，为现有技术中提供的串联H桥式的梯度放大器示意图。

图1为一个H桥的示意图，图2为三个H桥串联在一起的示意图。H桥的开关管由控制电路输出的脉冲信号控制其通断状态。

三个H桥输出电压的相位彼此错相，从而可以实现梯度线圈两端等效开关频率增加，这样可以减少电流纹波，实现精确控制电流的目的。

为了保证梯度线圈电流不含有高频谐波，将H桥输出端连接电磁干扰(Electromagnetic Interference，EMI)滤波器，该EMI滤波器包括滤电感和滤波电容。其中，滤波电感是磁性材料，当梯度线圈的电流不断增大时，滤波电感的电感值会随着电流增大而减小，当梯度线圈的电流超出滤波电感额定电流值时，会导致滤波电感出现磁饱和，从而造成梯度线圈的电流产生震荡，影响最终核磁共振成像设备的成像质量。

现有技术中为解决滤波电感磁饱和导致电流震荡的问题，会选择抗饱和特性较好的磁性材料的滤波电感，但是这样将增加产品设计成本。

发明内容

为了解决现有技术中存在的以上技术问题，本发明实施例提供一种梯度放大器以及核磁共振成像设备，能够避免由于滤波电感磁饱和引起的梯度线圈电流震荡，进而提高成像质量，而且可以降低产品制造成本。

为此，本发明实施例提供如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种梯度放大器，该梯度放大器应用于核磁共振成像设备，用于为核磁共振成像设备中的梯度线圈提供电流，包括：整流器、H桥、滤波电路和控制电路；

所述整流器连接交流电源，用于将交流电源提供的交流电整流为直流电；

所述H桥的输入端连接所述整流器的输出端，所述H桥的输出端连接所述滤波电路；

所述滤波电路，用于滤除所述H桥输出电流中的谐波；所述滤波电路的输出端连接所述梯度线圈；

所述滤波电路包括串联的滤波电感和可变滤波阻抗；

所述控制电路，用于当梯度线圈给定电流大于或等于梯度线圈饱和电流参考值时，增大所述可变滤波阻抗的阻抗值。

可选的，所述可变滤波阻抗至少包括以下两个并联支路：第一支路和第二支路；

所述第一支路包括第一滤波电容；

所述第二支路包括串联的第一阻抗和开关；

所述第一阻抗至少包括以下中的一种：电容和电感；