[发明专利]X射线球管灯丝加热控制装置、方法及CT系统

说明书

本公开提供了一种X射线球管灯丝加热控制装置，包括：原边侧，包括第一电压调节电路、逆变电路和原边侧数字控制部；隔离变压器，将原边方波信号转换至副边侧且生成副边方波信号；副边侧，包括第二电压调节电路、采样转换电路和副边侧数字控制部，采样转换电路用于将副边方波信号转换成模拟信号并且作为电压/电流基准信号提供至副边侧数字控制部，副边侧数字控制部基于电压/电流基准信号调节第二PWM控制信号，来控制第二电压调节电路，以使得第二电压调节电路向X射线球管灯丝输出目标电压/电流。本公开还提供了一种X射线球管灯丝加热控制方法及CT系统。

技术领域

本公开提供了一种X射线球管灯丝加热控制装置、方法及CT系统。

背景技术

如今大部分的供电装置都需要进行输入输出隔离，不同的电压应用场合所需隔离的电压也不同，尤其是在一些医疗领域如X射线发生装置的球管，其灯丝需要悬在高压之上(高达上百KV)，这样对于低压控制高压侧电压电流调节就存在了一定的难度，其一是因为其电压隔离等级高，其二是输出侧的信号要准确的传递到输入端实现闭环调节，才能实现调节的精度和稳定性，而精度和稳定性直接决定了CT的成像质量以及X射线发射系统的稳定性，目前灯丝控制多为开环控制，没有实时反馈所以控制精度较差。

目前，在CT系统中所采用的供电方式通常包括以下几种。

方式一：采用隔离变压器直接供电方案。在采用变压器输出的交流直接供电方案中，无法实现直流供电需求，而且由于输出无闭环控制，输出电压、电流精度较差；同时可能由于磁芯或器件的差异性，产品的输出一致性也较差，不适应于高精度要求的场合。

方式二：变压器+副边采样至原边的调节方案。在这种方案中，同样需要高压隔离变压器，不同的是次级需要进行整流滤波以及灯丝电压电流采样，并且反馈至原边进行实时调节，由于原副边存在非常大的压差所以一般采用磁隔离或者光纤隔离采样将采样信号传递至原边，这就需要增加额外的磁性元件或者需要考虑光纤采样的走线，不仅结构难度复杂线路难走可靠性一般。

因此提供一种高压隔离、输出电流可调、输出电压可调、输出电流和电压的高稳定性，对整个行业而言，具有十分重要的意义。

发明内容

为了解决上述技术问题之一，本公开提供了一种X射线球管灯丝加热控制装置、方法及CT系统。针对现有技术的缺陷，本公开在满足原边副边高压隔离的条件下，取消由副边高压侧采样送到原边侧所要考虑的采样隔离问题，由原边侧传递逆变电压至副边侧，副边侧对传递过来的逆变电压进行转换采样，不需要额外的采样磁隔离器件或者光纤等隔离器件，即解决了上述方式一的开环控制所带来的精度差可靠性不高问题，也解决了上述方式二带来的光纤采样或磁隔离采样导致的线路复杂，体积大的问题，因此具有很高的实用性和可生产性。

根据本公开的一个方面，一种X射线球管灯丝加热控制装置，包括：

原边侧，所述原边侧包括第一电压调节电路、逆变电路和原边侧数字控制部，所述第一电压调节电路接收直流输入电压，并且所述原边侧数字控制部生成第一PWM控制信号来控制所述第一电压调节电路，通过调节所述第一PWM控制信号来使得所述原边侧的母线电压呈现不同的电压幅值，所述逆变电路接收所述母线电压并且所述原边侧数字控制部控制所述逆变电路以便将所述母线电压转换为原边方波信号；

隔离变压器，所述隔离变压器用于将所述原边方波信号转换至副边侧且生成副边方波信号；

副边侧，所述副边侧包括第二电压调节电路、采样转换电路和副边侧数字控制部，所述采样转换电路用于将所述副边方波信号转换成模拟信号并且作为电压/电流基准信号提供至所述副边侧数字控制部，所述副边侧数字控制部基于所述电压/电流基准信号调节第二PWM控制信号，来控制所述第二电压调节电路，以使得所述第二电压调节电路向所述X射线球管灯丝输出目标电压/电流。