專利名稱：全橋軟開關(guān)醫(yī)用x光機(jī)高壓直流電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種X光機(jī)高壓直流電源，特別涉及一種全橋軟開關(guān)X光機(jī)高壓直流電源。
背景技術(shù)：
X光機(jī)電源作為一種特殊的檢測設(shè)備，在醫(yī)療方面得到了廣泛的應(yīng)用，由于X光機(jī)高壓直流電源對X射線成像的重要性，使得X光機(jī)電源的設(shè)計(jì)和研究越來越受到關(guān)注?，F(xiàn)有的醫(yī)用X光機(jī)高壓直流電源采用傳統(tǒng)的硬開關(guān)技術(shù)，由于開關(guān)管不是理想器件，在開關(guān)開通時(shí)會(huì)產(chǎn)生開關(guān)損耗，關(guān)斷時(shí)會(huì)產(chǎn)生關(guān)斷損耗。X光機(jī)電源的頻率越高，因此產(chǎn)生的開關(guān)損耗與關(guān)斷損耗也相應(yīng)越高。這極大的限制了 X光機(jī)電源開關(guān)頻率和輸出功率的提高，同時(shí)也不利于X光機(jī)電源向小型化和輕量化發(fā)展。另一方面，目前的同類產(chǎn)品中的諧振變換器采用移相控制的方式，采用這種控制方式的諧振變換器，在原邊電流換相過程中，原邊電流不足以提供負(fù)載電流，副邊整流二極管都導(dǎo)通，負(fù)載處于續(xù)流狀態(tài)，其兩端電壓為零，這樣副邊占空比存在丟失，使得輸出電壓減小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種全橋軟開關(guān)X光機(jī)高壓直流電源，在現(xiàn)有的X光機(jī)高壓直流電源的基礎(chǔ)上，利用諧振變換電路產(chǎn)生諧振而實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)，降低開關(guān)管的開關(guān)損耗，使變換器的開關(guān)頻率和輸出功率進(jìn)一步提高，并具有小型化和輕量化的特點(diǎn)；所述全橋軟開關(guān)X光機(jī)高壓直流電源的諧振變換器使用的是調(diào)頻控制，輸出電壓不會(huì)受到占空比丟失的影響，擴(kuò)大了輸出電壓的范圍，進(jìn)而提高X光機(jī)的性能。本發(fā)明的全橋軟開關(guān)X光機(jī)高壓直流電源，包括依次連接的全橋逆變電路1、LLC 串聯(lián)諧振電路2、高頻高壓變壓器3、倍壓整流電路4和控制模塊9。所述全橋逆變電路1中，為四只MOSFET開關(guān)管(即金屬氧化物場效應(yīng)管)對應(yīng)的四個(gè)橋臂組成；所述MOSFET開關(guān)管的體二極管作為續(xù)流二極管，為電流回饋給電源提供一條通路，所述MOSFET開關(guān)管存在結(jié)電容，通過對所述四只結(jié)電容的充放電而實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)。進(jìn)一步，所述LLC串聯(lián)諧振電路2，接于所述全橋逆變電路1的輸出端，由串聯(lián)諧振電感I串聯(lián)諧振電容(；、并聯(lián)諧振電感Lm串聯(lián)組成，其中所述串聯(lián)諧振電感k為所述高頻高壓變壓器3的初級線圈的漏感，所述并聯(lián)諧振電感Lm與所述高頻高壓變壓器3初級線圈并聯(lián)，且所述并聯(lián)諧振電感Lm的兩端為所述LLC串聯(lián)諧振電路2輸出端；進(jìn)一步，所述高頻高壓變壓器3接于所述LLC串聯(lián)諧振電路2的輸出端，由初級線圈與兩個(gè)次級線圈構(gòu)成，所述初級線圈與兩個(gè)次級線圈中間有磁芯。進(jìn)一步，所述倍壓整流電路4接于所述高頻高壓變壓器3的輸出，為單向雙向的電路，且為對稱結(jié)構(gòu)，能實(shí)現(xiàn)理想的需要的直流電，而且減小了整流輸出電壓的紋波和電壓降。
進(jìn)一步，所述控制模塊9接于所述倍壓整流電路4的輸出端，所述控制模塊9的輸出端接于所述全橋逆變電路1的輸入端；所述控制模塊9包括依次串接的采樣電路8、控制器7、調(diào)制器6和驅(qū)動(dòng)電路5。本發(fā)明的全橋X光機(jī)高壓直流電源所帶來的益處是通過軟開關(guān)技術(shù)，降低了 MOSFET開關(guān)管的開關(guān)損耗，提高醫(yī)用X關(guān)機(jī)電源的輸出功率和效率；所述全橋χ光機(jī)高壓直流電源采用調(diào)頻控制，輸出電壓不會(huì)受到占空比丟失的影響，擴(kuò)大了輸出電壓的范圍；并且上述電路結(jié)構(gòu)有效利用電路中的寄生參數(shù)，減少額外電路元件的接入，簡化電路的結(jié)構(gòu)，也在一定程度上降低了電路的成本，使本發(fā)明的醫(yī)用X 關(guān)機(jī)電源的性價(jià)比得到了一定程度的提高。


圖1為本發(fā)明全橋軟開關(guān)醫(yī)用X光機(jī)高壓直流電源的結(jié)構(gòu)原理示意框圖。圖2為本發(fā)明全橋軟開關(guān)醫(yī)用X光機(jī)高壓直流電源的原理圖。圖3為本發(fā)明全橋軟開關(guān)醫(yī)用X光機(jī)高壓直流電源的LLC變換器等效模型。圖4為本發(fā)明全橋軟開關(guān)醫(yī)用X光機(jī)高壓直流電源的輸出電壓波形。圖5為本發(fā)明全橋軟開關(guān)醫(yī)用X光機(jī)高壓直流電源的120KV輸出電壓波形。圖6為本發(fā)明全橋軟開關(guān)醫(yī)用X光機(jī)高壓直流電源的40KV輸出電壓波形。
具體實(shí)施例方式結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式
對本發(fā)明做進(jìn)一步的具體說明。本實(shí)施例中，圖1為本發(fā)明的醫(yī)用全橋軟開關(guān)X光機(jī)直流電源的結(jié)構(gòu)示意框圖，如圖所示，本發(fā)明的全橋軟開關(guān)X光機(jī)高壓直流電源，包括依次連接全橋逆變電路1、LLC串聯(lián)諧振電路2、高頻高壓變壓器3、倍壓整流電路4和控制模塊9。本實(shí)施例中，圖2為本發(fā)明全橋軟開關(guān)醫(yī)用X光機(jī)高壓直流電源的原理圖，如圖所示，所述全橋逆變電路1中，為四只MOSFET開關(guān)管(即金屬氧化物場效應(yīng)管)所對應(yīng)四個(gè)橋臂組成；所述MOSFET開關(guān)管的體二極管作為續(xù)流二極管，為電流回饋給電源提供一條通路；由于MOSFET開關(guān)管的開關(guān)頻率最高，因而有利于醫(yī)用X光機(jī)高壓直流電源的小型化和輕量化；當(dāng)電路輸入380V-420V電壓時(shí)，電流流經(jīng)所述全橋逆變電路1時(shí)，通過對所述四只 MOSFET開關(guān)管的控制，實(shí)現(xiàn)頻率調(diào)節(jié)，使交流電變?yōu)樗枰母哳l交流電，完成變頻和調(diào)壓功能。本實(shí)施例中，所述LLC串聯(lián)諧振電路2接于所述全橋逆變電路1的輸出端，由串聯(lián)諧振電感Lp串聯(lián)諧振電容C；、并聯(lián)諧振電感Lm串聯(lián)組成，其中所述串聯(lián)諧振電感k為所述高頻高壓變壓器3的初級線圈的漏感，所述并聯(lián)諧振電感Lm與所述高頻高壓變壓器3初級線圈并聯(lián)，并聯(lián)諧振電感Lm兩端為所述LLC串聯(lián)諧振電路2輸出端；所述LLC串聯(lián)諧振電路
2具有空載工作能力，允許輸入的電壓范圍寬，并且它有個(gè)兩個(gè)諧振頻率
權(quán)利要求
1.一種全橋軟開關(guān)醫(yī)用X光機(jī)高壓直流電源，其特征是包括 全橋逆變電路(1)，用于對輸入的交流電進(jìn)行變頻和調(diào)壓；LLC串聯(lián)諧振電路0)，連接于全橋逆變電路⑴的輸出端，用于產(chǎn)生諧振，實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)；高頻高壓變壓器(3)，連接于LLC串聯(lián)諧振電路(2)的輸出端，用于升壓； 倍壓整流電路G)，連接于高頻高壓變壓器(3)的輸出端，用于倍壓整流，實(shí)現(xiàn)理想的高壓直流電；控制模塊(9)，包括依次連接的驅(qū)動(dòng)電路(5)、調(diào)制器(6)、控制器(7)和采樣電路⑶， 用作反饋控制支路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述全橋軟開關(guān)醫(yī)用X光機(jī)高壓直流電源，其特征是所述全橋逆變電路(1)由四只開關(guān)管所對應(yīng)的四個(gè)橋臂形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述全橋逆變電路1，其特征是所述四只開關(guān)管均為MOSFET開關(guān)管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述全橋軟開關(guān)醫(yī)用X光機(jī)高壓直流電源，其特征是所述LLC串聯(lián)諧振路( 包括串聯(lián)諧振電感Lp串聯(lián)諧振電容(；、并聯(lián)諧振電感Lm;所述并聯(lián)諧振電感 Lm與所述高頻高壓變壓器(3)初級線圈并聯(lián)；所述串聯(lián)諧振電感Lp串聯(lián)諧振電容C；和并聯(lián)諧振電感Lm串連，所述串聯(lián)諧振電感k為所述高頻高壓變壓器C3)初級線圈的漏感。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述全橋軟開關(guān)醫(yī)用X光機(jī)高壓直流電源，其特征是所述倍壓整流電路(4)為對稱的單相雙向倍壓整流電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述全橋軟開關(guān)醫(yī)用X光機(jī)高壓直流電源，其特征是所述控制模塊(9)提供占空比為50%、相差為180°的兩相脈沖。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述全橋軟開關(guān)醫(yī)用X光機(jī)高壓直流電源，其特征是調(diào)制器(6)為頻率調(diào)制器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種全橋軟開關(guān)醫(yī)用X光機(jī)高壓直流電源，包括全橋逆變電路、LLC串聯(lián)諧振電路、高頻高壓變壓器、倍壓整流電路和控制模塊；所述全橋軟開關(guān)X光機(jī)高壓直流電源采用LLC串聯(lián)諧振技術(shù)，使電壓和電流之間沒有交疊區(qū)，從而實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)，降低了開關(guān)管的開關(guān)損耗，使變換器的開關(guān)頻率和輸出功率進(jìn)一步提高，且具有小型化和輕量化的特點(diǎn)；并且該高壓直流電源采用調(diào)頻控制，輸出電壓不會(huì)受到占空比丟失的影響，使得輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍變寬，提高了X光機(jī)電源的性能。
文檔編號H02M3/335GK102412726SQ20111037880
公開日2012年4月11日 申請日期2011年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月24日
發(fā)明者劉海龍, 唐治德, 張曉斌, 張正茂, 張海波, 楊冰, 舒志強(qiáng), 謝小慧, 陳秀發(fā) 申請人:重慶大學(xué)