本發(fā)明涉及應(yīng)用于X射線成像診斷設(shè)備的高壓發(fā)生電路，更具體地，涉及應(yīng)用于給X射線管的陽極提供高電壓的高壓發(fā)生電路。

背景技術(shù)：

高壓發(fā)生電路向X射線成像診斷設(shè)備中的X射線管提供高電壓，以產(chǎn)生X射線。高壓發(fā)生電路通常將50Hz的交流電施加到高壓變壓器的初級(jí)，由變壓器升壓后進(jìn)行整流成為高壓直流電，以施加到X射線管的陰極和陽極兩端產(chǎn)生X射線。

在高壓區(qū)中，高壓發(fā)生電路作為X射線管的電源，其中利用變頻器電路將中間電路DC電壓轉(zhuǎn)換成開關(guān)電壓，例如轉(zhuǎn)換成脈寬調(diào)制(PWM)或脈沖頻率調(diào)制(PFM)電壓。以增加電壓，所得到的輸出電壓例如可以用來供應(yīng)給X射線管。

在X射線應(yīng)用中，對(duì)輸出電壓的控制提出極高要求。例如，為了快速達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)以及避免使病人暴露于不希望的高輻射劑量下，力求盡可能縮短高壓曝光時(shí)的上升時(shí)間(rise time)。當(dāng)高壓發(fā)生電路為X射線成像診斷設(shè)備中的X射線管提供高電壓時(shí)，高電壓生成的上升時(shí)間和過沖直接影響成像質(zhì)量。通常，希望上升時(shí)間在1ms以內(nèi)且無電壓過沖。

傳統(tǒng)的高壓發(fā)生電路可輸出一定范圍的高電壓，無論給定電壓信號(hào)值為多大，輸出的電壓從零上升到期望電壓值時(shí)，上升時(shí)間rise time固定不變，因此，導(dǎo)致當(dāng)給定電壓信號(hào)值較小時(shí)，其對(duì)應(yīng)的輸出電壓從零上升到期望電壓值時(shí)的斜率較小。斜率降低，則相應(yīng)輸出電壓上升較慢，從而會(huì)影響曝光是成像的質(zhì)量。

因此，需要提出一種快速生成高壓的高壓發(fā)生電路及方法來解決以上問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明一方面在于提供一種高壓發(fā)生電路。其包括電能變換器，高壓給定調(diào)節(jié)電路，電壓檢測(cè)電路和控制器。

該電能變換器與電源和控制器相連，該電能變換器包括輸出端子，該電能變換器用于將從該電源接收的輸入電能轉(zhuǎn)換為該輸出端子上的輸出電能，與該輸入電能相比，該輸出電能具有不同的電壓，該輸出電能的電壓根據(jù)從該控制器接收的開關(guān)信號(hào)變化。

該電壓給定調(diào)節(jié)電路用于將第一電壓給定信號(hào)轉(zhuǎn)化為第一電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)以及將第二電壓給定信號(hào)轉(zhuǎn)化為第二電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)，其中，該第一電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)和該第二電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)的上升斜率為恒定值。

該電壓檢測(cè)電路連接至該電能變換器的輸出端子，該電壓檢測(cè)電路輸出電壓檢測(cè)信號(hào)，該電壓檢測(cè)信號(hào)與該輸出端子兩端的輸出電能的電壓值成正比。

該控制器用于接收該第一或該第一電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)以及該電壓檢測(cè)信號(hào)，并生成該開關(guān)信號(hào)以使該輸出電能的電壓值與第一或該第一電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)的電壓值相匹配。

如上所述的高壓發(fā)生電路，其中，該電壓給定調(diào)節(jié)電路包括高壓輸出觸發(fā)電路，電壓給定信號(hào)充電電路和電壓跟隨鉗位電路。

該高壓輸出觸發(fā)電路用于在節(jié)點(diǎn)O2處輸出充電電壓，當(dāng)該高壓輸出觸發(fā)電路接收到觸發(fā)信號(hào)時(shí)，該充電電壓的電壓值與恒定電壓源Vcc3的電壓值相對(duì)應(yīng)。

該電壓給定信號(hào)充電電路用于接收該充電電壓并將該充電電壓提供給該電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)。

該電壓跟隨鉗位電路用于接收該電壓給定信號(hào)和該電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)，當(dāng)該電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)的幅值大于該電壓給定信號(hào)的幅值時(shí)

該電壓跟隨鉗位電路輸出的電壓變?yōu)橐粋€(gè)高電壓值。

該電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)被鉗位至與該電壓給定信號(hào)電壓值相同的電壓值。

該電壓給定信號(hào)充電電路停止將該充電電壓提供給該電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)。

如上所述的高壓發(fā)生電路，其中，該電壓給定信號(hào)充電電路包括 運(yùn)算放大器，該恒定電壓源Vcc3與該運(yùn)算放大器的輸入端子相連接并通過電阻R7和電容C1向該電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)充電。

如上所述的高壓發(fā)生電路，其中，該電壓給定信號(hào)包括唯一恒定不變電壓值。

如上所述的高壓發(fā)生電路，其中，該電壓給定信號(hào)包括第一時(shí)間段的第一電壓值和第二時(shí)間段的第二電壓值，該第一電壓值大于該第二電壓值。

如上所述的高壓發(fā)生電路，其中，該第一時(shí)間段由電壓閾值決定，當(dāng)該電壓檢測(cè)信號(hào)的幅值大于該電壓閾值時(shí)，該第一時(shí)間段結(jié)束。

如上所述的高壓發(fā)生電路，該電壓閾值為該第二電壓值的85％到95％。

本發(fā)明的另一方面在于提供一種電壓給定調(diào)節(jié)電路，其特征在于其用于將第一電壓給定信號(hào)轉(zhuǎn)化為第一電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)以及將第二電壓給定信號(hào)轉(zhuǎn)化為第二電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)，其中，該第一電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)和該第二電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)的斜率為恒定值。

如上所述的電壓給定調(diào)節(jié)電路，其中，該電壓給定調(diào)節(jié)電路包括高壓輸出觸發(fā)電路，電壓給定信號(hào)充電電路和電壓跟隨鉗位電路。

該高壓輸出觸發(fā)電路用于在節(jié)點(diǎn)O2處輸出充電電壓，當(dāng)該高壓輸出觸發(fā)電路接收到觸發(fā)信號(hào)時(shí)，該充電電壓的電壓值與恒定電壓源Vcc3的電壓值相對(duì)應(yīng)。

該電壓給定信號(hào)充電電路用于接收該充電電壓并將該充電電壓提供給該電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)。

該電壓跟隨鉗位電路用于接收該電壓給定信號(hào)和該電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)，當(dāng)該電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)的幅值大于該電壓給定信號(hào)的幅值時(shí)：

該電壓跟隨鉗位電路輸出的電壓變?yōu)橐粋€(gè)高電壓值。

該電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)被鉗位至與該電壓給定信號(hào)電壓值相同的電壓值。

該電壓給定信號(hào)充電電路停止將充電電壓提供給該電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)。

如上所述的電壓給定調(diào)節(jié)電路，其中，該電壓給定信號(hào)充電電路包括運(yùn)算放大器，該恒定電壓源Vcc3與該運(yùn)算放大器的輸入端子相連接并通過電阻R7和電容C1向該電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)充電。

如上所述的電壓給定調(diào)節(jié)電路，其中，該電壓給定信號(hào)包括唯一恒定不變電壓值。

如上所述的電壓給定調(diào)節(jié)電路，其中，該電壓給定信號(hào)包括第一時(shí)間段的第一電壓值和第二時(shí)間段的第二電壓值，該第一電壓值大于該第二電壓值。

如上所述的電壓給定調(diào)節(jié)電路，其中，該第一時(shí)間段由電壓閾值決定，當(dāng)該電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)大于該電壓閾值時(shí)，該第一時(shí)間段結(jié)束。

如上所述的電壓給定調(diào)節(jié)電路，該電壓閾值為該第二電壓值的85％到95％。

本發(fā)明的在一方面在于提供一種生成高電壓的方法，其特征在于，該方法至少包括如下步驟：

將從該電源接收的輸入電能轉(zhuǎn)換為該輸出端子上的輸出電能。

將第一電壓給定信號(hào)轉(zhuǎn)化為第一電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)以及將第二電壓給定信號(hào)轉(zhuǎn)化為第二電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)，其中，該第一電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)和該第二電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)的斜率為恒定值。

輸出與該輸出端子兩端的輸出電能的電壓成正比的該電壓檢測(cè)信號(hào)。

接收該第一或該第一電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)以及該電壓檢測(cè)信號(hào)，并生成該開關(guān)信號(hào)以使該輸出電能的電壓值與第一或該第一電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)的電壓值相匹配。

如上所述的方法，其中，該方法包括如下步驟：

當(dāng)高壓輸出觸發(fā)電路接收到觸發(fā)信號(hào)時(shí)，輸出與恒定電壓源Vcc3的電壓值相對(duì)應(yīng)的充電電壓。

接收該充電電壓并將該充電電壓提供給該電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)。

接收電壓給定信號(hào)和電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)，當(dāng)該電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)的幅值大于該電壓給定信號(hào)的幅值時(shí)，停止將該充電電壓提供給該電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)。

如上所述的方法，其中，該電壓給定信號(hào)包括唯一恒定不變電壓值

如上所述的方法，其中，該電壓給定信號(hào)包括第一時(shí)間段的第一電壓值和第二時(shí)間段的第二電壓值，該第一電壓值大于該第二電壓值。

如上所述的方法，其中，該第一時(shí)間段由電壓閾值決定，當(dāng)該電 壓檢測(cè)信號(hào)的幅值大于該電壓閾值時(shí)，該第一時(shí)間段結(jié)束。

如上所述的方法，該電壓閾值為該第二電壓值的85％到95％。

采用本發(fā)明所述的系統(tǒng)并執(zhí)行本發(fā)明所述的方法，一方面，通過采用硬件設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)在上升時(shí)間內(nèi)的上升斜率值保持很定，不隨電壓給定信號(hào)大小而變化。從而提高了電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)的響應(yīng)時(shí)間。與傳統(tǒng)方法相比，上升時(shí)間減小。另一方面，通過逐級(jí)降低電壓給定信號(hào)的方式進(jìn)一步減小上升時(shí)間。

附圖說明

從結(jié)合附圖的以下詳細(xì)說明中，將會(huì)使本發(fā)明的上述和其他目的及優(yōu)點(diǎn)更加完全清楚，其中，相同或相似的要素采用相同的標(biāo)號(hào)表示。

圖1所示為本發(fā)明揭示的高壓發(fā)生電路的一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2所示為如圖1所示高壓發(fā)生電路生成高壓輸出信號(hào)的控制框圖的一種實(shí)施方式示意圖；

圖3所示為傳統(tǒng)電壓給定調(diào)節(jié)電路的一種實(shí)施方式的電路圖；

圖4為圖3中電壓給定調(diào)節(jié)電路的電壓給定信號(hào)和電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)曲線圖；

圖5為本發(fā)明提出如圖1所示的電壓給定調(diào)節(jié)電路的實(shí)施方式電路圖；

圖6為圖5中電壓給定調(diào)節(jié)電路的電壓給定信號(hào)即電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)曲線圖；

圖7為本發(fā)明提出的一種電壓給定信號(hào)生成實(shí)施方式的曲線示意圖；以及

圖8為本發(fā)明提出的一種生成高電壓的方法流程圖。

具體實(shí)施方式

以下將描述本發(fā)明的一個(gè)或者多個(gè)具體實(shí)施方式。首先要指出的是，在這些實(shí)施方式的具體描述過程中，為了進(jìn)行簡(jiǎn)明扼要的描述，本說明書不可能對(duì)實(shí)際的實(shí)施方式的所有特征均作詳盡的描述。應(yīng)當(dāng)可以理解的是，在任意一種實(shí)施方式的實(shí)際實(shí)施過程中，正如在任意一個(gè) 工程項(xiàng)目或者設(shè)計(jì)項(xiàng)目的過程中，為了實(shí)現(xiàn)開發(fā)者的具體目標(biāo)，或者為了滿足系統(tǒng)相關(guān)的或者商業(yè)相關(guān)的限制，常常會(huì)做出各種各樣的具體決策，而這也會(huì)從一種實(shí)施方式到另一種實(shí)施方式之間發(fā)生改變。此外，還可以理解的是，雖然這種開發(fā)過程中所作出的努力可能是復(fù)雜并且冗長的，然而對(duì)于與本發(fā)明公開的內(nèi)容相關(guān)的本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，在本公開揭露的技術(shù)內(nèi)容的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一些設(shè)計(jì)，制造或者生產(chǎn)等變更只是常規(guī)的技術(shù)手段，不應(yīng)當(dāng)理解為本發(fā)明公開的內(nèi)容不充分。

除非另作定義，在本說明書和權(quán)利要求書中使用的技術(shù)術(shù)語或者科學(xué)術(shù)語應(yīng)當(dāng)為本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)具有一般技能的人士所理解的通常意義。本說明書以及權(quán)利要求書中使用的“第一”或者“第二”以及類似地詞語并不表示任何順序、數(shù)量或者重要性，而只是用來區(qū)分不同的組成部分?！耙粋€(gè)”或者“一”等類似詞語并不表示數(shù)量限制，而是表示存在至少一個(gè)?！盎颉卑ㄋ信e的項(xiàng)目中的任意一者或者全部。“連接”或者“相連”等類似地詞語并非限定于物理的或者機(jī)械的連接，而是可以包括電性的連接，不管是直接的還是間接的。此外，“電路”以及“控制模塊”等可以包括單一組件或者由多個(gè)主動(dòng)元件或者被動(dòng)元件直接或者間接相連的集合，例如一個(gè)或者多個(gè)集成電路芯片，以提供所對(duì)應(yīng)描述的功能。

本發(fā)明中使用的“可”、“可以”與“可能”等詞語表明在某些環(huán)境中事件發(fā)生的可能性；擁有一種特定屬性、特征或功能；和/或通過與某一合格動(dòng)詞結(jié)合表示一個(gè)或多個(gè)能力、性能或可能性。相應(yīng)地，“可能”的使用表明：被修飾的術(shù)語對(duì)于所示的能力、功能或用途是明顯適當(dāng)、可匹配或合適的；同時(shí)考慮到在某些情況的存在，被修飾的術(shù)語有時(shí)可能不適當(dāng)，不匹配或不合適。例如，在某些情況下，可能預(yù)期出現(xiàn)某一結(jié)果或性能；而在其他情況下，該結(jié)果或性能可能不出現(xiàn)。這一區(qū)別由表示“可能”的詞語體現(xiàn)。

請(qǐng)參考圖1，圖1所示為一種高壓發(fā)生電路10的一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)框圖。該高壓發(fā)生電路10包括電能變換器103，電壓給定調(diào)節(jié)電路105，控制器107和電壓檢測(cè)電路109。

該電能變換器103與電源101和控制器107相連。該電能變換器103包括輸出端子121、123，該電能變換器103用于將從該電源101接收的輸 入電能轉(zhuǎn)換為該輸出端子121、123上的輸出電能，與該輸入電能相比，該輸出電能具有不同的電壓，該輸出電能的電壓根據(jù)從該控制器107接收的開關(guān)信號(hào)119變化。該輸出電能提供給直流負(fù)載，該直流負(fù)載可包括X射線管以及其他需要快速升壓的裝置。

更具體地，該電源101包括交流電源或直流電源。當(dāng)該電源101為交流電源如輸出220V三相交流電的電源時(shí)，該電能變換器103包括與該電源101相連的整流電路和與該整流電路相連的電壓變換電路如升壓電路。當(dāng)該電源101為直流電源時(shí)，該電能變換器103包括與該電源101相連的電壓變換電路如升壓電路。

該電壓給定調(diào)節(jié)電路105用于將設(shè)定的電壓給定信號(hào)V_ref 111轉(zhuǎn)換為電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)V_{ref_reg}113。更具體地，當(dāng)該電壓給定信號(hào)V_ref 111為第一電壓給定信號(hào)V_ref1時(shí)，該電壓給定調(diào)節(jié)電路105用于將第一電壓給定信號(hào)V_ref1轉(zhuǎn)化為第一電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)V_{ref_reg1}113。當(dāng)該電壓給定信號(hào)V_ref 111為第二電壓給定信號(hào)V_ref2時(shí)，該電壓給定調(diào)節(jié)電路105用于將第二電壓給定信號(hào)V_ref2轉(zhuǎn)化為第二電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)V_{ref_reg2}113。該第一電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)V_{ref_reg1}和該第二電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)V_{ref_reg2}的上升斜率為恒定值。

該控制器107至少與該電能變換器103和該電壓給定調(diào)節(jié)電路105相連接并通訊。在一些實(shí)施方式中，該控制器107可以包括任何合適的可編程電路或者裝置，包括數(shù)字信號(hào)處理器(Digital Signal Processor，DSP)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(Field Programmable Gate Array，F(xiàn)PGA)、可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller，PLC)以及專用集成電路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)等。在一些實(shí)施方式中，該控制器107可以通過硬件或軟件或軟硬件結(jié)合的形式實(shí)現(xiàn)。在一種實(shí)施方式中，該控制器107根據(jù)該電能變換器103的半導(dǎo)體開關(guān)的數(shù)量產(chǎn)生多個(gè)開關(guān)信號(hào)。為了方便說明，該控制器107為單個(gè)控制器。在其他實(shí)施方式中，該控制器107可包括兩個(gè)或多個(gè)獨(dú)立的控制器。

該控制器107用于接收該第一或該第一電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)113以及該電壓檢測(cè)信號(hào)117，并生成該開關(guān)信號(hào)119以使該輸出電能的電壓值與第一或該第一電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)113的電壓值相匹配。

更具體地，該電壓檢測(cè)電路109連接至該電能變換器103的輸出端 子121、123，該電壓檢測(cè)電路109輸出該電壓檢測(cè)信號(hào)V_out117，該電壓檢測(cè)信號(hào)V_out117與該輸出端子兩端121、123的輸出電能的電壓值成正比。在一種實(shí)施方式中，電容125連接在該輸出端子121和123之間，一方面，該電容125具有儲(chǔ)能作用，另一方面，該電容125對(duì)該輸出電壓進(jìn)行穩(wěn)壓和濾波。該輸出電壓檢測(cè)電路109可包括電壓傳感器以及其他可反映輸出電能電壓大小的電路。

請(qǐng)參考圖2，圖2所示為如圖1所示高壓發(fā)生電路10生成高壓輸出電壓的控制框圖20的一種實(shí)施方式示意圖。如圖2所示，該控制框圖20包括電壓給定信號(hào)發(fā)生器201，電壓給定信號(hào)調(diào)節(jié)電路105和電壓閉環(huán)控制電路203。

該電壓給定信號(hào)發(fā)生器201用于產(chǎn)生X射線管曝光時(shí)所需的電壓給定信號(hào)V_ref111如階躍信號(hào)。該電壓給定信號(hào)發(fā)生器201可包括DSP等芯片，當(dāng)X射線成像設(shè)備的操作人員如醫(yī)院技師需要對(duì)病人進(jìn)行X射線拍片曝光時(shí)即當(dāng)該高壓發(fā)生電路10需要快速輸出高電壓時(shí)，醫(yī)院技師通過與該電壓給定信號(hào)發(fā)生器201相連的操作手柄或按鈕啟動(dòng)相應(yīng)曝光過程，根據(jù)拍片位置不同，曝光所需的輸出電壓幅值不同，醫(yī)院技師可通過調(diào)節(jié)手柄或旋轉(zhuǎn)按鈕控制該電壓給定信號(hào)發(fā)生器201輸出對(duì)應(yīng)幅值大小的電壓給定信號(hào)V_ref111。

該電壓給定調(diào)節(jié)電路105用于將設(shè)定的電壓給定信號(hào)V_ref111轉(zhuǎn)換為電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)V_{ref_reg}113。更具體地，該電壓給定信號(hào)V_ref111可包括階躍信號(hào)，該電壓調(diào)節(jié)信號(hào)V_{ref_reg}113可包括由0上升到該電壓給定信號(hào)V_ref111值的斜坡曲線信號(hào)。該電壓給定調(diào)節(jié)電路105可通過硬件或軟件的形式實(shí)現(xiàn)。

該電壓閉環(huán)控制電路203用于接收該電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)V_{ref_reg}113和該電壓檢測(cè)電路109檢測(cè)得到的電壓檢測(cè)信號(hào)V_out117，并輸出該開關(guān)信號(hào)119以控制該電壓檢測(cè)信號(hào)V_out117跟隨該電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)V_{ref-_reg}113。

更具體地，該電壓閉環(huán)控制電路203包括求和元件205，電壓調(diào)節(jié)器207和開關(guān)信號(hào)發(fā)生器209。在一些實(shí)施方式中，其他元件如限幅元件也可加到該電壓閉環(huán)控制電路203中。在該電壓閉環(huán)控制電路203中，通過求和元件205將該電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)V_{ref_reg}113和電壓檢測(cè)信號(hào)V_out117作差得到差值信號(hào)213。該差值信號(hào)213送入電壓調(diào)節(jié)器207以 輸出信號(hào)215，該信號(hào)215送入電壓檢測(cè)信號(hào)V_out117以用于實(shí)施調(diào)制算法來產(chǎn)生該開關(guān)信號(hào)119。該調(diào)制算法可包括脈寬調(diào)制(PWM)算法或脈沖頻率調(diào)制(PFM)算法。在該電壓調(diào)節(jié)器207中可實(shí)施PI控制算法或其他智能控制算法如模糊算法或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法。

由圖2可知，通過相應(yīng)控制算法可控制輸出電能的電壓對(duì)應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)跟蹤電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)，因此，若想快速生成期望電壓的輸出電能，需要提高電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)V_{ref_reg}113從0上升到電壓給定信號(hào)電壓值的上升斜率。

請(qǐng)參考圖3，圖3所示為傳統(tǒng)電壓給定調(diào)節(jié)電路200的一種實(shí)施方式的電路圖。該電壓給定調(diào)節(jié)電路200包括高壓輸出觸發(fā)電路301，電壓給定信號(hào)充電電路303和電壓跟隨鉗位電路305。

該高壓輸出觸發(fā)電路301用于在節(jié)點(diǎn)O2處輸出充電電壓417，當(dāng)該高壓輸出觸發(fā)電路301接收到觸發(fā)信號(hào)410時(shí)，該充電電壓417的電壓值與電壓給定信號(hào)V_ref411的電壓值相對(duì)應(yīng)。

在一種實(shí)施方式中，當(dāng)該高壓輸出觸發(fā)電路301接收到觸發(fā)信號(hào)410時(shí)，該電壓給定調(diào)節(jié)電路105工作于觸發(fā)調(diào)節(jié)狀態(tài)。更具體地，當(dāng)該高壓輸出觸發(fā)電路301的觸發(fā)開關(guān)或觸發(fā)旋鈕S接收到醫(yī)院技師的操作觸發(fā)信號(hào)410時(shí)，該電壓給定調(diào)節(jié)電路105工作于觸發(fā)調(diào)節(jié)狀態(tài)。若當(dāng)如圖1所示的高壓發(fā)生電路10用于給X射線成像診斷設(shè)備中的X射線管提供高電壓時(shí)，該觸發(fā)信號(hào)410包括曝光的控制指令。在一種實(shí)施方式中，如圖3所示，該高壓輸出觸發(fā)電路301包括觸發(fā)開關(guān)S，該觸發(fā)開關(guān)S可根據(jù)該曝光指令閉合從而觸發(fā)該電壓給定調(diào)節(jié)電路105工作于觸發(fā)調(diào)節(jié)狀態(tài)。

更具體地，如圖3所示，當(dāng)S閉合后，節(jié)點(diǎn)O1處的電壓接地為0。在Vcc1的作用下，R0，R1，R2中流經(jīng)電流，半導(dǎo)體開關(guān)器件3031導(dǎo)通。在Vcc2的作用下，R3，R4中流經(jīng)電流，半導(dǎo)體器件3033導(dǎo)通。半導(dǎo)體器件3033導(dǎo)通后，在Vcc2的作用下，R5，R6中流經(jīng)電流，半導(dǎo)體器件3035導(dǎo)通。此時(shí)，電壓給定信號(hào)V_ref411通過電阻R7和電容C1向該電壓給定信號(hào)充電電路303充電。

在一些實(shí)施方式中，Vcc1，Vcc2為同一電源模塊供電，電壓幅值相等。在一些實(shí)施方式中，Vcc1，Vcc2為不同電源模塊供電，電壓幅值可相等或不等，具體根據(jù)元器件所需電壓進(jìn)行選擇設(shè)計(jì)。

該電壓給定信號(hào)充電電路303用于接收該充電電壓417并將該充電電壓417提供給該電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)V_{ref_reg}413。在一種實(shí)施方式中，該電壓給定信號(hào)充電電路303包括運(yùn)算放大器3051，該電壓給定信號(hào)V_ref411與該運(yùn)算放大器3051的輸入端子相連接并通過電阻R7和電容C1向該電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)V_{ref_reg}413充電。

該電壓跟隨鉗位電路305用于接收該電壓給定信號(hào)V_ref411和該電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)V_{ref_reg}413。當(dāng)該電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)V_{ref_reg}413的幅值大于該電壓給定信號(hào)V_ref411的幅值時(shí)，該電壓跟隨鉗位電路305輸出的電壓419變?yōu)橐粋€(gè)高電壓值，該電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)V_{ref_reg}413被鉗位至與該電壓給定信號(hào)V_ref411電壓值相同的電壓值，該電壓給定信號(hào)充電電路303停止將充電電壓V_O2417提供給該電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)V_{ref_reg}413。即當(dāng)該電壓給定調(diào)節(jié)電路200接收到觸發(fā)信號(hào)410后，該給定電壓調(diào)節(jié)信號(hào)V_{ref_reg}413的幅值從0增加到該電壓給定信號(hào)V_ref411的電壓值并最終鉗位于該電壓給定信號(hào)V_ref411的電壓值保持恒定。

更具體地，如圖3所示，該電壓跟隨鉗位電路305包括反相器3005，該反相器3005接收該電壓給定信號(hào)V_ref411并輸出電壓給定信號(hào)的反相信號(hào)-V_ref415。該反相信號(hào)-V_ref415與該電壓給定信號(hào)V_ref411相位相反，幅值相同。該電壓跟隨鉗位電路305還包括跟隨器3009，該跟隨器3009接收該反相信號(hào)-V_ref415和該電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)V_{ref_reg}413。此時(shí)，該電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)V_{ref_reg}413從0反相增大到該反相信號(hào)值-V_ref并最終鉗位與該反相信號(hào)值保持恒定。

在如圖3所示的實(shí)施方式中，該電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)V_{ref_reg}413的充電時(shí)間t1的公式如下：

t1＝C1/R7(1)

其中，t1為該電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)V_{ref_reg}413從0反相增大到該反相信號(hào)值-V_ref的時(shí)間上升時(shí)間。C1和R7為固定值，因此，該上升時(shí)間固定，與給定電壓信號(hào)V_ref411大小無關(guān)。根據(jù)公式(1)可知，如圖3所示，當(dāng)該電壓給定信號(hào)充電電路303的充電輸入端與電壓給定信號(hào)V_ref411相連接時(shí)，傳統(tǒng)的電壓給定調(diào)節(jié)電路200輸出的電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)V_{ref_reg}413的上升時(shí)間是固定不變的。

請(qǐng)參考圖4，圖4為圖3中電壓給定調(diào)節(jié)電路200的電壓給定信號(hào)即電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)曲線圖。圖4(a)為電壓值不同的兩種電壓給定 信號(hào)曲線401、403。該第一電壓給定信號(hào)401為包活唯一恒定不變電壓值Vref1的階躍信號(hào)。該第二電壓給定信號(hào)403為包活唯一恒定不變電壓值Vref2的階躍信號(hào)。

當(dāng)該電壓給定調(diào)節(jié)電路200接收第一電壓給定信號(hào)401時(shí)，該電壓給定調(diào)節(jié)電路200輸出的第一電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)421的幅值從零上升到電壓值Vref1時(shí)上升斜率431為Vref1/t1。當(dāng)該電壓給定調(diào)節(jié)電路200接收第二電壓給定信號(hào)405時(shí)，該電壓給定調(diào)節(jié)電路200輸出的第二電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)425的幅值從零上升到電壓值Vref2時(shí)上升斜率433為Vref2/t1。上升斜率431比上升斜率433大，但輸出的電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)V_{vef_reg}413和V_{vef_reg}417的上升時(shí)間是固定不變的。因此，導(dǎo)致當(dāng)給定電壓信號(hào)值較小時(shí)，其對(duì)應(yīng)的輸出電壓從零上升到期望電壓值時(shí)的斜率較小。斜率降低，則相應(yīng)輸出電壓上升較慢，從而影響曝光是成像的質(zhì)量。

圖5為本發(fā)明提出如圖1所示的電壓給定調(diào)節(jié)電路105的實(shí)施方式電路圖。圖5中所示的電壓給定調(diào)節(jié)電路105與圖3所示的電壓給定調(diào)節(jié)電路200的區(qū)別主要在于：該電壓給定調(diào)節(jié)電路105還包括恒定電壓源Vcc3。該恒定電壓源Vcc3與該運(yùn)算放大器3051的輸入端子相連接并通過電阻R7和電容C1向該電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)充電。更具體地，該運(yùn)算放大器3051通過該電阻R7與該恒定電壓源Vcc3相連接。該高壓輸出觸發(fā)電路301用于在節(jié)點(diǎn)O2處輸出充電電壓，當(dāng)該高壓輸出觸發(fā)電路301接收到觸發(fā)信號(hào)410時(shí)，該充電電壓Vo2的電壓值與恒定電壓源Vcc3的電壓值相對(duì)應(yīng)。該電壓給定調(diào)節(jié)電路105的其他硬件部分與圖3所示的電壓給定調(diào)節(jié)電路200的相同，因此，其他部分的電路結(jié)構(gòu)這里不再贅述。

在如圖5所示的實(shí)施方式中，該電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)V_{ref_reg}413的充電時(shí)間t的公式如下：

t＝C1*Vref*R7/Vcc3(2)

其中，t為該電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)V_{ref_reg}413從0反相增大到該反相信號(hào)值-V_ref的時(shí)間上升時(shí)間。由式(2)可知，該電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)V_{ref_reg}413的上升斜率為Vref/t也即：

slope＝Vcc3/(R7*C1)(3)

Vcc3、C1和R7為固定值，由此可知，當(dāng)該電壓給定信號(hào)充電電路303的充電輸入端與恒定電壓源Vcc3相連接時(shí)，該上升斜率固定不變?yōu)? 恒定值，與給定電壓信號(hào)V_ref411大小無關(guān)。

請(qǐng)參考圖6，圖6為圖5中電壓給定調(diào)節(jié)電路105的電壓給定信號(hào)即電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)曲線圖。圖4(a)為電壓值不同的兩種電壓給定信號(hào)曲線401、403。該第一電壓給定信號(hào)401為包活唯一恒定不變電壓值Vref1的階躍信號(hào)。該第二電壓給定信號(hào)403為包活唯一恒定不變電壓值Vref2的階躍信號(hào)。

該電壓給定調(diào)節(jié)電路105用于將第一電壓給定信號(hào)401轉(zhuǎn)化為第一電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)431以及將第二電壓給定信號(hào)405轉(zhuǎn)化為第二電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)435，其中，該第一電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)431和該第二電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)435的上升斜率409為恒定值。當(dāng)圖3所示的電壓給定調(diào)節(jié)電路200和圖5所示的電壓給定調(diào)節(jié)電路105分別接收該第二電壓給定信號(hào)405后，分別輸出的第二電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)425及435的上升時(shí)間如圖4和圖6所示分別為t1和t2(t2＜t1)。即本發(fā)明提出的實(shí)施方式與傳統(tǒng)實(shí)施方式相比可減小上升時(shí)間。

圖7為本發(fā)明提出的一種電壓給定信號(hào)511生成實(shí)施方式的曲線示意圖。該電壓給定信號(hào)511包括第一時(shí)間段t3的第一電壓值Vref3+△和第二時(shí)間段t4的第二電壓值Vref3，該第一電壓值Vref3+△大于該第二電壓值Vref3，該第二電壓值Vref3為期望輸出電壓對(duì)應(yīng)的電壓給定信號(hào)。在一種實(shí)施方式中，該第一時(shí)間段t3由電壓閾值V_threshold決定。在一種實(shí)施方式，該電壓閾值V_threshold為該第二電壓值Vref3的85％到95％如0.9Vref3。根據(jù)實(shí)際需求，該電壓閾值V_threshold還可設(shè)定為其他值。如圖7所示，該輸出功率對(duì)應(yīng)的電壓檢信號(hào)V_out117的幅值大于該電壓閾值V_threshold時(shí)，該第一時(shí)間段t3結(jié)束。

如圖7所示，在t5時(shí)刻，△1為電壓給定信號(hào)511只包括一個(gè)恒定電壓值Vref3的情況下與該電壓檢測(cè)信號(hào)V_out117的差值信號(hào)?！?為電壓給定信號(hào)511該電壓給定信號(hào)511包括第一時(shí)間段t3的第一電壓值Vref3+△和第二時(shí)間段t4的第二電壓值Vref3的情況下與該電壓檢測(cè)信號(hào)V_out117的差值信號(hào)?！?＞△1，因此，通過如圖2所示的控制框圖20可知，當(dāng)差值信號(hào)213越大時(shí)，通過閉環(huán)控制，該電壓檢測(cè)信號(hào)V_out117跟隨該電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)的速度更快，從而降低了該電壓檢測(cè)信號(hào)V_out117的上升時(shí)間。

如上所述，如圖5所示的電壓給定調(diào)節(jié)電路105的硬件電路可降低電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)V_{ref_reg}的上升時(shí)間，從而通過該控制器107的閉環(huán)控制可使輸出電能的電壓檢測(cè)信號(hào)V_out117跟隨該電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)V_{ref_reg}，從而加快了該高壓發(fā)生電路10的輸出電能的電壓的上升速度。在此基礎(chǔ)上，采用如圖7所述電壓給定信號(hào)的生成方法，可進(jìn)一步加快輸出電能的電壓的上升速度。

如圖8所示，本發(fā)明還提供一種生成高電壓的方法800。該方法800至少包括如下步驟：

步驟801，將從該電源接收的輸入電能轉(zhuǎn)換為該輸出端子上的輸出電能。

步驟803，將第一電壓給定信號(hào)轉(zhuǎn)化為第一電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)以及將第二電壓給定信號(hào)轉(zhuǎn)化為第二電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)，其中，該第一電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)和該第二電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)的斜率為恒定值。

步驟805，輸出與該輸出端子兩端的輸出電能的電壓成正比的該電壓檢測(cè)信號(hào)。

步驟807，接收該第一或該第一電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)以及該電壓檢測(cè)信號(hào)，并生成該開關(guān)信號(hào)以使該輸出電能的電壓值與第一或該第一電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)的電壓值相匹配。

如何實(shí)現(xiàn)步驟803中斜率恒定的方法包括：

當(dāng)高壓輸出觸發(fā)電路接收到觸發(fā)信號(hào)時(shí)，輸出與恒定電壓源Vcc3的電壓值相對(duì)應(yīng)的充電電壓。接收該充電電壓并將該充電電壓提供給該電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)。接收電壓給定信號(hào)和電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)，當(dāng)該電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)的幅值大于該電壓給定信號(hào)的幅值時(shí)，停止將該充電電壓提供給該電壓給定調(diào)節(jié)信號(hào)。

該本書面說明書使用示例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了公開，其中包括最佳模式，并且還使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明，其中包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)并且執(zhí)行所包含的任何方法。本發(fā)明的專利范圍通過權(quán)利要求進(jìn)行限定，并且可以包括本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到的其他示例。如果這些其它的示例包括與權(quán)利要求的字面語言沒有區(qū)別的結(jié)構(gòu)元件，或者如果這些其它的示例包括與權(quán)利要求的字面語言沒有實(shí)質(zhì)區(qū)別的等同結(jié)構(gòu)元件，則期望這些其它的示例落入權(quán)利要求的范圍內(nèi)。

雖然結(jié)合特定的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說明，但本領(lǐng)域的技術(shù) 人員可以理解，對(duì)本發(fā)明可以作出許多修改和變型。因此，要認(rèn)識(shí)到，權(quán)利要求書的意圖在于涵蓋在本發(fā)明真正構(gòu)思和范圍內(nèi)的所有這些修改和變型。