阅读说明：本技术 一种轻量化低压供电的x射线发生装置 (X-ray generating device of lightweight low voltage power supply ) 是由 李德来 苏树钿 刘庚辛 陈英怀 陈图森 于 2020-05-21 设计创作，主要内容包括：本发明涉及X射线检测技术领域,尤其涉及一种轻量化低压供电的X射线发生装置。一种轻量化低压供电的X射线发生装置,包括供电电路、X射线球管、灯丝变压器和油箱,供电电路包括控制电路、DC-AC逆变电路、升压变压器、第一AC-DC转换电路和第二AC-DC转换电路,控制电路驱动连接DC-AC逆变电路,DC-AC逆变电路连接外部电源并输出连接至升压变压器,第一AC-DC转换电路和第二AC-DC转换电路为功能互相对称的电路且并联连接至升压变压器的输出端；X射线球管连接在第一AC-DC转换电路的输出端和第二AC-DC转换电路的输出端之间。通过采用一个升压变压器同时连接两个互相对称的AC-DC转换电路对X射线球管进行供电,可以省去一个变压器,减轻设备的重量。(The invention relates to the technical field of X-ray detection, in particular to an X-ray generating device with light weight and low voltage power supply. A light-weight low-voltage power supply X-ray generating device comprises a power supply circuit, an X-ray bulb tube, a filament transformer and an oil tank, wherein the power supply circuit comprises a control circuit, a DC-AC inverter circuit, a step-up transformer, a first AC-DC conversion circuit and a second AC-DC conversion circuit; the X-ray tube is connected between the output end of the first AC-DC conversion circuit and the output end of the second AC-DC conversion circuit. The X-ray bulb tube is powered by simultaneously connecting two symmetrical AC-DC conversion circuits through one step-up transformer, so that one transformer can be omitted, and the weight of the device is reduced.)

一种轻量化低压供电的X射线发生装置

技术领域

本发明涉及X射线检测技术领域，尤其涉及一种轻量化低压供电的X射线发生装置。

背景技术

在X射线摄影时，X射线球管需要高电压才能激发产生X射线，而在低压供电的X射线发生装置的应用中，需要一系列电源转换器件将低压电源转换成X射线球管需要的高压电。在X射线发生装置中，DC-AC转换部件用于将直流转换为高频交流电，高压变压器将高频交流电转换成高压交流电，AC-DC转换部件将高压交流电转换为直流电，直流电提供给X射线管以产生X射线，传感器部件通过对射线管的管电压和管电流进行取样，反馈控制以提高X射线的质量。

DC-AC转换部件在将直流电转化成交流电的时候，由于器件存在内阻、工作电流大、开关频率高等的缘故，DC-AC转换部件会有大量的电力以转化成热量的形式损耗。同样的，高压变压器，AC-DC转换部件，X 射线管等器件也会产生大量的热量，器件处于高压的状态。

传统的X射线发生装置通过两个高压变压器和AC-DC转换部件来控制球管两端的绝对电势，以获得球管需要的相对压差，过高的绝对电势使的绝缘结构需要更高的绝缘能力，使绝缘结构的尺寸更大。为了迅速地吸收传导器件产生的热量和保证绝缘，各器件需安置在气密的充满油的油箱壳体内，并有绝缘材料结构提高绝缘性能。并且，各电源转换器件安装于油箱内，会增加油箱需要的体积，更大体积的油箱需要更多的油液，从而增加X射线发生装置的体积和重量,这些都使得设备难以做得轻量小型化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轻量化低压供电的X射线发生装置，具体在于提供一种结构小巧轻便、可利用低压电源进行供电的X射线发生装置。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种轻量化低压供电的X射线发生装置，包括供电电路、X射线球管、灯丝变压器和油箱，供电电路包括控制电路、DC-AC逆变电路、升压变压器、第一AC-DC转换电路和第二AC-DC转换电路，控制电路驱动连接DC-AC逆变电路，DC-AC逆变电路连接外部电源并输出连接至升压变压器，第一AC-DC转换电路和第二AC-DC转换电路为功能互相对称的电路且并联连接至升压变压器的输出端；X射线球管连接在第一AC-DC转换电路的输出端和第二AC-DC转换电路的输出端之间。

具体的，第一AC-DC转换电路包括第一整流电路和第一倍压电路，第二AC-DC转换电路包括第二整流电路和第二倍压电路。

进一步的，供电电路还包括第一管电压传感电路和第二管电压传感电路，第一管电压传感电路将第一AC-DC转换电路的输出端的电压反馈至控制电路，第二管电压传感电路将第二AC-DC转换电路的输出端的电压反馈至控制电路。

具体的，升压变压器、X射线球管、灯丝变压器设置于油箱内。

进一步的，第一AC-DC转换电路和第二AC-DC转换电路设置于油箱内。

进一步的，第一AC-DC转换电路和第二AC-DC转换电路在油箱内分开对称排布。

进一步的，DC-AC逆变电路通过导热机构连接至油箱内的油液。

进一步的，导热机构包括导热座和与导热座一体连接的若干散热片，若干散热片设置于油箱内，导热座设置于油箱外，DC-AC逆变电路固定设置于导热座上。

在另一种方案中，第一AC-DC转换电路和第二AC-DC转换电路设置于油箱外。

本发明的优点在于：

1、通过采用一个升压变压器同时连接两个互相对称的AC-DC转换电路对X射线球管进行供电，可以省去一个变压器，减轻设备的重量；

2、使用两个互相对称的AC-DC转换电路并联在一个变压器上，可以提高加在X射线球管两端电压的对称性，由于球管的驱动电路是中点接地方式，加载在管电压两端的电压越是对称越能保证球管工作在最优状态，有利于X射线产生的控制；

3、将X射线球管两端的电压回馈至控制电路，可以根据工作过程实际的电压值利用控制电路控制DC-AC逆变电路的驱动信号来调节变压器输入交流电的占空比，从而对加在X射线球管两端的电压进行实时的调节；

4、将AC-DC转换电路设置于油箱内，并将DC-AC逆变电路通过导热机构与油箱内部连接，使油箱为发生装置的所有部件提供散热，避免增加多个散热器影响装置整体的轻量化。

附图说明

附图1为实施例1或2或3中X射线发生装置的电路连接原理图；

附图2为实施例1中X射线发生装置的器件分布连接原理图；

附图3为实施例2或3中X射线发生装置的器件分布连接原理图；

附图4为实施例2或3中油箱内器件分布结构图；

附图5为实施例3中DC-AC逆变电路与导热机构和油箱的具体连接结构图。

具体实施方式

实施例1：参照图1，一种轻量化低压供电的X射线发生装置，包括供电电路1、X射线球管2、灯丝变压器3和油箱4，供电电路1包括控制电路11、DC-AC逆变电路12、升压变压器13、第一AC-DC转换电路141和第二AC-DC转换电路142，控制电路11驱动连接DC-AC逆变电路12，DC-AC逆变电路12连接外部电源并输出连接至升压变压器13，第一AC-DC转换电路141和第二AC-DC转换电路142为功能互相对称的电路且并联连接至升压变压器13的输出端；X射线球管2连接在第一AC-DC转换电路141的输出端和第二AC-DC转换电路142的输出端之间。

在本实施例中，控制电路11用于根据X射线球管2两端电压的设定值对DC-AC逆变电路12输出的交流电的占空比进行控制，DC-AC逆变电路12则将低压直流电源逆变转换为高频交流电，升压变压器13将DC-AC逆变电路12输出的高频交流电进行升压输出高频高压交流电，第一AC-DC转换电路141和第二AC-DC转换电路142则将升压变压器13输出的高频高压交流电进行整流升压输出两个极性相反、电压值相同的电压对X射线球管进行供电，由于X射线球管2的驱动电路是中点接地方式，加载在X射线球管2两端的电压越对称越能保证X射线球管2工作于最优状态，有利于X射线的产生和控制，由于采用互相对称的第一AC-DC转换电路141和第二AC-DC转换电路142并联在一个升压变压器13上，可以大大提高第一AC-DC转换电路141和第二AC-DC转换电路142输出电压的对称性，提高X射线球管2发射X射线的质量；同时，由于只采用一个升压变压器13，比起传统的使用两个变压器分别连接两个AC-DC转换电路，能省去一个变压器，大大减轻设备的体积和重量，同时还有利于提供对称性较高的输出电压，提高X射线发生效率；同时，采用互相对称的第一AC-DC转换电路141和第二AC-DC转换电路142，在相同X射线球管2电压的情况下，对比采用一个AC-DC转换电路，单块电路板上的高压可减少一半，可以降低电路板上器件所承受的电压，降低器件的性能要求，降低油箱4内绝缘性能的要求，同时还可以减少倍压电路的级数，减少倍压电路带来的能量损耗。

具体的，上述第一AC-DC转换电路141包括第一整流电路和第一倍压电路，第二AC-DC转换电路142包括第二整流电路和第二倍压电路。参照图1，第一AC-DC转换电路141由C11、D11、C12、D12、C13、D13、C14、D14、C15、D15、C16、D16、C17组成，其中，电容C11和的二极管D11组成第一整流电路起到整流作用，C12、D12、C13、D13、C14、D14、C15、D15、C16、D16、C17组成第一倍压电路起到升压的作用，从而输出高压直流电，对应的，第二AC-DC转换电路142由C21、D21、C22、D22、C23、D23、C24、D24、C25、D25、C26、D26、C27组成，其中，电容C21和的二极管D21组成第二整流电路起到整流作用，C22、D22、C23、D23、C24、D24、C25、D25、C26、D26、C27组成第二倍压电路起到升压的作用，由于第一AC-DC转换电路141和第二AC-DC转换电路142为互相对称且并联在升压变压器13的输出端上，因此，第一AC-DC转换电路141和第二AC-DC转换电路142输出的电压为极性相反电压值相同的电压，为X射线球管2提供稳定对称的电压。

在进一步的实施例中，供电电路1还包括第一管电压传感电路151和第二管电压传感电路152，第一管电压传感电路151将第一AC-DC转换电路141的输出端的电压反馈至控制电路11，第二管电压传感电路152将第二AC-DC转换电路142的输出端的电压反馈至控制电路11。第一管电压传感电路151和第二管电压传感电路152连接至第一AC-DC转换电路141和第二AC-DC转换电路142输出端，即X射线球管2两端，对X射线球管2两端的电压值进行检测，并将电压值回馈至控制电路11，控制电路11根据回馈的电压值与设定值进行对比后对DC-AC逆变电路12的驱动信号进行调节，从而调节DC-AC逆变电路12输出交流电的占空比，从而调节第一AC-DC转换电路141和第二AC-DC转换电路142的电压输出值，从而起到实时调节的作用，而由于第一AC-DC转换电路141和第二AC-DC转换电路142是互相对称且并联在升压变压器13的输出端，所以当升压变压器13输入的交流电的占空比改变时，互相对称的第一AC-DC转换电路141和第二AC-DC转换电路141输出电压的幅度将同步变化，且极性保持相反。

具体的，升压变压器13、X射线球管2、灯丝变压器3设置于油箱4内。升压变压器13、X射线球管2和灯丝变压器3设置于油箱4内，油箱4内注满油液对升压变压器13、X射线球管2和灯丝变压器3进行降温。

进一步的，参照图2，第一AC-DC转换电路141和第二AC-DC转换电路142设置于油箱外。可以通过将第一AC-DC转换电路141和第二AC-DC转换电路142则设置于油箱4外使用另外的绝缘散热装置进行绝缘散热。在本实施例中，DC-AC逆变电路12可以设置于油箱4内进行散热，也可以设置于油箱4外进行散热，在此不做限制；图2中是将DC-AC逆变电路12设置于油箱4内的连接示意图。

实施例2，参照图3-4，在本实施例中，与实施例的区别在于：第一AC-DC转换电路141和第二AC-DC转换电路142设置于油箱4内。第一AC-DC转换电路141和第二AC-DC转换电路142设置于油箱4内由油箱4内的油液对其进行绝缘散热，具体的，第一AC-DC转换电路141和第二AC-DC转换电路142在油箱4内分开对称排布，优选的，第一AC-DC转换电路141和第二AC-DC转换电路142可分别设置于位于油箱4中间位置的升压变压器13两侧，从而使得油箱4内器件的排列更加紧凑，减少装置整体的体积，同时可以拉开第一AC-DC转换电路141和第二AC-DC转换电路142的距离，从而降低油箱4的绝缘要求。本实施例中，DC-AC逆变电路12可设置于油箱4内由油箱4内的油液进行散热，也可以设置于油箱4外，本实施例中，将DC-AC逆变电路12设置于油箱4外。

实施例3，参照图5，本实施例是在实施例2的基础上，将DC-AC逆变电路12通过导热机构7连接至油箱4内的油液。具体的，导热机构7包括导热座71和与导热座71一体连接的若干散热片72，若干散热片72设置于油箱4内，导热座72设置于油箱4外，DC-AC逆变电路12固定设置于导热座72上。DC-AC逆变电路12通过导热机构7连接至油箱4内的油液中，可以利用油箱4内的油液对DC-AC逆变电路12进行散热，从而免去DC-AC逆变电路12独自的散热机构，进一步减小装置的体积和重量，起到轻量化的效果。

当然，以上仅为本发明较佳实施方式，并非以此限定本发明的使用范围，故，凡是在本发明原理上做等效改变均应包含在本发明的保护范围内。