[发明专利]用于高级电子应用及其X射线分析仪应用的紧凑型低噪音电源

说明书

相关专利申请的交叉引用

本申请要求2010年7月26日提交的美国临时专利申请No.61/367656的权益，以引用方式将该专利申请的全文并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及电源。更具体地，本发明涉及一种用于为其它EMI敏感部件附近的紧凑环境中的部件供电的紧凑的、低噪音电源。

背景技术

为敏感的高功率仪器中的部件提供直流（DC）电依然是巨大的挑战。某些部件的功率需求可能非常高，甚至在紧凑型仪器中也是这样。其它协同定位的部件可能对于来自这样的紧凑型仪器中的电源的过量水平的电磁干扰（EMI）是高度敏感的。

例如，X射线光谱仪器通常包括需要高DC电平输入（例如，40kV或更高）的X射线源；并且还包括可能对电源EMI非常敏感的其它协同定位的部件（例如，检测器）和X射线光束路径。

因此，需要一种改进的、紧凑的DC电源，其能够把典型的AC或DC功率源转换为具有很高的稳定性和可预测性并且对其它部件（例如，检测器）具有最小的EMI影响的40kV DC或更高的DC。

发明内容

本发明克服了现有技术的缺点，并且提供了其他优点，一个方面中的本发明是一种具有多个电压倍增器的屏蔽的、低噪音、高电压的电源，每个电压倍增器具有环形变压器并且共同地利用AC电压产生高DC输出电压。主导体输送该AC电压，并且位于多个电压倍增器的每个环形变压器附近。导电壳体导电地连接到主导体，并且基本包围多个电压倍增器和主导体，导电壳体为主导体中的AC电压提供了返回路径，并且提供对电压倍增器和主导体的EMI屏蔽。

绝缘灌封材料可包围主导体和电压倍增器；而且主导体可以是无护套的导体。

可以提供AC驱动电路与中间变压器一起来产生AC电压，该中间变压器位于AC驱动电路和主导体之间，用于在AC电压被施加到主导体之前对AC电压进行调理，和用于将主导体与AC驱动电路隔离。

中间变压器可以位于形成导电壳体的一部分的板上，并且接近主导体的一端。

导电壳体可以是接地的；可以包含电源的外壳，和/或可以包含位于电源外壳内的层。

本发明的电源特别适用于具有可能需要与电源部件的屏蔽的X射线激励和/或检测路径和/或检测器的X射线分析仪应用。

通过本发明的技术实现了其它另外的特征和优点。在此详细描述了本发明的其他实施例和方案，可认为该其他实施例和方案是所要求保护的本发明的一部分。

附图说明

本发明的主题是特别指出的，并在说明书结尾处的权利要求中清楚地要求保护。根据结合附图做出的下面的详细说明，本发明的上述和其它目的、特征和优点将变得清楚，在附图中：

图1是根据本发明的一个方面的紧凑型低噪音DC电源的透视图；

图2a是图1的电源的剖视图；

图2b是图2a的电源的一部分的嵌入图，其示出了该部分的额外细节；

图3是根据本发明的方面，与图1-2中的电源类似的电源的各部件的分解图；

图4a是电压倍增器级的透视图；

图4b是图4a的电压倍增器级的示意图；

图5是根据本发明的一个方面的电源的功能性部件的示意图；以及

图6是根据本发明的一个方面的结合电源的具有X射线光学功能的X射线分析仪的示意图。

具体实施方式

示例的X射线分析仪在诸如医疗、制药、消费产品、和石油之类的许多工业中是正在发展的受关注领域。在用于宽范围的工业测量与其它应用的X射线荧光（XRF）光谱和X射线衍射（XRD）仪器中已经广泛采用小型、紧凑的X射线管。

通过引用将被转让给本发明的受让人X射线光学系统公司的美国专利No.6934359和No.7072439的全部内容并入本文，这两个专利公开了用于分析液体样本的单色波长色散X射线荧光（MWD XRF）技术和系统。作为一个特殊示例，这些专利公开了用于测定石油燃料中的硫水平的技术，而且商品化的X射线分析仪（SINDIE）现在在石油炼制、管道和终端设施处的这种测量中被广泛应用。其他毒性分析物最近也引起密切关注，例如铅、镉和锑，而且这些分析物特别适合于使用X射线技术的检测和定量，因为它们对于入射的X射线会产生独特和可检测的荧光。

提供检测和定量的可接受水平的能力部分地取决于荧光检测器技术。高性能X射线检测器对EMI特别敏感，因此，在来自例如有噪声的电源的EMI存在的情况下操作检测器可能显著地损害分析仪性能。