[发明专利]开关放大器、梯度放大器及估算开关放大器剩余寿命的方法

说明书

技术领域

本发明实施方式涉及电子技术领域，特别涉及开关放大器、梯度放大器及估算开关放大器剩余寿命的方法。

背景技术

开关放大器通常用于驱动磁共振成像系统中的负载、航空系统中的负载、可再生能源系统中的负载或交通运输系统中的负载等等。开关放大器是上述这些系统中的关键部件。

以开关放大器为梯度放大器作为举例说明。若梯度放大器损坏，则磁共振成像系统无法成像；导致磁共振成像系统不能正常运作，直到梯度放大器被修理或被替换。为确保磁共振成像系统的可靠运行，梯度放大器的可靠性鉴定和剩余寿命评估对磁共振成像系统是非常重要的。几代梯度放大器的使用都证明功率装置是梯度放大器中损坏可能性最高的部件，因此可通过评估功率装置的剩余寿命来评估梯度放大器的剩余寿命。

传统方法中评估梯度放大器的剩余寿命的方法是离线完成的。另外一些评估梯度放大器的剩余寿命的方法需要安装传感器(例如电流传感器、电压传感器或温度传感器等)来测量温度数据，其增加了硬件成本。另外一些评估梯度放大器的剩余寿命的方法是对别的医院中的数据进行分析，这种方法是不准确的。

因此，有必要提供一种解决方案以实时估算开关放大器(例如梯度放大器)的剩余寿命。

发明内容

现在归纳本发明实施方式的一个或多个方面以便于本发明实施方式的基本理解，其中该归纳并不是本发明实施方式的扩展性纵览，且并非旨在标识本发明实施方式的某些要素，也并非旨在划出其范围。相反，该归纳的主要目的是在下文呈现更详细的描述之前用简化形式呈现本发明实施方式的一些概念。

本发明实施方式的一个方面在于提供一种开关放大器，其包括：

用于给负载供电的功率装置，该功率装置由多个电子开关组成；以及

处理装置，其用于：

至少部分根据每个电子开关的功率损耗产生该电子开关的结温数据，其中每个电子开关的结温数据用于评估该电子开关中接合导线的疲劳损伤情况；

根据每个电子开关的结温数据计算该电子开关中接合导线的第一累积疲劳损伤值；

根据多个电子开关中接合导线的各自第一累积疲劳损伤值产生开关放大器的估算剩余寿命。

本发明实施方式的另一个方面在于提供一种估算开关放大器剩余寿命的方法，该开关放大器包括用于给负载供电的功率装置，该功率装置由多个电子开关组成；其特征在于：该方法包括：

至少部分根据每个电子开关的功率损耗产生该电子开关的结温数据，其中每个电子开关的结温数据用于评估该电子开关中接合导线的疲劳损伤情况；

根据每个电子开关的结温数据计算该电子开关中接合导线的第一累积疲劳损伤值；

根据多个电子开关中接合导线的各自第一累积疲劳损伤值产生开关放大器的估算剩余寿命。

本发明实施方式的又一个方面在于提供一种梯度放大器，包括：

功率装置，该功率装置包括串联连接在梯度线圈两端的多个电桥电路，每个电桥电路包括多个电子开关；以及

处理装置，其用于：

至少部分根据电子开关的功率损耗产生每个电子开关的结温数据；其中，每个电子开关的结温数据用于评估该电子开关中接合导线的疲劳损伤情况；

根据电子开关的结温数据产生每个电子开关中接合导线的第一累积疲劳损伤值；以及

根据每个电桥电路的多个电子开关中接合导线的各自第一累积疲劳损伤值产生梯度放大器的估算剩余寿命。

本发明实施例提供的开关放大器及估算开关放大器剩余寿命的方法，可以实时地估算开关放大器的剩余寿命，提高了开关放大器的可靠性。

附图说明

当参照附图阅读以下详细描述时，本发明实施方式的这些和其它特征、方面及优点将变得更好理解，在附图中，相同的元件标号在全部附图中用于表示相同的部件，其中：

图1为一示范性实施例的开关放大器的电路图。

图2为一示范性实施例的IGBT模块的结构示意图。

图3为一示范性实施例的绝缘栅双极型晶体管的结构图。

图4为一示范性实施例的控制器控制电桥电路运行的示意图。

图5为一示范性实施例的处理装置的功能模块图。

图6为一示范性实施例的电子开关和散热器的热模型的示意图。

图7为一示范性实施例的二极管和散热器的热模型的示意图。

图8为一示范性实施例的电子开关、对应的二极管和散热器的热模型的示意图。

图9为一示范性实施例的执行雨流算法以估算开关放大器的剩余寿命的方法。