[发明专利]高压发生器、X射线产生装置及其控制方法

说明书

本发明提供一种高压发生器，包括逆变器，逆变器包括第一桥臂、第二桥臂以及位于第一桥臂和第二桥臂之间的第三桥臂，第一桥臂、第二桥臂分别包括两个开关器件，且第一桥臂可与第三桥臂组成阳极逆变桥，第二桥臂可与第三桥臂组成阴极逆变桥，阳极逆变桥调节高压发生器的阳极电压，阴极逆变桥调节高压发生器的阴极电压；第一控制组件，用于控制阳极逆变桥的开关器件，且第一控制组件的输入端连接高压发生器的阳极，输出端连接所述第一桥臂；第二控制组件，用于控制阴极逆变桥的开关器件，且第二控制组件的输入端连接高压发生器的阴极，输出端连接所述第二桥臂。本发明的高压发生器阴、阳极分别单独控制，提高对不平衡负载的适应能力。此外，本发明还提供一种X射线产生装置及其控制方法。

技术领域

本发明主要涉及X射线控制技术，尤其涉及用于X射线产生装置的高压发生器、X射线产生装置以及X射线产生装置的控制方法。

背景技术

X射线产生装置如X射线管常用于X射线治疗设备、X射线诊断设备、X射线计算机体层摄影设备(CT)、正电子发射计算机断层显像(PET-CT)等医疗器械设备中。在采用X射线管发射X射线的过程中，通常将阴极灯丝悬浮于-70kV～-75kV电位，阳极靶盘悬浮于+70kV～+75kV电位，同时将壳体接地，可以减小X射线管的绝缘要求，减小X射线管的体积和成本。然而，这种阴、阳极电位悬浮的X射线管工作时，由于灯丝受热发射电子，在阴阳极强电场(140kV～150kV)的吸引下加速轰击阳极靶盘，电子突然减速并且大部分电子被靶盘吸收，同时阳极靶盘辐射出X射线，而少部分电子则从阳极靶盘散射到管壁，最终通过地线流回阴极。由此，导致阴、阳极电位悬浮的X射线管的阴、阳极电流必然出现不一致，阴极电流甚至会比阳极电流大15％～20％。

现有技术中，X射线管高压发生器仅控制阴、阳极的总电压，具体通过设置如图1所示的阴阳极对称的电路结构来保证阴阳极电压的平衡。该X射线管高压发生器包括逆变电路11、谐振腔12、变压器、阳极端倍压整流电路13、阴极端倍压整流电路14以及同时连接倍压整流电路和逆变电路的控制组件(图中未示出)，阳极端倍压整流电路13控制X射线管的阳极电压，阴极端倍压整流电路14控制X射线管的阴极电压。在逆变电路11中，开关器件Q1、Q2组成超前桥臂，开关器件Q3、Q4组成滞后桥臂，且各开关器件分别并联有反向二极管D1-D4；超前桥臂可通过控制开关器件Q1、Q2的通断控制高压发生器的阳极电压(反馈电路未示出)，且阳极电压施加在X射线管(球管)的阳极端；滞后桥臂可通过控制开关器件Q3、Q4的通断控制高压发生器的阴极电压(反馈电路未示出)，且阴极电压施加在X射线管(球管)的阴极端。当在阴、阳极电路对称性较好、且阴极电流i_cath与阳极电流i_and不平衡度较小的情况下，采用上述对称结构可基本实现阴、阳极电压的平衡。然而，当阴极电流i_cath与阳极电流i_and不平衡度变大时，上述控制方式则不能保证阴、阳极电压的平衡，因此对阴、阳极电路和高压发生器的一致性具有较高的要求；尤当阴、阳极采用集成的高压发生器时，高压发生器阴极电流i_cath与阳极电流i_and不平衡将更加显著，而当阴、阳极电压不平衡度超出X射线管的承受范围时，会损坏X射线管。因此，这种只控制阴阳极总电压的方式适应不平衡负载的能力较差。

鉴于此，有必要对现有X射线管高压发生器的阴、阳极电压平衡结构进行改进。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种具有阴、阳极电压平衡能力的X射线高压发生器，克服现有阴、阳极平衡结构对高压发生器的一致性要求高、适应不平衡负载的能力差的问题。

为解决上述技术问题，本发明的一些实施例提供一种高压发生器，包括：