[发明专利]一种医用电子枪栅极电源

说明书

本发明提供了一种医用电子枪栅极电源，包括电压控制模块、栅极脉冲电源、负压线性电源、栅极调制器以及栅极输出电路；电压控制模块为各电路供电，并输出基准电压、调制脉冲给栅极脉冲电源，同时通过反馈信号来修正输出的调制脉冲；栅极脉冲电源采用开关电源、线性电源组合拓扑形式，根据要求调节接收的基准电压然后输出正向电压给栅极调制器；栅极调制器输出端连接负压线性电源，控制由栅极脉冲电源传递给负压线性电源的正向电压加载的通断；负压线性电源与接收的正向电压叠加后输出给栅极输出电路；栅极输出电路输入端与负压线性电源相连，输出端与栅控电子枪栅极相连。本发明具有宽量程正负输出、低噪声、低纹波、幅度精确可控的优点。

技术领域

本发明涉及电源技术领域，具体涉及一种医用电子枪栅极电源。

背景技术

中高能医用电子直线加速器可以提供电子线和X射线两种不同模式的治疗束，每种治疗束又可以分成不同的能量档次；电子线用于治疗浅层的肿瘤，X射线用于治疗深层肿瘤。将不同模式和能量的治疗束适当加权组合，使剂量分布更加接近病灶的形状，可提高治疗效果。

在中高能医用电子直线加速器应用中，能够稳定发射可控束流的栅控电子枪是系统的重要组成部分。为满足系统的多种工作模式，电子枪发射束流需要宽范围(1～500mA)调节，对应的栅极电源需与之相匹配，尤其在低档电子线时发射束流要求较小，栅极电源的稳定性及纹波尤为关键。需要设计一种栅极电源及其调制电路，其产生的高稳定度、低纹波栅极电源，从而保证电子枪发射束流的稳定输出和精确调节。

目前中高能医用电子直线加速器，栅极电源采用开关电源体制，输出电压调节范围为(3V～300V)，无法实现0V及负电压的输出；尤其在低档电子线应用场合下，其开关噪声及纹波，造成实际控制灵敏度和有效性不足，实际使用中，将电子枪栅极电源设置为额定值的1％(3V)，再通过适时调节电子枪灯丝电压(等效调节阴极温度)来控制和调节束流强度。

现有技术方案的缺点主要表现如下：

(1)电子枪发射束流(特别在低档电子线下)不能稳定输出和精确调节，无法与系统多工作模式完全匹配；

(2)调节电子枪灯丝电压来控制发射束流，将会造成电子枪阴极中毒，严重影响电子枪使用寿命；

(3)由于电子枪温度热惯性的限制，发射束流动态响应慢，无法满足系统多工作模式快速调节的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种医用电子枪栅极电源，具有宽量程正负输出、低噪声、低纹波、幅度精确可控的优点。

本发明的具体实施方式如下：

一种医用电子枪栅极电源，包括电压控制模块、栅极脉冲电源、负压线性电源、栅极调制器以及栅极输出电路；

所述电压控制模块为各电路供电，并输出基准电压、调制脉冲给栅极脉冲电源，同时通过反馈信号来修正输出的调制脉冲，所述反馈信号根据接收外部采样信号与栅控电子枪栅极加载的脉冲对比得到；

所述栅极脉冲电源采用开关电源、线性电源组合拓扑形式，根据要求调节接收的基准电压然后输出正向电压给栅极调制器；

所述栅极调制器输出端连接负压线性电源，用于调制所述调制脉冲，控制由栅极脉冲电源传递给负压线性电源的正向电压加载的通断；

所述负压线性电源用于输出定值负压，与接收的正向电压叠加后输出给栅极输出电路；

所述栅极输出电路输入端与负压线性电源相连，输出端与栅控电子枪栅极相连，用于保护栅控电子枪栅极。

进一步地，所述电压控制模块包括：低压侧控制模块、隔离传输模块以及高压侧控制模块，低压侧控制模块、隔离传输模块、高压侧控制模块依次串联；