[发明专利]一种高压大电流小纹波梯度放大器

摘要

本发明涉及一种高压大电流小纹波梯度放大器，用于驱动梯度线圈，进而产生磁共振系统成像所需的梯度场。由信号处理及控制部分、高压功率变换部分、低压功率变换部分和低通滤波部分组成。本发明的高压大电流小纹波梯度放大器，根据输入输出信号的不同特征，采用不同的功率变换部分，通过输出滤波，快速精准生成所需的目标梯度场的同时，最大限度减小输出纹波电流。本发明的梯度放大器，能够简化高压大电流放大器设计，降低硬件成本，提升系统效能，最大程度优化梯度系统性能。

主权项

一种高压大电流小纹波梯度放大器，其特征在于，信号处理及控制部分(1‑1)的输出端连接高压功率变换部分(1‑2)和低压功率变换部分(1‑3)，高压功率变换部分(1‑2)和低压功率变换部分(1‑3)的输出端均连接低通滤波部分(1‑4)，其中，信号处理及控制部分(1‑1)，用于对输入的梯度控制信号和来自传感器的反馈信号进行处理，输出PWM控制信号，并根据梯度控制信号和/或反馈信号的特征选通高压功率变换部分(1‑2)或低压功率变换部分(1‑3)；高压功率变换部分(1‑2)，用于将高压电压转换为高压脉冲；接收PWM控制信号，输出高压脉冲至低通滤波部分(1‑4)；低压功率变换部分(1‑3)，用于将低压电压转换为低压脉冲；接收PWM控制信号；输出低压脉冲至低通滤波部分(1‑4)；低通滤波部分(1‑4)，用于完成高压脉冲/低压脉冲到负载两端电压差的转换，输出至负载；所述信号处理及控制部分(1‑1)包括：输入信号处理模块(2‑1)，用于对梯度控制信号进行整形、前馈处理；输入端接收来自梯度波形发生器的梯度控制信号；将处理完成后的信号输出到信号处理单元(2‑4)和特征识别模块(2‑2)；反馈信号处理模块(2‑3)，用于对来自传感器的反馈信号进行滤波放大，生成反馈信号，所述反馈信号输出至信号处理单元(2‑4)和特征识别模块(2‑2)；特征识别模块(2‑2)，用于接收输入信号处理模块(2‑1)输出的信号和/或反馈信号处理模块(2‑3)的反馈数据，对接收到的数据进行信号特征识别，输出特征识别信号到信号处理单元(2‑4)；信号处理单元(2‑4)，用于完成PID控制、识别信息处理、通路开关控制、PWM数据生成功能；输出优化的PWM数据和通路开关控制数据至高压功率变换部分(1‑2)和低压功率变换部分(1‑3)；所述信号处理及控制部分(1‑1)根据特征识别信号选通高压功率变换部分(1‑2)和低压功率变换部分(1‑3)中的一个。