一種低速旋轉(zhuǎn)陽極驅(qū)動(dòng)控制裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種低速旋轉(zhuǎn)陽極驅(qū)動(dòng)控制裝置，包括高壓發(fā)生器、球管旋轉(zhuǎn)陽極、調(diào)壓模塊、發(fā)生器主控制器、電流互感器、AD采樣電路、啟動(dòng)電容及功率半導(dǎo)體，調(diào)壓模塊包括調(diào)壓控制、輸入電源、電源、MCU、隔離驅(qū)動(dòng)、功率器件及調(diào)壓輸出，通過輸入電源部分輸入220VAC網(wǎng)電源，電源部分為模塊內(nèi)部供電，電源主要給MCU部分供電及隔離驅(qū)動(dòng)部分供電，調(diào)壓控制部分為外接0?10V可調(diào)電平，MCU部分經(jīng)外接調(diào)壓控制部分輸入電平來運(yùn)算，再輸出一個(gè)驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)輸出到隔離驅(qū)動(dòng)部分，通過隔離驅(qū)動(dòng)部分隔離信號(hào)驅(qū)動(dòng)功率半導(dǎo)體器件，將輸入電源部分的220VAC調(diào)整為相應(yīng)的輸出電壓。調(diào)制簡單，其穩(wěn)定性、可用性、易用性以及操控的難度都大大降低。
【專利說明】
一種低速旋轉(zhuǎn)陽極驅(qū)動(dòng)控制裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及醫(yī)療器械設(shè)備領(lǐng)域，具體是一種低速旋轉(zhuǎn)陽極驅(qū)動(dòng)控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前現(xiàn)有的球管分固定陽極和旋轉(zhuǎn)陽極兩種，固定陽極的陽極金屬固定不動(dòng)，從陰極發(fā)出的電子撞擊到陽極的固定焦點(diǎn)，激發(fā)出X射線，由于只有固定一點(diǎn)接受電子撞擊，則陽極極易受損，導(dǎo)致壽命較短，同時(shí)使用過程中球管會(huì)產(chǎn)生熱量，主要是因?yàn)檩斔偷角蚬艿哪芰浚挥?%變成X射線，99%的能量轉(zhuǎn)換成熱能，球管由于長時(shí)間的使用，熱量很大，產(chǎn)生的熱量不易散發(fā)，熱容量會(huì)降低，故此不能在大功率的連續(xù)使用，由此產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)陽極球管，把陽極靶做成具有承軸旋轉(zhuǎn)的，陽極靶用電機(jī)帶動(dòng)，因此被電子撞擊的位置不在固定在局部面積上，而是均勻分布在陽極靶上，轉(zhuǎn)子部分在管壁內(nèi)部，即在真空中轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子在管壁內(nèi)兼作陽極導(dǎo)體，定子裝在管壁外部，因此在陽極的高速旋轉(zhuǎn)過程中，通過空氣快速散發(fā)熱量，因此能夠連續(xù)使用，可使X光能輸出大幅提高，由于接受電子撞擊是個(gè)連續(xù)面，因此也提高了使用壽命，他可以很好的解決大功率連續(xù)使用，大大提高了球管壽命和提高了球管熱容量。如何控制球管的陽極旋轉(zhuǎn)至關(guān)重要，使球管長壽命，我們提供一種科學(xué)合理的控制
目.ο
[0003]目前，對(duì)于現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)陽極控制方案，大都是根據(jù)球管旋轉(zhuǎn)陽極的具體要求。通常，對(duì)球管陽極低速啟動(dòng)和運(yùn)行電壓分別為150VAC和50VAC，啟動(dòng)時(shí)間1.3秒。所以對(duì)旋轉(zhuǎn)陽極低速控制主要過程為:給陽極驅(qū)動(dòng)供電150VAC，維持1.3秒，之后轉(zhuǎn)為50VDC運(yùn)行供電。所以由此可知對(duì)陽極的控制，主要是調(diào)壓供電。
[0004]目前對(duì)此類控制的方案，大概有幾種方式:
[0005]1.變壓器輸出變路切換模式。按要求變壓器將220VAC轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電壓值，然后采用可控制開關(guān)(如繼電器)切換其啟動(dòng)和運(yùn)行的回路。例如將220VDC通過變壓器轉(zhuǎn)變?yōu)閮陕冯娫?50VDC以及50VDC，然后在控制時(shí)通過控制繼電器回路，來改變供電輸入端；
[0006]2.可控硅開關(guān)模擬電路調(diào)節(jié)方式。此方式的核心是通過輸出脈寬來調(diào)節(jié)可控硅開關(guān)的通斷占空比來控制電壓輸入輸出比。
[0007]變壓器輸出變路切換模式實(shí)現(xiàn)和控制都很簡單，但是對(duì)輸出電壓的提供不能調(diào)試，只能采用固定輸出。不同的球管有不同的參數(shù)要求，故此方式缺乏靈活性。另外通過變壓器降壓的方式，使得電路笨重而又占空間。
[0008]可控硅開關(guān)模擬電路調(diào)節(jié)方式需要為高壓發(fā)生器設(shè)備多增加一個(gè)旋轉(zhuǎn)陽極控制板卡。另外還需要有一個(gè)脈寬調(diào)制波形產(chǎn)生電路。相比變壓器輸出變路切換更優(yōu)。但此種方式依賴于所設(shè)計(jì)的板卡的性能，設(shè)計(jì)比較繁瑣而且對(duì)可控硅開關(guān)性能依賴極大，當(dāng)可控硅開關(guān)損壞，有可能導(dǎo)致球管旋轉(zhuǎn)陽極故障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)上述問題和不足，提供一種簡單有效、投入少、使用靈活簡便、延長球管壽命的旋轉(zhuǎn)陽極驅(qū)動(dòng)控制裝置。
[0010]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種低速旋轉(zhuǎn)陽極驅(qū)動(dòng)控制裝置，包括X光機(jī)用高壓發(fā)生器及與高壓發(fā)生器連接的球管旋轉(zhuǎn)陽極、調(diào)壓模塊、發(fā)生器主控制器、電流互感器、AD采樣電路、啟動(dòng)電容及功率半導(dǎo)體，球管旋轉(zhuǎn)陽極設(shè)有啟動(dòng)繞組回路，發(fā)生器主控制器的主控端通過DA輸出O-1OV，作為模塊輸出控制端，相應(yīng)地會(huì)將調(diào)壓模塊220VAC輸入，根據(jù)控制得到0-220VAC輸出，高壓發(fā)生器通過電流互感器對(duì)球管旋轉(zhuǎn)陽極檢測陽極反饋電流，監(jiān)控球管旋轉(zhuǎn)陽極的驅(qū)動(dòng)運(yùn)行情況，調(diào)壓模塊包括調(diào)壓控制、輸入電源、電源、MCU、隔離驅(qū)動(dòng)、功率器件及調(diào)壓輸出，該裝置通過輸入電源部分輸入220VAC網(wǎng)電源，電源部分為模塊內(nèi)部供電，電源主要給MCU部分供電及隔離驅(qū)動(dòng)部分供電，調(diào)壓控制部分為外接0-10V可調(diào)電平，MCU部分經(jīng)外接調(diào)壓控制部分輸入電平來運(yùn)算，再輸出一個(gè)驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)輸出到隔離驅(qū)動(dòng)部分，通過隔離驅(qū)動(dòng)部分隔離信號(hào)驅(qū)動(dòng)功率半導(dǎo)體器件，將輸入電源部分的220VAC調(diào)整為相應(yīng)的輸出電壓。具體為，首先，220VAC的電網(wǎng)輸入，通過降壓整流，給內(nèi)部MCU控制端提供工作電源，MCU通過AD采樣電路采樣獲取調(diào)壓控制端傳輸?shù)恼{(diào)壓控制電壓，經(jīng)過相應(yīng)的比例運(yùn)算，MCU得出本次需要輸出的電壓值，輸出相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)功率半導(dǎo)體，將輸入電源220VAC調(diào)整為相應(yīng)的輸出。
[0011]本實(shí)用新型在高壓發(fā)生器手閘一擋觸發(fā)期間，將會(huì)給調(diào)壓模塊提供一個(gè)5V啟動(dòng)電平。調(diào)壓模塊自動(dòng)將220VAC轉(zhuǎn)換成130VAC的啟動(dòng)電壓，啟動(dòng)球管旋轉(zhuǎn)陽極進(jìn)入工作狀態(tài)，期間發(fā)生器主控制器通過電流互感器對(duì)旋轉(zhuǎn)陽極的啟動(dòng)繞組回路的電流狀態(tài)進(jìn)行檢測，以判斷旋轉(zhuǎn)陽極是處于運(yùn)行還是停止，并對(duì)相關(guān)異常進(jìn)行判斷和控制。
[0012]本實(shí)用新型在球管旋轉(zhuǎn)陽極達(dá)到預(yù)定的轉(zhuǎn)速之后，手閘二擋觸發(fā)，發(fā)生器主控制器改變輸入的啟動(dòng)電平為3.7VDC的電壓，使得調(diào)壓模塊的輸出約為60VAC，球管旋轉(zhuǎn)陽極從啟動(dòng)狀態(tài)進(jìn)入穩(wěn)定的運(yùn)行速率，一直到曝光結(jié)束。期間發(fā)生器主控制器通過電流互感器對(duì)球管旋轉(zhuǎn)陽極主繞組的電流狀態(tài)進(jìn)行檢測，以判斷球管旋轉(zhuǎn)陽極繞組切換，并對(duì)相關(guān)異常進(jìn)行判斷和控制。曝光結(jié)束之后，主控制器提供給調(diào)壓模塊控制端OV的電壓，使得其輸出電壓為0VAC，關(guān)閉旋轉(zhuǎn)陽極。
[0013]本實(shí)用新型舍棄了變壓器控制這種缺點(diǎn)明顯的方式，舍棄了可控硅開關(guān)電路這種調(diào)節(jié)繁瑣而且增加產(chǎn)品生產(chǎn)工序的實(shí)現(xiàn)形式，直接采用了單相調(diào)壓模塊作為其控制方式，此方式的優(yōu)點(diǎn)是，調(diào)制簡單，其穩(wěn)定性、可用性、易用性以及操控的難度都大大降低。并且做成模塊的形式，其外觀小巧精干，只要將輸入輸出連線連接完畢，通過控制其相關(guān)的控制電壓，即可輸出所需要的值。
[0014]在本實(shí)用新型中，本裝置提供了一種簡便而且穩(wěn)定的調(diào)壓模塊作為對(duì)球管陽極的工作控制，即通過對(duì)該模塊輸入不同的低直流電壓來調(diào)節(jié)球管旋轉(zhuǎn)陽極的交流輸入電壓。由于球管旋轉(zhuǎn)陽極的驅(qū)動(dòng)電機(jī)為單相異步交流電機(jī)，影響其旋轉(zhuǎn)的參數(shù)即其輸入交流電壓的頻率與其有效期值。對(duì)于只要求低速運(yùn)行的球管，我們不對(duì)其輸入電壓的頻率做控制，而是單純對(duì)其電壓有效值進(jìn)行調(diào)節(jié)就可以只旋轉(zhuǎn)陽極啟動(dòng)和工作。
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型調(diào)壓模塊原理示意圖；
[0017]圖2是本實(shí)用新型技術(shù)方案的運(yùn)用原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]如圖1、2所示，本實(shí)用新型為一種低速旋轉(zhuǎn)陽極驅(qū)動(dòng)控制裝置，包括X光機(jī)用高壓發(fā)生器及與高壓發(fā)生器連接的球管旋轉(zhuǎn)陽極、調(diào)壓模塊、發(fā)生器主控制器、電流互感器、AD采樣電路、啟動(dòng)電容及功率半導(dǎo)體，球管旋轉(zhuǎn)陽極設(shè)有啟動(dòng)繞組回路，發(fā)生器主控制器的主控端通過DA輸出0-10V，作為模塊輸出控制端，相應(yīng)地會(huì)將調(diào)壓模塊220VAC輸入，根據(jù)控制得到0-220VAC輸出，高壓發(fā)生器通過電流互感器對(duì)球管旋轉(zhuǎn)陽極檢測陽極反饋電流，監(jiān)控球管旋轉(zhuǎn)陽極的驅(qū)動(dòng)運(yùn)行情況，調(diào)壓模塊包括調(diào)壓控制、輸入電源、電源、MCU、隔離驅(qū)動(dòng)、功率器件及調(diào)壓輸出，該裝置通過輸入電源部分輸入220VAC網(wǎng)電源，電源部分為模塊內(nèi)部供電，電源主要給MCU部分供電及隔離驅(qū)動(dòng)部分供電，調(diào)壓控制部分為外接0-10V可調(diào)電平，MCU部分經(jīng)外接調(diào)壓控制部分輸入電平來運(yùn)算，再輸出一個(gè)驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)輸出到隔離驅(qū)動(dòng)部分，通過隔離驅(qū)動(dòng)部分隔離信號(hào)驅(qū)動(dòng)功率半導(dǎo)體器件，將輸入電源部分的220VAC調(diào)整為相應(yīng)的輸出電壓。具體為，首先，220VAC的電網(wǎng)輸入，通過降壓整流，給內(nèi)部MCU控制端提供工作電源，M⑶通過AD采樣電路采樣獲取調(diào)壓控制端傳輸?shù)恼{(diào)壓控制電壓，經(jīng)過相應(yīng)的比例運(yùn)算，MCU得出本次需要輸出的電壓值，輸出相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)功率半導(dǎo)體，將輸入電源220VAC調(diào)整為相應(yīng)的輸出。
[0019]本實(shí)用新型的應(yīng)用流程如下:
[0020]1、高壓發(fā)生器與球管連接好；
[0021 ] 2、高壓發(fā)生器開機(jī)進(jìn)入可預(yù)備曝光狀態(tài)；
[0022]3、在高壓發(fā)生器手閘一擋觸發(fā)期間，將會(huì)給調(diào)壓模塊提供一個(gè)5V啟動(dòng)電平。調(diào)壓模塊自動(dòng)將220VAC轉(zhuǎn)換成130VAC的啟動(dòng)電壓，啟動(dòng)球管旋轉(zhuǎn)陽極進(jìn)入工作狀態(tài)，期間發(fā)生器主控制器通過電流互感器對(duì)旋轉(zhuǎn)陽極的啟動(dòng)繞組回路的電流狀態(tài)進(jìn)行檢測，以判斷旋轉(zhuǎn)陽極是處于運(yùn)行還是停止，并對(duì)相關(guān)異常進(jìn)行判斷和控制；
[0023]4、在球管旋轉(zhuǎn)陽極達(dá)到預(yù)定的轉(zhuǎn)速之后，手閘二擋觸發(fā)，發(fā)生器主控制器改變輸入的啟動(dòng)電平為3.7VDC的電壓，使得調(diào)壓模塊的輸出約為60VAC，球管旋轉(zhuǎn)陽極從啟動(dòng)狀態(tài)進(jìn)入穩(wěn)定的運(yùn)行速率，一直到曝光結(jié)束。期間發(fā)生器主控制器通過電流互感器對(duì)球管旋轉(zhuǎn)陽極主繞組的電流狀態(tài)進(jìn)行檢測，以判斷球管旋轉(zhuǎn)陽極繞組切換，并對(duì)相關(guān)異常進(jìn)行判斷和控制。
[0024]曝光結(jié)束之后，主控制器提供給調(diào)壓模塊控制端OV的電壓，使得其輸出電壓為OVAC，關(guān)閉旋轉(zhuǎn)陽極。
[0025]本實(shí)用新型提出的調(diào)控方式，是一種用于最為簡便地控制旋轉(zhuǎn)陽極驅(qū)動(dòng)的方式。該調(diào)控方式適用于具備單速(低速)功能的高壓發(fā)生器。
[0026]上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種低速旋轉(zhuǎn)陽極驅(qū)動(dòng)控制裝置，其特征在于:包括X光機(jī)用高壓發(fā)生器及與高壓發(fā)生器連接的球管旋轉(zhuǎn)陽極、調(diào)壓模塊、發(fā)生器主控制器、電流互感器、AD采樣電路、啟動(dòng)電容及功率半導(dǎo)體，球管旋轉(zhuǎn)陽極設(shè)有啟動(dòng)繞組回路，所述發(fā)生器主控制器的主控端通過DA輸出0-10V，作為模塊輸出控制端，相應(yīng)地會(huì)將調(diào)壓模塊220VAC輸入，根據(jù)控制得到0-220VAC輸出，所述高壓發(fā)生器通過電流互感器對(duì)球管旋轉(zhuǎn)陽極檢測陽極反饋電流，監(jiān)控球管旋轉(zhuǎn)陽極的驅(qū)動(dòng)運(yùn)行情況;所述調(diào)壓模塊包括調(diào)壓控制、輸入電源、電源、MCU、隔離驅(qū)動(dòng)、功率器件及調(diào)壓輸出，該裝置通過輸入電源部分輸入220VAC網(wǎng)電源，電源部分為模塊內(nèi)部供電I電源主要給MCU部分供電及隔離驅(qū)動(dòng)部分供電，調(diào)壓控制部分為外接O-1OV可調(diào)電平，MCU部分經(jīng)外接調(diào)壓控制部分輸入電平來運(yùn)算，再輸出一個(gè)驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)輸出到隔離驅(qū)動(dòng)部分，通過隔離驅(qū)動(dòng)部分隔離信號(hào)驅(qū)動(dòng)功率半導(dǎo)體器件，將輸入電源部分的220VAC調(diào)整為相應(yīng)的輸出電壓。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于:在高壓發(fā)生器手閘一擋觸發(fā)期間，將會(huì)給調(diào)壓模塊提供一個(gè)5V啟動(dòng)電平，調(diào)壓模塊自動(dòng)將220VAC轉(zhuǎn)換成130VAC的啟動(dòng)電壓，啟動(dòng)球管旋轉(zhuǎn)陽極進(jìn)入工作狀態(tài)，期間發(fā)生器主控制器通過電流互感器對(duì)球管旋轉(zhuǎn)陽極的啟動(dòng)繞組回路的電流狀態(tài)進(jìn)行檢測，以判斷球管旋轉(zhuǎn)陽極是處于運(yùn)行還是停止，并對(duì)相關(guān)異常進(jìn)行判斷和控制； 在球管旋轉(zhuǎn)陽極達(dá)到預(yù)定的轉(zhuǎn)速之后，手閘二擋觸發(fā)，發(fā)生器主控制器改變輸入的啟動(dòng)電平為3.7VDC的電壓，使得調(diào)壓模塊的輸出為60VAC，球管旋轉(zhuǎn)陽極從啟動(dòng)狀態(tài)進(jìn)入穩(wěn)定的運(yùn)行速率，一直到曝光結(jié)束，期間發(fā)生器主控制器通過電流互感器對(duì)球管旋轉(zhuǎn)陽極主繞組的電流狀態(tài)進(jìn)行檢測，以判斷球管旋轉(zhuǎn)陽極繞組切換，并對(duì)相關(guān)異常進(jìn)行判斷和控制； 曝光結(jié)束之后，主控制器提供給調(diào)壓模塊控制端OV的電壓，使得其輸出電壓為OVAC，關(guān)閉旋轉(zhuǎn)陽極。
【文檔編號(hào)】H01J35/26GK205508766SQ201620089802
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年1月29日
【發(fā)明人】何國軍, 韋云青, 黃華平
【申請(qǐng)人】廣州七喜醫(yī)療設(shè)備有限公司