医用电子直线加速器磁控管灯丝电压调节器的制作方法

本实用新型涉及一种磁控管灯丝电压调节装置，具体涉及一种医用电子直线加速器磁控管灯丝电压调节器。

背景技术：

传统的医用电子直线加速器微波系统打火现象比较频繁，容易导致医用电子直线加速器工作故障。磁控管是微波系统常用的功率源，磁控管工作状态的不稳定是导致微波系统打火的主要原因。而影响磁控管工作状态的主要因素是磁控管灯丝电压。传统的磁控管灯丝电压控制方式是分段式，即根据输入到磁控管的脉冲功率不同对磁控管灯丝电压分段输入，常用三段式灯丝电压。

随着医用电子直线加速器技术的发展，产生了一些新型的治疗方式，如调强放射治疗，磁控管的输入脉冲功率在治疗过程中会持续变化，变化的输入脉冲功率会引起磁控管工作状态变化，导致磁控管工作不稳定。而分段式磁控管灯丝电压控制方式只能在磁控管灯丝电压与输入脉冲功率匹配的很小范围内让磁控管处于最佳工作状态，当输入脉冲功率在其他值或连续变化时，磁控管依然容易出现打火现象。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于：提供一种医用电子直线加速器磁控管灯丝电压调节器，通过PWM电路连续调节输出电压，使磁控管灯丝电压不再是几个固定的值，最大程度的避免磁控管打火现象，延长磁控管使用寿命。

本实用新型为解决其技术问题所采用的技术方案为：

所述医用电子直线加速器磁控管灯丝电压调节器，包括供电模块、控制芯片和PWM电路，所述供电模块为控制芯片和PWM电路供电，所述控制芯片通过CAN总线连接至医用电子直线加速器的上位机，并通过PWM电路连接至磁控管灯丝电源箱，所述磁控管灯丝电源箱内设MCU板、晶闸管开关控制电路和电压调制电路，所述PWM电路输出端连接至MCU板，所述MCU板顺次连接晶闸管开关控制电路和电压调制电路，电压调制电路通过脉冲变压器连接至磁控管灯丝。

本实用新型通过供电模块为控制芯片和PWM电路提供工作电源，供其正常工作。控制芯片通过CAN总线连接至医用电子直线加速器上位机，接收上位机下发的磁控管灯丝电压调节指令，并转换为PWM信号，该信号经PWM电路处理后输出至磁控管灯丝电源箱，信号进入磁控管灯丝电源箱后，经过其内部的MCU板转换为频率可调的数字脉冲信号，并经其MCU板的数字量输出端口输出数字信号，然后经过晶闸管开关控制电路和电压调制电路处理后输出到脉冲变压器，由脉冲变压器输出磁控管灯丝工作电压。

其中，优选方案为：

所述PWM电路包括顺次连接的光耦隔离电路、直流电压变换电路和电压跟随电路，所述电压跟随电路输出端连接至磁控管灯丝电源箱，PWM电路通过光耦隔离电路隔离从控制芯片过来的控制信号，避免故障情况下控制芯片损坏，并通过直流电压变换电路将控制芯片的控制信号线性转换成12V的脉冲电压，再通过电压跟随电路将该电压值输出，保证该电压值不受到后续电路的影响，稳定该电压值。

所述控制芯片采用STM32微处理器。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型通过PWM电路连续调节输出电压，使磁控管灯丝电压不再是几个固定的值，最大程度的避免磁控管打火现象，延长磁控管使用寿命。工作时，供电模块为控制芯片和PWM电路提供工作电源，控制芯片通过CAN总线连接至医用电子直线加速器上位机，接收上位机下发的磁控管灯丝电压调节指令，并转换为PWM信号，该信号经PWM电路处理后输出至磁控管灯丝电源箱，信号进入磁控管灯丝电源箱后，信号进入磁控管灯丝电源箱后，经过处理后输出到脉冲变压器，由脉冲变压器输出磁控管灯丝工作电压。

附图说明

图1是本实用新型结构框图。

图2是本实用新型PWM电路原理图。

图3是闸管开关控制电路和电压调制电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例做进一步描述：

实施例1：

如图1所示，本实用新型所述医用电子直线加速器磁控管灯丝电压调节器，包括供电模块、控制芯片和PWM电路，所述供电模块为控制芯片和PWM电路供电，所述控制芯片通过CAN总线连接至医用电子直线加速器的上位机，并通过PWM电路连接至磁控管灯丝电源箱，所述磁控管灯丝电源箱内设MCU板、晶闸管开关控制电路和电压调制电路，所述PWM电路输出端连接至MCU板，所述MCU板顺次连接晶闸管开关控制电路和电压调制电路，电压调制电路通过脉冲变压器连接至磁控管灯丝。

其中，控制芯片采用STM32微处理器，如图2所示，PWM电路包括顺次连接的光耦隔离电路、直流电压变换电路和电压跟随电路，所述电压跟随电路输出端连接至磁控管灯丝电源箱，PWM电路通过光耦隔离电路隔离从控制芯片过来的控制信号PIB8，避免故障情况下控制芯片损坏，并通过由电阻R1-R4和电容C1、C2组成的直流电压变换电路将控制芯片的控制信号PIB8线性转换成12V的脉冲电压，再通过电压跟随电路将该电压值输出，保证该电压值不受到后续电路的影响，稳定该电压值。

如图3所示，PWM电路输出的MFILICON+和MFILICON-信号进入磁控管灯丝电源箱，作为控制信号调节磁控管灯丝电源箱输出的直流电压。磁控管灯丝电源箱内部有独立的MCU板，用于自身功能的实现。MFILICON+和MFILICON-信号进入磁控管灯丝电源箱后，经MCU板转换为四路数字信号，经数字量输出端口PIB1、PIB2、PIB3、PIB4输出，四路数字信号分别经光耦隔离后再由集成电路Q1、Q2、Q3、Q4放大，作为晶闸管VT1、VT2、VT3、VT4的控制信号；电压调制电路包括隔离变压器、可调闸流管整流电路及滤波电路，市电进入磁控管灯丝电源箱后，经隔离变压器T1隔离后输出，由晶闸管VT1、VT2、VT3、VT4组成的可调闸流管整流电路转换为高频脉冲，经电阻R11、R12和稳压二极管D1组成的滤波电路后输出到隔离变压器T2，再经过由电阻R13、R14和极性电容C3、C4组成的电路后转换为直流电压DSDL+和DSDL-，输出到脉冲变压器，磁控管灯丝电源箱能够线性放大MFILICON+和MFILICON-的电压信号，并能够提供大电流。

其中，四路数字信号PIB1、PIB2、PIB3、PIB4为可调频率的脉冲信号，其中PIB1和PIB4时序相同，PIB2和PIB3时序相同，其频率与MFILICON+和MFILICON-之间的电压差正相关。MCU板控制PIB1、PIB4在市电正弦波正向较高数值时开始导通，PIB1、PIB4的频率由MFILICON+和MFILICON-之间的电压差决定。MCU板控制PIB2、PIB3在市电正弦波反向较高数值时开始导通，PIB2、PIB3的频率由MFILICON+和MFILICON-之间的电压差决定。

本实用新型通过PWM电路连续调节输出电压，使磁控管灯丝电压不再是几个固定的值，最大程度的避免磁控管打火现象。工作时，供电模块为控制芯片和PWM电路提供工作电源，供电模块可采用充电电池或电压转换电路，电压转换电路采用现有结构，可直接将市电转换为控制芯片和PWM电路所需的工作电源。控制芯片通过CAN总线连接至医用电子直线加速器上位机，接收上位机下发的磁控管灯丝电压调节指令，并转换为PWM信号，该信号经PWM电路处理后输出至磁控管灯丝电源箱，信号进入磁控管灯丝电源箱后，经过处理后输出到脉冲变压器，由脉冲变压器输出磁控管灯丝工作电压。

需要说明的是，上述功能实现所依赖的计算机程序属于本领域技术人员公知技术。