15期间，第一开关单元201至第四开关单元204可以截止。此外，第五开关单元205和第六开关单元206可以导通。因此，导通的第五开关单元205和第六开关单元206可以与负载106形成环路电流回路，使得由负载106所产生的环路电流可以沿如图6中的箭头所示的路径流动，而不是返回流入到放大电路101。换句话说，可以阻断母线和滤波器208的对地电容209至210和负载106的对地寄生电容形成回路，从而可以消除放大器101至103之间工作时形成环流电流回路。
[0047]在脉冲持续时间on期间，第一开关单元201和第四开关单元204导通，或第二开关单元202和第三开关单元203导通，此外，第五开关单元205和第六开关单元206可以截止，放大器输出和输入母线之间的共模电压为可以表示为:
[0048]Vcm = 0.5 (VS2+VS4) = 0.5 (Ο+Vbus) = 0.5Vbus
[0049]在脉冲持续时间off期间，第一开关单元201至第四开关单元204截止，第五开关单元205和第六开关单元206导通，放大器输出和输入母线之间的共模电压为可以表示为:
[0050]Vcm = 0.5 (VS2+VS4) = 0.5 (0.5Vbus+0.5Vbus) = 0.5Vbus
[0051]采用这种控制方式，共模电压不随脉冲持续时间on和off发生变化，因此没有随开关周期变化的高频共模电压产生，从而消除放大器系统的高频共模电压，提高了系统的性能。
[0052]图8是示出根据示例性实施例的电源装置的仿真结果的波形图。
[0053]如图8中所示，标号601指示的是提供到梯度线圈的电流的波形，其中，标号604至606分别指示的是提供到第一梯度线圈至第三梯度线圈的电流的波形。标号602指示的是提供到梯度线圈的电压的波形，其中，标号607至610分别指示的是提供到第一梯度线圈至第三梯度线圈的电压的波形。标号603指示的是由梯度线圈所导致的流入到放大电路的环流电流的波形，其中，标号10至612分别指示的是由第一梯度线圈至第三梯度线圈所导致的流入到放大电路的环流电流的波形。由此可以看出，根据示例性实施例的梯度放大器系统可以防止由于三轴放大器共用母线而导致的共模环流电流在三轴放大器和母线之间和/或防止由于三轴放大器共用母线而导致的环流电流最小化。
[0054]在根据示例性实施例的梯度放大器、包括这样的梯度放大器的梯度放大器系统、以及包括这样的梯度放器大器系统的磁共振成像设备中，可以将分别向负载(梯度线圈)提供放大的功率的放大器通过母线连接到单个的电源，电源只有一路输出，提供三路放大器母线输入，三轴放大器的输入母线共用同一母线，从而可以简化电路设计、降低制造成本。此外，在梯度放大器的H逆变桥输出中通过增加旁路续流电路，构造为在输出功率的脉冲持续时间之间的时间段期间启用，从阻止母线和放大器输出形成回路，以消除梯度放大器之间因为共用母线造成的3轴放大器之间形成共模环流。另外，梯度控制器按特定的时序发出梯度放大器所需的PWM脉冲控制信号给三轴放大器，来消除放大器系统的高频共模电压，从而可以改善产品的可靠性。
[0055]上面已经描述了一些示例性实施例。然而，应该理解的是，可以做出各种修改。例如，如果所描述的技术以不同的顺序执行和/或如果所描述的系统、架构、设备或电路中的组件以不同方式被组合和/或被另外的组件或其等同物替代或补充，则可以实现合适的结果。相应地，其他实施方式也落入权利要求的保护范围内。
【主权项】
1.一种功率放大器，其特征在于，所述功率放大器包括: 放大电路，连接在电源和负载之间，并被构造为根据接收的输入信号向负载提供经放大的输出功率； 旁路电路，并联连接在放大电路和负载之间，并被构造为在输出功率的脉冲持续时间之间的时间段期间启用，从而旁路电路和负载形成环流电流回路。2.如权利要求1所述的功率放大器，其特征在于，放大电路被构造为从电源接收直流输入功率，并根据接收的经脉冲宽度调制的输入信号向负载提供经放大的输出功率。3.如权利要求1所述的功率放大器，其特征在于，放大电路包括: 第一开关单元，第一开关单元的第一端连接到电源的第一输出端，第一开关单元的第二端连接到放大电路的第一输出端； 第二开关单元，第二开关单元的第一端连接到放大电路的第一输出端，第二开关单元的第二端连接到电源的第二输出端； 第三开关单元，第三开关单元的第一端连接到电源的第一输出端，第三开关单元的第二端连接到放大电路的第二输出端； 第四开关单元，第四开关单元的第一端连接到放大电路的第二输出端，第四开关单元的第二端连接到电源的第二输出端。4.如权利要求3所述的功率放大器，其特征在于，旁路电路包括: 第五开关单元，第五开关单元的第一端连接到放大电路的第一输出端； 第六开关单元，第六开关单元的第一端连接到第五开关单元的第二端，第六开关单元的第二端连接到放大电路的第二输出端， 其中，当第一开关单元至第四开关单元截止时，第五开关单元和第六开关单元导通，从而使旁路电路与负载形成环流电流回路。5.如权利要求4所述的功率放大器，其特征在于，所述功率放大器还包括: 控制级，连接到第一开关单元至第六开关单元的控制端，并被构造为对接收的信号进行脉冲宽度调制以得到用于第一开关单元至第六开关单元的控制信号，并将得到的控制信号作为功率电路的输入信号分别提供到第一开关单元至第六开关单元。6.如权利要求3所述的功率放大器，其特征在于，放大电路还包括: 电容器，电容器的第一端连接到电源的第一输出端，电容器的第二端连接到电源的第二输出端。7.如权利要求1所述的功率放大器，其特征在于，所述功率放大器还包括: 纹波电流滤波器，连接在旁路电路和负载之间。8.如权利要求7所述的功率放大器，其特征在于，所述功率放大器还包括: 共滤波器，连接在纹波电流滤波器和负载之间。9.一种电源装置，其特征在于，所述电源装置包括: 电源； 如权利要求1至权利要求8所述的功率放大器，连接在电源和负载之间，并被构造为向负载提供经放大的输出功率。10.如权利要求9所述的电源装置，其特征在于，所述电源装置包括多个功率放大器，所述多个功率放大器并联连接到电源，并被构造为分别向多个负载提供经放大的输出功率。11.一种磁共振成像设备，其特征在于，所述磁共振成像设备包括: 梯度线圈，被构造为产生梯度磁场； 如权利要求9或权利要求10所述的电源装置，被构造为向作为负载的梯度线圈供电。12.如权利要求11所述的磁共振成像设备，其特征在于， 梯度线圈包括第一轴梯度线圈、第二轴梯度线圈和第三轴梯度线圈， 电源装置包括第一功率放大器，第二功率放大器和第三功率放大器， 其中，第一功率放大器，第二功率放大器和第三功率放大器并联连接到电源，并被构造为分别向第一轴梯度线圈、第二轴梯度线圈和第三轴梯度线圈供电。
【专利摘要】本发明提供一种功率放大器、电源装置和磁共振成像设备。所述功率放大器包括：放大电路，连接在电源和负载之间，并被构造为根据接收的输入信号向负载提供经放大的输出功率；旁路电路，并联连接在放大电路和负载之间，并被构造为在输出功率的脉冲持续时间之间的时间段期间启用，从而旁路电路和负载形成环流电流回路。因此，可以改善功率放大器的可靠性。
【IPC分类】A61B5/055, H03F3/20
【公开号】CN105703726
【申请号】CN201410708412
【发明人】曹珍恩, 杨正林, 马涛, 张志军, 顾虹
【申请人】Ge医疗系统环球技术有限公司
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2014年11月28日