1805b，使得开关40b和1805b均在谐振转换结束之后在一般相同时间接通，可恢复电容器50上的适当能量级。两个开关40b和1805b的额外接通时间促进电容50中的所储存能量的一部分放电到电感器1805a中，因而恢复适当能量级并且允许快许多的转变。额外接通时间可适当计算和加强，以便避免不需要和损坏能量损失。
[0094]一旦电容器50被放电以使得恢复适当能量级，开关40b和1805b可断开，并且电感器1805a中储存的能量可通过二极管1805c和1805d返回到系统电容。一旦能量完全返回到系统电容，二极管1805c和1805d进入阻塞电压模式，并且完全转变结束。相应地，在一些实施例中，这种类型的电路将能量返回到全系统而不是将能量耗散到电阻器中。
[0095]电阻器1801和1804b例如可以是如本领域已知的MP916、MP925和MP930 T0-220类型电源组的任一个。在一些实施例中，电阻器1801和1804b可以是50千欧姆电阻器，以及电感器1804a和1805a可以是120 mH。
[0096]如上所述，这些电路中所示的元件再次甚至当与附加附随中间元件(其没有基本上影响它们的功能)串联或并联放置时也可保持电耦合。
[0097]电路模块一效果
图19A示出逆变器1901、高压电容1902和X射线管1903之间的交互。在电压上升期间，电流1905a将从逆变器流动到高压电容。类似地，在电压下降期间，电流1905b将从高压电容流动到X射线管1903。除了这些标准电流1905a、1905b之外，系统还能够要求在上升期间从逆变器到高压系统的附加能量移动1906a以及在下降期间从高压系统到X射线管的能量移动1906b。如图19A所示，在如图18A-C的这类电路中提供的辅助电容不存在的情况下，这种能量将全部分别在电压上升和电压下降期间从逆变器1901和高压系统电容1902来传递。电流能量1906a可能不足以促进快速上升时间，以及电流能量1906b可能促成对系统的不合需要的附加能量，从而延长电压下降。
[0098]如图19B所示，辅助电容1904的添加将降低对逆变器和高压系统1902的需求。通过当前实施例，在电压上升期间的能量1907a的至少大约75%可从辅助电容1904而不是从逆变器1901贡献给高压系统。类似地，在电压下降期间，原本传播到管1903的能量1907b的至少大约92%而是重定向到辅助电容1904(仅大约8% 1906b传播到管1903)。这个重定向改进下降时间，从而防止过度能量延迟电压转变。类似地，流1907a通过贡献从辅助电容1904可用的能量，来改进上升时间。
[0099]电路模块一示例波形
图20示出与图18B的能量操纵电路关联的示范波形。波形2001示出X射线管中的电压。波形2002示出电容器50中储存的能量。波形2003示出由电阻器1804b所耗散的能量。
[0100]当X射线管电压2001从高电平下降到低电平(例如在位置2004a)时，电容器2002中的能量增加并且达到稳定。在这个转变期间，电阻器1804b将在电感器1804a结合其他电路元件、例如二极管1804c使从高kV到低kV的转变期间所耗散的能量为最小之前耗散最少量的能量。类似地，当X射线管电压2001从低kV上升到高kV (例如在位置2004b)时，电容器50将如波形2002所示来释放其能量，从而更好地促进管电压2001的上升。系统可在电压上升期间对于比电压下降期间激活开关40a要长的时间周期来激活开关40b，以确保能量的更完全耗散，因此在电容器50中重新建立适当能量状态。更延长的耗散在电压下降而不是电压上升期间在电阻器1804b中发生。一般来说，电感器1804a越大，则电压下降期间的能量损耗越低。类似地，电阻器1804b越大，则电压下降期间的能量损耗越低。但是，增加电阻器1804b的电阻还可要求开关40b在电压上升期间更长时间保持为起作用。
[0101]备注
在描述示范实施例中，为了乘法起见使用具体术语。为了便于描述，各具体术语意在至少包括按照与实现相似目的进行操作的全部技术和功能等效体。另外，在一具体示范实施例包括多个系统元件、装置组件或方法步骤的一些情况下，那些元件、组件或步骤可采用单个元件、组件或步骤来取代。同样，单个元件、组件或步骤可采用用于相同目的的多个元件、组件或步骤来取代。此外，虽然示范实施例参照其具体实施例来示出和描述，但是本领域的技术人员将会理解，形式和细节上的各种置换和变更可在其中进行，而没有背离本发明的范围。更进一步，其他方面、功能和优点也处于本发明的范围之内。
[0102]示范流程图为了便于说明而在其中提供，并且是方法的非限制性示例。本领域的技术人员将会知道，示范方法可包括比示范流程图所示的更多或更少的步骤，并且示范流程图中的步骤可按照与说明性流程图所示顺序不同的顺序来执行。
【主权项】
1.一种用于改进电力系统控制的电子系统，包括: 第一电感器，包括第一端子和第二端子； 切换布置，包括: 第一二极管，包括阴极端子和阳极端子； 第二二极管，包括阴极端子和阳极端子； 第一开关，包括第一端子和第二端子；以及 第二开关，包括第一端子和第二端子； 电容器，包括第一端子和第二端子；以及 能量操纵电路，包括第一端子和第二端子，所述能量操纵电路的所述第一端子与所述第一开关的所述第二端子电联系； 其中所述电感器、所述切换布置和所述电容器串联电联系。2.如权利要求1所述的系统，其中，所述电感器、所述切换布置和所述电容器与至少一个电压源串联电联系。3.如权利要求1所述的系统，其中，所述第一二极管的所述阳极端子与所述第二二极管的所述阳极端子电联系； 其中所述第一开关的所述第一端子与所述第一二极管的所述阴极端子电联系，以及所述第一开关的所述第二端子与所述第一二极管的所述阳极端子电联系， 其中所述第二开关的所述第一端子与所述第二二极管的所述阳极端子电联系，以及所述第二开关的所述第二端子与所述第二二极管的所述阴极端子电联系。4.如权利要求1所述的系统，其中，所述能量操纵电路的所述第一端子与所述第一二极管的所述阳极端子电联系。5.如权利要求1所述的系统，其中，所述能量操纵电路包括电阻器。6.如权利要求1所述的系统，还包括连接到所有所述开关的开关定时控制单元，其中所述开关定时控制单元包括计算所述开关的通和断定时的例程，以在低到高转变和高到低转变之后对所述电容器重新建立适当初始条件。7.如权利要求1所述的系统，其中，所述能量操纵电路包括: 电阻器，包括第一端子和第二端子； 第二电感器，包括第一端子和第二端子；以及 第三二极管，包括阴极端子和阳极端子， 其中所述第二电感器与所述电阻器串联电联系，所述第二电感器和所述电阻器共同与所述第三二极管并联，以及 所述能量操纵电路的所述第一端子与所述第三二极管的所述阴极端子电联系。8.如权利要求1所述的系统，其中，所述能量操纵电路包括: 第三开关，包括第一端子和第二端子； 第二电感器，包括第一端子和第二端子； 第三二极管，包括阴极端子和阳极端子；以及 第四二极管，包括阴极端子和阳极端子， 其中所述第二电感器经由电气结点与所述第三开关串联电联系，所述第二电感器和所述第三开关共同与所述第三二极管并联， 所述能量操纵电路的所述第一端子与所述第三二极管的所述阴极端子电联系，以及 所述第四二极管的所述阳极端子与所述电气结点电联系。9.如权利要求1所述的系统，其中，所述第一开关和所述第二开关包括BJT晶体管。10.如权利要求2所述的系统，其中，所述至少一个电压源包括围绕环芯的多个绕组。11.如权利要求2所述的系统，其中，所述至少一个电压源还包括一组二极管和电容，其经连接以形成整流器或倍增器。12.如权利要求1所述的系统，其中，所述电子系统与多个基本相同的电子系统串联，作为用于计算机断层扫描的X射线发射系统的部分。13.如权利要求1所述的系统，其中，所述开关是电子系统的部分，所述电子系统与多个基本相同的电子系统串联，作为用于计算机断层扫描的X射线发射系统的部分。14.一种用于电力系统中的快速kV切换的方法，包括: 断开第一开关而闭合第二开关，以产生第一电压；以及 断开所述第二开关而闭合所述第一开关，以产生第二电压， 其中所述第一开关包括: 第一端子，与第一二极管的阴极端子电联系； 第二端子，与所述第一二极管的阳极端子和第二二极管的阳极端子电联系；以及 其中所述第二开关包括: 第一端子，与所述第一二极管的所述阳极端子、所述第二二极管的所述阳极端子和能量操纵电路的第一结点电联系；以及 第二端子，与所述第二二极管的阴极端子电联系， 其中所述第一和第二开关与电感器、电容器和一个或多个电压源串联电联系。15.如权利要求14所述的方法，其中，断开第一开关而闭合第二开关以产生第一电压以及断开所述第二开关而闭合所述第一开关以产生第二电压包括计算所述第一开关和所述第二开关的通和断定时，以在低到高和高到低kV的每一转变之后对所述电容器重新建立适当初始条件。16.如权利要求14所述的方法，其中，所述能量操纵电路包括电阻器。17.如权利要求14所述的方法，其中，所述能量操纵电路包括: 电阻器，包括第一端子和第二端子； 第二电感器，包括第一端子和第二端子；以及 第三二极管，包括阴极端子和阳极端子， 其中所述第二电感器与所述电阻器串联电联系，所述第二电感器和所述电阻器共同与所述第三二极管并联， 所述能量操纵电路的所述第一端子与所述第三二极管的所述阴极端子电联系。18.如权利要求14所述的方法，其中，所述能量操纵电路包括: 第三开关，包括第一端子和第二端子； 第二电感器，包括第一端子和第二端子； 第三二极管，包括阴极端子和阳极端子；以及 第四二极管，包括阴极端子和阳极端子， 其中所述第二电感器经由电气结点与所述第三开关串联电联系，所述第二电感器和所述第三开关共同与所述第三二极管并联， 所述能量操纵电路的所述第一端子与所述第三二极管的所述阴极端子电联系，以及所述第四二极管的所述阳极端子与所述电气结点电联系，并且所述第四二极管的所述阴极端子与所述至少一个电压源的端子电联系。19.如权利要求14所述的方法，其中，所述第一开关和所述第二开关包括BJT晶体管。20.如权利要求14所述的方法，其中，所述至少一个电压源包括围绕环芯的多个绕组。
【专利摘要】各个所公开实施例考虑X射线成像系统、例如CT系统中促进在X射线管的高与低电压之间的更快捷切换的系统和方法。某些实施例电路存储和释放能量，以改进电压上升和下降时间。这些电路减轻损耗、滞后周期和泄漏电流的影响。更大可控电压上升和下降时间可改进X射线发射和探测同步。
【IPC分类】A61B6/00
【公开号】CN104918554
【申请号】CN201480005718
【发明人】A.卡亚法
【申请人】通用电气公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2014年1月22日
【公告号】DE112014000508T5, US9160325, US20140205070, WO2014116682A1