变压器、组合机头及射线影像设备的制作方法

本实用新型涉及医疗器械技术领域，具体涉及变压器、组合机头及射线影像设备。

背景技术：

组合机头，例如X射线组合机头，通常与CCD等图像传感器、处理器以及支架组装成完整的射线机产品，例如C型臂X光机，广泛应用于医疗手术中的透视造影。X射线组合机头包括X射线球管，用于产生X射线，其工作原理如下：X射线球管的阴极灯丝连接灯丝变压器的高电压，受热产生的电子；此时若在阴极和阳极之间施加高电压，则在电场力的作用下，阴极产生的电子则会撞击到阳极靶。由于X射线球管的阴极和阳极之间需要足够的电势差才能够使得阴极产生的电子撞击阳极靶进而产生X射线，因此变压器必须产生高电压，例如40kV-150kV，则变压器副边绕组的匝数要求较多，从而变压器的副边正极绕组、副边负极绕组的匝数也较多，磁芯窗口较大，占用空间较大，从而使得X组合机头的体积较大，难以实现小型化设计。

图1示出了现有X射线组合机头的外观结构，图2和图3示出了其内部结构。其外部结构包括油箱箱盖1、油箱箱体2、膨胀阀盖3、膨胀阀4、接线板单元5和穿芯电容6，内部结构包括正端倍压整流滤波单元7、负端倍压整流滤波单元8、灯丝变压器9、高频高压变压器10、X射线球管11 和内部绝缘架12。图2所示的变压器将用于连接X射线球管11的阳极和阴极的线圈分为左、右两部分设置，这在一定程度上减小了变压器的体积，进而一定程度上能够减小X射线组合机头的体积。

然而，发明人发现，现有将用于连接X射线球管的阳极和阴极的变压器线圈分为左、右两部分设置的方式容易导致正、负绕组输出的高压不平衡，严重影响设备寿命。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例提供了变压器、组合机头及射线影像设备，以解决现有组合机头中变压器的正、负绕组输出电压不平衡的问题。

本实用新型第一方面提供了一种变压器，包括：第一磁芯，为柱型；第一骨架，为筒型，套设在所述第一磁芯的外部；第一线圈，绕设在所述第一骨架的外壁面；第二骨架，为筒型，套设在所述第一线圈的外部；第二线圈，绕设在所述第二骨架的外壁面；第二磁芯，为柱型，其两端分别与所述第一磁芯的两端相接以形成闭合磁环。

可选地，所述第一线圈为低压线圈，所述第二线圈为高压线圈，并且所述第二线圈的中部接地。

可选地，所述第二骨架的周向外壁面开设有至少三个环形凹槽，相邻两个所述环形凹槽之间形成环形凸起，且相邻两个所述环形凹槽之间的间距相等；所述第二线圈依次绕设在所述第二骨架上的环形凹槽内。

可选地，所述第二线圈为偶数个，沿所述第二骨架的轴向间隔设置在所述第二骨架的外壁面；所述变压器还包括：偶数个倍压电路模块，分别与偶数个第二线圈一一对应，用于按照预定倍数将输入的电压放大后输出；倍压电路板的输入端与对应的第二线圈的两端连接，所述至少两个倍压电路的输出端依次串联，串联后的两端作为所述变压器的输出端；沿所述第二骨架的轴向上设置于中部的两个第二线圈的一端接地。

可选地，所述环形凸起上开设有将相邻两个所述环形凹槽连通的豁口；在沿第二线圈绕设方向上，相邻两个环形凹槽内的线圈中，位于后方的所述环形凹槽内的线圈的末端穿过所述豁口，与位于前方的所述环形凹槽内的线圈的起始端连接。

可选地，所述闭合磁环为矩形框结构；所述变压器还包括：至少一个绝缘板，其一端固定设置在所述第二骨架的端部，另一端朝向所述第二骨架的外壁面折弯并位于所述第二线圈与所述第二磁芯之间。

本实用新型第二方面提供了一种组合机头，包括：射线球管；壳体，具有密封腔体；所述壳体上设置有第一开口，所述第一开口上密封设置透明盖体，所述射线球管的射线出射面与所述透明盖体的位置对应；第一方面或者第一方面任意一种可选实施方式所述的变压器，所述第二线圈的两端分别与所述X射线球管的阴极、阳极连接。

可选地，所述组合机头还包括：第一绝缘隔板，设置于所述密封腔体内，将所述密封腔体分隔为连通的第一腔体和第二腔体；所述第一开口设置在所述第一腔体的侧壁上；所述射线球管设置于所述第一腔体，所述变压器设置于所述第二腔体。

可选地，所述射线球管的管体轴线和所述变压器的第一磁芯的轴线平行设置。

可选的呢，所述组合机头还包括：第二绝缘隔板，设置于所述第二腔体内，并与所述第一绝缘隔板相交设置，将所述第二腔体分隔为连通的第一子腔体和第二子腔体；所述变压器设置于所述第一子腔体；所述第一子腔体还用于设置所述组合机头的灯丝变压器，所述灯丝变压器高压侧的两端分别与所述射线球管阴极灯丝的两端连接；所述第二子腔体用于设置所述组合机头的电路板。

本实用新型第三方面提供了一种X射线影像设备，包括第一方面或第一方面任意一种可选实施方式所述的变压器，或者第二方面或第二方面任意一种可选实施方式所述的X组合机头。

可选地，所述X射线影像设备为C型臂X光机。

本实用新型实施例所提供的变压器，将第一线圈、第二线圈分别套设在第一骨架、第二骨架上，第二骨架套设在第一线圈的外部，闭合磁环中的柱体部分从第一骨架的腔体穿过，从而第一线圈和第二线圈的绕设参数均匀，同一线圈上不同匝线圈的漏磁、漏感及分布电容也相同。因此，本实用新型实施例所提供的变压器所输出的正、负高压较为平衡。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本实用新型的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本实用新型进行任何限制，在附图中：

图1示出了现有组合机头的立体结构示意图；

图2示出了现有组合机头的拆除壳主体后的前视图；

图3示出了现有组合机头的拆除壳主体后的后视图；

图4示出了根据本实用新型实施例的变压器的一种立体结构示意图；

图5示出了图4所示变压器的爆炸图；

图6示出了根据本实用新型实施例的变压器的另一种立体结构示意图；

图7示出了图4所示变压器中磁环的立体结构示意图；

图8示出了图4所示变压器中第二骨架的立体结构示意图；

图9示出了根据本实用新型实施例的变压器的原理图；

图10示出了根据本实用新型实施例的组合机头的立体结构示意图；

图11示出了根据本实用新型实施例的组合机头拆除壳主体后的前视图；

图12示出了根据本实用新型实施例的组合机头拆除壳主体后的后视图；

图13示出了图11所示组合机头中第二腔体的俯视图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

发明人对现有设备伸入研究后发现，现有将变压器线圈分为左、右两部分设置的方式容易导致正、负绕组输出的高压不平衡的原因是：左、右两部分的原边线圈或副边线圈的绕设参数容易不一致(例如匝数不同或者位置不对称)，导致左、右两边的漏磁、漏感及分布电容不同。发明人据此提出了本申请所述的技术方案。

实施例一

本实用新型提供了一种变压器，如图4和图5所示，该变压器包括第一磁芯11、第二磁芯12、第一骨架20、第一线圈、第二骨架30和第二线圈。其中，第一磁芯11为柱型，第一骨架20套设在第一磁芯11的外部，第一线圈绕设在第一骨架20的外壁面，第二骨架30套设在第一线圈的外部，第二线圈绕设在第二骨架30的外壁面，第二磁芯12的两端分别与第一磁芯11的两端相接以形成闭合磁环10。

上述变压器，将第一线圈、第二线圈分别套设在第一骨架、第二骨架上，第二骨架套设在第一线圈的外部，闭合磁环中的柱体部分从第一骨架的腔体穿过，从而第一线圈和第二线圈的绕设参数均匀，同一线圈上不同匝线圈的漏磁、漏感及分布电容也相同。因此，本实用新型实施例所提供的变压器所输出的正、负高压较为平衡。

通常情况下，第一线圈为低压线圈，第二线圈为高压线圈。此时，当变压器用于输出正、负高压时，第二线圈的中部接地；当变压器用于输出正、负低压时，第一线圈的中部接地。该变压器应用于组合机头中为射线球管的阴极、阳极提供高电压差时，采用第二线圈的中部接地的方式。

可选地，上述第一磁芯11为直柱型，形状更加规整，进一步提高线圈绕制参数的一致性。第二磁芯12可以为U型，以形成闭合磁环。需要补充说明的是，该可选实施方式中第一磁芯11和第二磁芯12并不一定是单独的部件，只是一种概念上的划分，只要是第一磁芯和第二磁芯能够形成闭合磁环，并且闭合磁环中有一部分为直柱型即可。例如，如图7所示，闭合磁环可以由两个U型磁柱A和多个直柱型磁柱B组成。本申请中的直柱型磁柱是指磁柱的上下两个端面平行，且磁柱的素线垂直这两个端面。

实施例二

本实用新型实施例提供了一种变压器，与实施例一的区别在于，如图8 所示，第二骨架30的周向外壁面开设有至少三个环形凹槽31，相邻两个环形凹槽之间形成环形凸起，并且相邻两个环形凹槽之间的间距相等。第二线圈依次绕设在第二绝缘骨架30上的环形凹槽内。第二线圈总体上以螺旋形绕设在第二骨架30的外壁面上。

环形凸起上开设有将相邻两个环形凹槽连通的豁口32，在沿第二线圈绕设方向上，相邻两个环形凹槽内的线圈中，位于后方的环形凹槽内的线圈的末端穿过豁口，与位于前方的环形凹槽内的线圈的起始端连接。例如，第二线圈在环形凹槽A内可以绕制多匝，然后线圈末端通过环形凸起上的豁口延伸至环形凹槽B内继续绕制多匝。由此可见，第二骨架30上环形凹槽的设计使得第二线圈在外壁面较小时也能够绕制较多匝，从而输出较高电压。第二骨架30由绝缘材料制成，相邻环形凹槽之间的绝缘凸起能够提高相邻环形凹槽内线圈之间的绝缘性。可选地，所有豁口32的连线为直线，并且该直线与第二骨架的轴线平行。

第二线圈可以为一个，并且中部接地设置。作为本实施例的一种可选实施方式，如图9所示，第二线圈为四个，分别为Q1、Q2、Q3、Q4，该四个第二线圈沿第二骨架30的轴向间隔设置在第二骨架30的外壁面。同时，变压器还包括四个倍压电路模块，分别为V1、V2、V3、V4，与第二线圈一一对应，用于按照预定倍数将输入的电压放大后输出。每个倍压电路模块的输入端与对应的第二线圈的两端连接，四个倍压电路的输出端依次串联，串联后的两端MN作为变压器的输出端，并且沿第二骨架30的轴向上设置于中部的两个第二线圈的一端接地，如图9所示。一方面，变压器所输出的高压借助于倍压电路模块提升电压，而不完全依靠线圈提升电压，可以大大减少线圈的匝数，从而减小变压器的体积。另一方面，由于中部的两个第二线圈接地设置，使得各个第二线圈的电位降低；中部接地的、两个距离较近的第二线圈电位最低，两侧相邻的第二线圈电位较为接近，因而降低了对第二骨架30上的绝缘性的要求，使得第二骨架30上用于线圈间电性隔离的环形凸起厚度较薄，减小变压器的体积。

需要补充说明的是，上述第二线圈还可以为四个以外的其他偶数个，例如2个，6个，8个……相应地，倍压电路模块也为2个，6个，8个……，二者一一对应。

作为一种变形方式，豁口也可以为设置在环形凸起上的通孔。

第一骨架20及第二线圈的绕线方式(图中未示出)可以参照第二骨架 30及第二线圈的设计方式。或者第一骨架20外壁面的凹槽也可以是螺旋形状，相应线圈以螺旋形绕制在外壁面上。但是这种设计下，线圈必须依照凹槽的走向绕制线圈，凹槽内只能绕制一股线圈，凹槽的利用率较低，在第二骨架直径较小、长度较短的情况下第二线圈难以输出高电压，因此为使变压器小型化，不建议第二骨架30采用螺旋形凹槽。

作为本实施的一种可选实施方式，闭合磁环为矩形框结构。如图6所示，该变压器还包括绝缘板41和42，如图5所示，绝缘板41和42的一端固定设置在第二骨架30的端部，另一端朝向第二骨架30的外壁面折弯并位于第二线圈与第二磁芯12之间，用于防止线圈对磁芯打火。绝缘板41 和42中位于第二线圈与第二磁芯12之间的部分也可以是连接的，从而形成一个两端固定在第二骨架30端面的绝缘板。

实施例三

本实用新型实施例提供了一种组合机头，包括射线球管50、壳体60及实施例一或者实施例二及其任意一种可选实施方式所述的变压器A0。其中，第二线圈的两端分别与射线球管50的阴极、阳极连接。如图10所示，还包括壳体60，壳体60包括盖板61和壳主体62。

壳体60具有密封腔体。如图10和图12所示，壳体60上设置有第一开口63，第一开口63上密封设置透明盖体，射线球管50的射线出射面与透明盖体的位置对应，也即第一开口63作为射线的出射窗口。需要补充说明的是，图10中的第一开口63开设于盖板61上，其实也可以开设在壳主体62上。

本申请中的射线球管50可以为X射线球管(相应地组合机头为X射线组合机头)，也可以为用于形成其他形式射线的球管。

实施例四

本实用新型实施例提供了一种组合机头，与实施例三的区别在于，如图11和图12所示，还包括第一绝缘隔板70。第一绝缘隔板70设置于密封腔体内，将密封腔体分隔为连通的第一腔体和第二腔体，第一开口63设置在第一腔体的侧壁上。射线球管50设置于第一腔体，变压器A0设置于第二腔体。第一绝缘隔板70在变压器A0与射线球管50之间起到电隔离的作用。

作为实施例的一种可选实施方式，射线球管50的管体轴线和变压器 A0的第一磁芯11的轴线平行设置。射线球管往往管体较长，而本申请所提供的变压器的总体结构也较长，因此二者平行设置能够减小组合机头的总体体积。

由于射线球管50的体积较大，因此单独占用上腔体。进一步地，该组合机头还包括第二绝缘隔板80，如图11和图13所示，设置于第二腔体内，并与第一绝缘隔板70相交设置(优选为垂直设置)，将第二腔体分隔为连通的第一子腔体和第二子腔体。如图11和图13所示，第一子腔体还用于设置射线球管的灯丝变压器90，灯丝变压器90高压侧的两端分别与射线球管50阴极灯丝的两端连接，本申请中对现有灯丝变压器不做改进。第二子腔体用于设置组合机头的电路板100，电路板100上可以设置倍频电路、倍压电路、滤波电路、整流电路等。电路板100可以分为多块电路板，叠放在第二子腔体中。可选地，电路板100作为一块板体，与第二绝缘隔板80 平行设置，以使得组合机头内的布置更加紧凑。如图12和13所示，电路板100上会附着一些电容、电阻等元器件。第二绝缘隔板80在变压器A0 与电路板100之间起到电隔离的作用。

实施例五

本实用新型实施例提供一种射线影像设备，包括实施例三或者实施例四及其任意一种可选实施方式所述的组合机头。

可选地，该射线影像设备为C型臂X光机。

虽然结合附图描述了本实用新型的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。