一种X射线球管的旋转阳极驱动电路及X射线发射装置的制作方法

本发明涉及电子医疗，具体涉及一种x射线球管的旋转阳极驱动电路及x射线发射装置。

背景技术：

1、x射线放射影像目前在医疗诊断上应用越来越广泛，x射线放射影像诊断设备功能也越来越强大，其中在x射线放射影像的整个设备中，x射线球管是这个设备的核心部件，而且也是一个易耗部件。其主要是因为x射线球管是靠高压电子束轰击阳极钼靶面上产生出x射线，由于受高能电子轰击，x射线管工作时温度非常高，如果单独轰击在一个点上，那靶面极易损坏。因此为保护靶面，通常使用电机来驱动靶面旋转来分散电子轰击，从而旋转阳极靶面就随之产生，而旋转阳极则需要对应的驱动电路进行去驱动旋转。其中，电机包括运行绕组、启动绕组和转子，驱动电路通过启动电流和运行电流驱动分别驱动运行绕组、启动绕组，从而驱动转子带动靶面旋转。

2、目前的驱动电路主要包括采用单相的spwm控制igbt全桥实现的高速驱动电路。由于启动电流和运行电流之间为90度相位角，因此对于单相spwm控制全桥电路实现的驱动电路，还需要启动电容串联在启动绕组中。然而该驱动电路在驱动旋转阳极进行高速旋转时，容易存在旋转阳极启动不平滑和运行速度不稳定的问题，进而会导致发射的x射线不均匀，影响最后影像成像效果，因此如何提高旋转阳极的稳定性，还需要提出新的技术方案。

技术实现思路

1、本发明主要解决的技术问题是如何提高旋转阳极的稳定性，提高影像成像效果。

2、根据第一方面，一种实施例中提供一种x射线球管的旋转阳极驱动电路，所述旋转阳极包括电机和阳极靶面，所述电机包括运行绕组、启动绕组和转子，所述驱动电路包括：

3、控制单元，其输入端用于接收控制系统输出的控制信号，并根据所述控制信号分别输出启动信号、运行信号和公共端信号，所述启动信号和运行信号之间的相位相差预设角度；

4、驱动单元，具有第一控制端、第二控制端、第三控制端、第一驱动端、第二驱动端和第三驱动端；所述第一控制端、第二控制端和第三控制端分别用于输入所述启动信号、运行信号和公共端信号，所述第一驱动端用于连接启动绕组的第一端，所述第二驱动端用于连接运行绕组的第一端，所述第三驱动端用于分别连接运行绕组的第二端和启动绕组的第二端；

5、所述驱动单元响应于所述启动信号和公共端信号，使得所述第一驱动端和第三驱动端之间产生启动电流流过所述启动绕组，以及响应于所述运行信号和公共端信号，使得所述第二驱动端和第三驱动端之间产生运行电流流过所述运行绕组，所述启动电流和运行电流之间的相位相差所述预设角度，以使得所述启动绕组和运行绕组共同产生旋转磁场，所述旋转磁场用于驱动所述转子进行旋转，以带动所述阳极靶面进行旋转。

6、一些实施例中，所述驱动单元包括三个驱动模块，第一个所述驱动模块的控制端用于输入所述启动信号，驱动端用于连接启动绕组的第一端；第二个所述驱动模块的控制端用于输入所述运行信号，驱动端用于连接运行绕组的第一端；第三个所述驱动模块的控制端用于输入所述公共端信号，驱动端用于分别连接运行绕组的第二端和启动绕组的第二端；

7、当第一个所述驱动模块响应所述启动信号，且第三个所述驱动模块响应所述公共端信号时，第一个所述驱动模块的驱动端和第三个所述驱动模块的驱动端之间产生所述启动电流流过所述启动绕组，当第二个所述驱动模块响应所述运行信号，且第三个所述驱动模块响应所述公共端信号时，第二个所述驱动模块的驱动端和第三个所述驱动模块的驱动端之间产生所述运行电流流过所述运行绕组。

8、一些实施例中，三个所述驱动模块均包括半桥电路，所述半桥电路包括第一控制端、第二控制端和驱动端，所述启动信号包括互为反相信号的第一启动信号和第二启动信号，所述运行信号包括互为反相信号的第一运行信号和第二运行信号，所述公共端信号包括互为反相信号的第一公共端信号和第二公共端信号；

9、第一个所述半桥电路的第一控制端和第二控制端分别输入第一启动信号和第二启动信号，第二个所述半桥电路的第一控制端和第二控制端分别输入第一运行信号和第二运行信号，第三个所述半桥电路的第一控制端和第二控制端分别输入第一公共端信号和第二公共端信号。

10、一些实施例中，所述半桥电路包括第一晶体管和第二晶体管；

11、所述第一晶体管的第一端接电源，控制端用于输入第一启动信号、第一运行信号或者第一公共端信号，第二端连接第二晶体管的第一端，并形成连接节点以作为驱动端，所述第二晶体管的第二端接地，控制端用于输入第二启动信号、第二运行信号或者第二公共端信号，所述第一晶体管和第二晶体管用于在第一启动信号和第二启动信号，或者第一运行信号和第二运行信号，或者第一公共端信号和第二公共端信号的控制下交替导通。

12、一些实施例中，所述半桥电路还包括第一瞬态抑制二极管、第二瞬态抑制二极管和第一电容；

13、所述第一瞬态抑制二极管的两端并联于第一晶体管的控制端和第二端，所述第二瞬态抑制二极管的两端并联于第二晶体管的控制端和第二端，所述第一电容并联于第一晶体管的第一端和第二端，所述第一晶体管和第二晶体管均为碳化硅晶体管。

14、一些实施例中，所述驱动模块还包括：

15、第一驱动隔离模块，用于所述半桥电路的第一控制端在输入第一启动信号、第一运行信号或者第一公共端信号时，对所述第一启动信号、第一运行信号或者第一公共端信号进行隔离保护；

16、第二驱动隔离模块，用于所述半桥电路的第二控制端在输入第二启动信号、第二运行信号或者第二公共端信号时，对所述第二启动信号、第二运行信号或者第二公共端信号进行隔离保护。

17、一些实施例中，驱动电路还包括：

18、放大单元，用于所述第一控制端、第二控制端和第三控制端在分别输入启动信号、运行信号和公共端信号之前，对所述启动信号、运行信号和公共端信号进行放大。

19、一些实施例中，驱动电路还包括：

20、信号反馈单元，用于对第一驱动端、第二驱动端和第三驱动端输出的电流进行采样后反馈至所述控制单元，所述控制单元根据所述反馈控制所述启动信号、运行信号和公共端信号的输出。

21、一些实施例中，驱动电路还包括：

22、接收单元，用于在控制单元的输入端输入控制信号时，对所述控制信号进行隔离。

23、根据第二方面，一种实施例中提供一种x射线发射装置，包括阴极、旋转阳极和如第一方面所述的驱动电路，所述旋转阳极包括电机和阳极靶面；

24、所述阴极用于向旋转阳极发射电子；

25、所述驱动电路用于驱动所述电机带动所述阳极靶面进行旋转；

26、所述阳极靶面用于接受所述电子轰击后以预设角度产生x射线。

27、据上述实施例的x射线球管的旋转阳极驱动电路，由于直接由控制单元产生启动信号、运行信号和公共端信号，然后驱动单元响应于启动信号和公共端信号，并输出启动电流至启动绕组，以及响应于运行信号和公共端信号，并输出运行电流至运行绕组。而控制单元直接控制启动信号和运行信号之间的相位相差预设角度，使得启动电流和运行电流之间的相位也相差所述预设角度，从而使得启动电流和运行电流之间的相位差基本维持不变，从而保证旋转阳极启动平滑和运行速度稳定，进而会使得发射的x射线更加均匀，提高最后影像成像效果。