醫(yī)用直線電子加速器用固態(tài)脈沖調(diào)制器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種醫(yī)用直線電子加速器用固態(tài)脈沖調(diào)制器，包括與三相交流電源相接的穩(wěn)壓電路、與穩(wěn)壓電路相接的三相逆變電路、與三相逆變電路相接的儲(chǔ)能電路、與儲(chǔ)能電路相接且為磁控管進(jìn)行供電的脈沖變壓器、控制儲(chǔ)能電路對(duì)脈沖變壓器放電的放電開(kāi)關(guān)和對(duì)磁控管的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的磁控管監(jiān)測(cè)分機(jī)，放電開(kāi)關(guān)的輸入端與三相逆變電路的輸出端相接且其輸出端與脈沖變壓器相接，磁控管與脈沖變壓器的二次線圈輸出端相接；放電開(kāi)關(guān)與觸發(fā)電路相接，觸發(fā)電路由控制器一進(jìn)行控制且其與控制器一相接。本實(shí)用新型電路簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理且接線方便、使用效果好，能有效解決現(xiàn)有醫(yī)用加速器的脈沖調(diào)制器存在的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、體積較大、充電精度較低等問(wèn)題。
【專(zhuān)利說(shuō)明】醫(yī)用直線電子加速器用固態(tài)脈沖調(diào)制器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種高壓脈沖調(diào)制器，尤其是涉及一種醫(yī)用直線電子加速器用固態(tài)脈沖調(diào)制器。
【背景技術(shù)】
[0002]醫(yī)用直線電子加速器是生物醫(yī)學(xué)上的一種用來(lái)對(duì)腫瘤進(jìn)行放射治療的粒子加速器裝置。微波系統(tǒng)是醫(yī)用直線電子加速器的關(guān)鍵部件之一，其性能好壞將直接影響醫(yī)用直線電子加速器的工作可靠性。微波系統(tǒng)主要包括微波傳輸器件(包括波導(dǎo)管、環(huán)行器、微波負(fù)載、模式轉(zhuǎn)換器等)、磁控管(或速調(diào)管)和高壓脈沖調(diào)制器。實(shí)際使用過(guò)程中，微波系統(tǒng)中微波傳輸器件和磁控管對(duì)醫(yī)用直線電子加速器工作的可靠性影響比較小，而影響醫(yī)用直線電子加速器運(yùn)行可靠性和運(yùn)行維護(hù)成本的最大是為磁控管提供高壓脈沖的高壓脈沖調(diào)制器。高壓脈沖調(diào)制器主要由電源部分、能量?jī)?chǔ)存部分和脈沖形成部分組成，常用的能量?jī)?chǔ)存部分為電容器或人工線(也稱(chēng)仿真線)。實(shí)際使用時(shí)，通過(guò)連接于電源部分與能量?jī)?chǔ)存部分之間的充電系統(tǒng)進(jìn)行充電，現(xiàn)如今醫(yī)用直線電子加速器所采用高壓脈沖調(diào)制器的充電系統(tǒng)主要包括高壓直流電源、RLC諧振充電電路和De-Q電路，其中De-Q電路的作用是穩(wěn)定仿真線上的充電電壓，從而達(dá)到穩(wěn)定調(diào)制器輸出的高壓脈沖，進(jìn)而達(dá)到穩(wěn)定劑量率的目的。上述充電系統(tǒng)中，高壓直流電源又包括調(diào)壓變壓器、高壓變壓器和高壓整流二極管；而RLC諧振充電電路又包括儲(chǔ)能電容、充電電感和充電控制器件(如高壓二極管)。
[0003]采用上述由高壓直流電源、RLC諧振充電電路與De-Q電路組成的充電系統(tǒng)的高壓脈沖調(diào)制器，主要存在以下隱患:第一、快速切換工作頻率困難；在快速切換工作頻率時(shí)容易出現(xiàn)過(guò)流故障，工作方式單一；第二、抗打火能力不高:磁控管的工作特性表明磁控管在工作過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)打火現(xiàn)象，出現(xiàn)打火后，高壓脈沖調(diào)制器的保護(hù)電路會(huì)根據(jù)打火的嚴(yán)重情況來(lái)控制高壓脈沖調(diào)制器的工作；打火嚴(yán)重程度由反峰電路上的比較電壓來(lái)確定；由于打火持續(xù)時(shí)間為幾微秒，因此通過(guò)積分電路來(lái)累積大火檢測(cè)電路所輸出的電壓，當(dāng)積分電路累積到一定數(shù)值時(shí)，反峰電路就發(fā)出過(guò)流信號(hào)；因而從工作原理看，當(dāng)調(diào)制器工作頻率發(fā)生變化時(shí)，反峰電路不能有效地保護(hù)磁控管，這樣將有可能損壞高壓脈沖調(diào)制器和磁控管；第三、穩(wěn)定性不高:由于高壓脈沖調(diào)制器的充電穩(wěn)定性越高，磁控管工作越穩(wěn)定，同時(shí)也越有利于延長(zhǎng)磁控管的工作壽命；采用De-Q電路的高壓脈沖調(diào)制器最好充電精度能達(dá)到0.4%，想達(dá)到更高的充電精度就非常困難；第四、體積比較大:由于高壓脈沖調(diào)制器中采用可調(diào)高壓直流電源，因此高壓脈沖調(diào)制器的體積比較大；第五、需要穩(wěn)壓電源:由于電網(wǎng)不可避免會(huì)波動(dòng)，電網(wǎng)波動(dòng)一般都會(huì)大約加速器使用所要求的1%，因此一般要在醫(yī)用直線電子加速器中加穩(wěn)壓電源。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種醫(yī)用直線電子加速器用固態(tài)脈沖調(diào)制器，其電路簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理且接線方便、使用效果好，能有效解決現(xiàn)有醫(yī)用加速器的脈沖調(diào)制器存在的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、體積較大、充電精度較低等問(wèn)題。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:ー種醫(yī)用直線電子加速器用固態(tài)脈沖調(diào)制器，其特征在于:包括與三相交流電源相接的穩(wěn)壓電路、與穩(wěn)壓電路相接的三相逆變電路、與三相逆變電路相接的儲(chǔ)能電路、與儲(chǔ)能電路相接且為磁控管進(jìn)行供電的脈沖變壓器、控制儲(chǔ)能電路對(duì)脈沖變壓器放電的放電開(kāi)關(guān)和對(duì)磁控管的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的磁控管監(jiān)測(cè)分機(jī)，所述放電開(kāi)關(guān)的輸入端與三相逆變電路的輸出端相接且其輸出端與脈沖變壓器相接，所述磁控管與脈沖變壓器的二次線圈輸出端相接；所述放電開(kāi)關(guān)與觸發(fā)電路相接，所述觸發(fā)電路由控制器一進(jìn)行控制且其與控制器一相接；所述磁控管監(jiān)測(cè)分機(jī)包括控制器ニ、對(duì)磁控管的燈絲電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的電壓檢測(cè)單元、對(duì)磁控管的燈絲電流進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的電流檢測(cè)單元和由控制器ニ進(jìn)行控制的告警單元，所述電壓檢測(cè)單元、電流檢測(cè)單元和告警單元均與控制器二相接；所述控制器一、控制器ニ和磁控管的燈絲均與電源模塊相接。
[0006]上述醫(yī)用直線電子加速器用固態(tài)脈沖調(diào)制器，其特征是:所述放電開(kāi)關(guān)為IGBT模塊。
[0007]上述醫(yī)用直線電子加速器用固態(tài)脈沖調(diào)制器，其特征是:所述儲(chǔ)能電路為脈沖形成網(wǎng)絡(luò)。
[0008]上述醫(yī)用直線電子加速器用固態(tài)脈沖調(diào)制器，其特征是:還包括上位機(jī)，所述控制器一和控制器ニ均與上位機(jī)相接。
[0009]上述醫(yī)用直線電子加速器用固態(tài)脈沖調(diào)制器，其特征是:所述控制器一為單片機(jī)。
[0010]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0011]1、電路簡(jiǎn)単、設(shè)計(jì)合理且接線方便，投入成本較低。
[0012]2、體積比較小，采用逆變充電技術(shù)極大減小了調(diào)制器的體積。
[0013]3、充電精度高，充電精度可以達(dá)到0.3%，有利于磁控管地穩(wěn)定運(yùn)行。
[0014]4、使用操作簡(jiǎn)便且使用效果好，采用逆變充電技術(shù)對(duì)脈沖形成線充電，調(diào)制器在最大工作頻率下可以任意切換，而不會(huì)引起過(guò)流現(xiàn)象，并且抗打火能力比較強(qiáng)，即使在調(diào)制器負(fù)載出現(xiàn)短路情況，也不會(huì)損壞調(diào)制器。同時(shí)，不需要穩(wěn)壓電源，調(diào)制器的工作電壓范圍比較寬且其在電網(wǎng)波動(dòng)為10%情況下也能夠穩(wěn)定工作。另外，本實(shí)用新型設(shè)置有磁控管監(jiān)測(cè)分機(jī)，對(duì)磁控管的燈絲電壓和燈絲電流進(jìn)行監(jiān)測(cè)，井根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)預(yù)警。
[0015]綜上所述，本實(shí)用新型電路簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理且接線方便、使用效果好，能有效解決現(xiàn)有醫(yī)用加速器的脈沖調(diào)制器存在的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、體積較大、充電精度較低等問(wèn)題。
[0016]下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)ー步的詳細(xì)描述。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型的電路原理框圖。
[0018]附圖標(biāo)記說(shuō)明:
[0019]
【權(quán)利要求】
1.ー種醫(yī)用直線電子加速器用固態(tài)脈沖調(diào)制器，其特征在于:包括與三相交流電源(I)相接的穩(wěn)壓電路(2 )、與穩(wěn)壓電路(2 )相接的三相逆變電路(3 )、與三相逆變電路(3 )相接的儲(chǔ)能電路(4)、與儲(chǔ)能電路(4)相接且為磁控管(6)進(jìn)行供電的脈沖變壓器(5)、控制儲(chǔ)能電路(4)對(duì)脈沖變壓器(5)放電的放電開(kāi)關(guān)和對(duì)磁控管(6)的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的磁控管監(jiān)測(cè)分機(jī)，所述放電開(kāi)關(guān)的輸入端與三相逆變電路(3)的輸出端相接且其輸出端與脈沖變壓器(5)相接，所述磁控管(6)與脈沖變壓器(5)的二次線圈輸出端相接；所述放電開(kāi)關(guān)與觸發(fā)電路(9)相接，所述觸發(fā)電路(9)由控制器一(10)進(jìn)行控制且其與控制器一(10)相接；所述磁控管監(jiān)測(cè)分機(jī)包括控制器ニ(11-1)、對(duì)磁控管(6)的燈絲電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的電壓檢測(cè)單元(11-2)、對(duì)磁控管(6)的燈絲電流進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的電流檢測(cè)單元(11-3)和由控制器ニ(11-1)進(jìn)行控制的告警單元(11-4)，所述電壓檢測(cè)單元(11-2)、電流檢測(cè)單元(11-3)和告警單元(11-4)均與控制器ニ(11-1)相接；所述控制器一(10)、控制器ニ(11-1)和磁控管(6)的燈絲均與電源模塊(7)相接。
2.按照權(quán)利要求1所述的醫(yī)用直線電子加速器用固態(tài)脈沖調(diào)制器，其特征在于:所述放電開(kāi)關(guān)為IGBT模塊(8)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的醫(yī)用直線電子加速器用固態(tài)脈沖調(diào)制器，其特征在于:所述儲(chǔ)能電路(4)為脈沖形成網(wǎng)絡(luò)。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的醫(yī)用直線電子加速器用固態(tài)脈沖調(diào)制器，其特征在于:還包括上位機(jī)(12)，所述控制器一(10)和控制器ニ(11-1)均與上位機(jī)(12)相接。
5.按照權(quán)利要求4所述的醫(yī)用直線電子加速器用固態(tài)脈沖調(diào)制器，其特征在于:所述控制器一(10)為單片機(jī)。
【文檔編號(hào)】H02M9/06GK203457071SQ201320534717
【公開(kāi)日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月29日
【發(fā)明者】李山川, 陳淬, 景德明 申請(qǐng)人:西北機(jī)器有限公司