本发明涉及x射线光源领域,尤其涉及一种用于高压发生器的灯丝供电电路。
背景技术:
1、高压发生器广泛应用于医疗、安检、食品和电子等行业。高压发生器内的电路主要有两部分,一部分是高压输出部分,其作用在球管的阳极端与阴极的公共端;另一部分是灯丝供电电路,其作用于球管的阴极公共端与灯丝引脚端,用于点亮球管。
2、目前,目前市面上的x射线高压发生器产品的输出电压的范围一般是20kv-200kv。高电压是x射线光源研究的重要方向,想要提高高压发生器的输出电压上限,其局限性不仅仅是倍压块电路的设计,高压射线管的灯丝供电电路设计也是重要的设计难点。
3、高压射线管的灯丝供电电路的结构已趋于成熟,因此,目前针对高压射线管的灯丝供电电路的研究多集中在其控制方式上。例如,申请号为2018109422596的中国专利提出通过设置灯丝电流闭环采样电路以提高对交流灯丝电流的采样精度,间接提高闭环增益控制精度,提高保证交流灯丝电流的精度的稳定性。再例如,申请号为2020100037266的中国专利提出的灯丝驱动电路为阴极灯丝接高压、接低压或接地均可的直流恒流驱动电路,以减小纹波和保证恒流稳定。
4、以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案,其并不必然属于本申请的现有技术,也不必然会给出技术教导;在没有明确的证据表明上述内容在本申请的申请日之前已经公开的情况下,上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供种用于高压发生器的灯丝供电电路,能够提高灯丝供电电路的绝缘能力、提高其输出电压的稳定性和负载能力。
2、为达到上述目的,本发明采用的技术方案如下:
3、一种用于高压发生器的灯丝供电电路,包括第一变压器组件,所述第一变压器组件的输入端被配置为灯丝供电电路的输入端,所述第一变压器组件的输出端与球管的输入端电连接;
4、所述第一变压器组件包括第一级变压器和第二级变压器,所述第一级变压器的初级线圈被配置为所述第一变压器组件的输入端,所述第二级变压器的次级线圈被配置为所述第一变压器组件的输出端,所述第一级变压器的次级线圈与所述第二级变压器的初级线圈电连接;
5、所述第一级变压器的变压比大于1,所述第二级变压器的变压比为1。
6、进一步地,承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合,所述第一级变压器和第二级变压器之间设置有一个或多个中间级变压器;
7、所述第一级变压器、中间级变压器和第二级变压器多个变压器中的相邻的两个变压器,前一个变压器的次级线圈与后一个变压器的初级线圈电连接;
8、所述中间级变压器的变压比不小于1且不大于所述第一级变压器的变压比。
9、进一步地,承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合,所述中间级变压器与所述第二级变压器相同;
10、所述第一级变压器、所述中间级变压器与所述第二级变压器中任意两个相邻的变压器之间的连接导线的长度相同。
11、进一步地,承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合,连接所述第二级变压器与所述球管的导线长度大于所述第一级变压器、所述中间级变压器与所述第二级变压器中任意相邻的两个变压器之间的导线长度。
12、进一步地,承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合,所述第一级变压器、中间级变压器和第二级变压器的数量均为一个;
13、连接所述第一级变压器和所述中间级变压器的导线长度为l1,连接所述中间级变压器和所述第二级变压器的导线长度为l2,连接所述第二级变压器和所述球管的导线长度为l3,l3:l2:l3=3:3:4。
14、进一步地,承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合,用于连接所述第一级变压器、中间级变压器、第二级变压器和球管的导线的总长度为la,所述第一级变压器的输出端与所述球管之间的物理距离为l0,la≤60%l0。
15、进一步地,承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合,用于连接所述第一级变压器、中间级变压器、第二级变压器和球管的导线的总长度为la,所述第一级变压器的输出端与所述球管之间的物理距离为l0,la为0.3l0或者0.4l0或者0.5l0。
16、进一步地,承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合,用于连接所述第一级变压器、第二级变压器和球管的导线的总长度为lb,所述第一级变压器的输出端与所述球管之间的物理距离为l0,lb≤80%l0。
17、进一步地,承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合,所述第一级变压器的外壳接地并且将悬浮电压引入到底;
18、所述第二级变压器的外壳不接地。
19、进一步地,承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合,所述灯丝供电电路还包括第二变压器组件和继电器,所述继电器与所述第一变压器组件的输入端或第二变压器组件的输入端电连接,所述第二变压器组件的输出端与所述球管的输入端电连接;
20、所述第二变压器组件包括至少两级变压器,所述第二变压器组件的第一级变压器的变压比大于1且与所述第一级变压器的变压比不同,所述第二变压器组件的第二级变压器的变压比为1。
21、进一步地,承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合,所述第二变压器组件的第一级变压器和第二级变压器之间设置有一个或多个中间级变压器;
22、所述第二变压器组件的中间级变压器的变压比不小于1且不大于所述第二变压器组件的第一级变压器的变压比。
23、进一步地,承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合,所述第二变压器组件中的各级变压器的位置与所述第一变压器组件种各级变压器的位置一一对应。
24、进一步地,承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合,所述第一变压器组件中的各级变压器均包括磁芯和线圈,所述磁芯采用u形铁氧体磁芯,所述线圈耐电压值为20kv;和/或,
25、用于连接所述第一变压器组件中的各级变压器的导线采用绝缘层为硅胶的耐20kv的导线。
26、本发明提供的技术方案带来的有益效果如下:
27、a.本发明通过设置第一级变压器用于将高压输入端的输入电压变比为球管工作所需的电压,通过第二级变压器传输球管工作所需的电压,能够缩短第一级变压器与球管之间的导线的长度较长,提高其绝缘性以及提高灯丝供电电路的输出电压的稳定性和负载能力;
28、b.本发明通过在第一级变压器和第二级变压器之间设置一个或多个中间级变压器,中间级变压器和第二级变压器的变压比均设置为1,能够进一步提高灯丝供电电路的绝缘性能,更稳定的输出灯丝供电电压,更好地匹配更高电压的高压发生器;
29、c.本发明通过将第一级变压器的外壳接地,将杂散的悬浮电压引入到地,更好的增加灯丝电路的绝缘性能。
1.一种用于高压发生器的灯丝供电电路,其特征在于,包括第一变压器组件,所述第一变压器组件的输入端被配置为灯丝供电电路的输入端,所述第一变压器组件的输出端与球管(4)的输入端电连接;
2.根据权利要求1所述的用于高压发生器的灯丝供电电路,其特征在于,所述第一级变压器(31)和第二级变压器(32)之间设置有一个或多个中间级变压器(33);
3.根据权利要求2所述的用于高压发生器的灯丝供电电路,其特征在于,所述中间级变压器(33)与所述第二级变压器(32)相同;
4.根据权利要求2所述的用于高压发生器的灯丝供电电路,其特征在于,连接所述第二级变压器(32)与所述球管(4)的导线长度大于所述第一级变压器(31)、所述中间级变压器(33)与所述第二级变压器(32)中任意相邻的两个变压器之间的导线长度。
5.根据权利要求2所述的用于高压发生器的灯丝供电电路,其特征在于,所述第一级变压器(31)、中间级变压器(33)和第二级变压器(32)的数量均为一个;
6.根据权利要求2所述的用于高压发生器的灯丝供电电路,其特征在于,用于连接所述第一级变压器(31)、中间级变压器(33)、第二级变压器(32)和球管(4)的导线的总长度为la,所述第一级变压器(31)的输出端与所述球管(4)之间的物理距离为l0,la≤60%l0。
7.根据权利要求4所述的用于高压发生器的灯丝供电电路,其特征在于,用于连接所述第一级变压器(31)、中间级变压器(33)、第二级变压器(32)和球管(4)的导线的总长度为la,所述第一级变压器(31)的输出端与所述球管(4)之间的物理距离为l0,la为0.3l0或者0.4l0或者0.5l0。
8.根据权利要求1所述的用于高压发生器的灯丝供电电路,其特征在于,用于连接所述第一级变压器(31)、第二级变压器(32)和球管(4)的导线的总长度为lb,所述第一级变压器(31)的输出端与所述球管(4)之间的物理距离为l0,lb≤80%l0;和/或,所述第一级变压器(31)的外壳接地并且将悬浮电压引入到底;和/或,
9.根据权利要求1所述的用于高压发生器的灯丝供电电路,其特征在于,所述灯丝供电电路还包括第二变压器组件和继电器(5),所述继电器(5)与所述第一变压器组件的输入端或第二变压器组件的输入端电连接,所述第二变压器组件的输出端与所述球管(4)的输入端电连接;
10.根据权利要求9所述的用于高压发生器的灯丝供电电路,其特征在于,所述第二变压器组件的第一级变压器和第二级变压器之间设置有一个或多个中间级变压器;
11.根据权利要求9或10所述的用于高压发生器的灯丝供电电路,其特征在于,所述第二变压器组件中的各级变压器的位置与所述第一变压器组件种各级变压器的位置一一对应。
12.根据权利要求1或2所述的用于高压发生器的灯丝供电电路,其特征在于,所述第一变压器组件中的各级变压器均包括磁芯和线圈,所述磁芯采用u形铁氧体磁芯,所述线圈耐电压值为20kv;和/或,