本技术涉及电子工程的领域，尤其是涉及一种可抑制过冲电压的高压发生器。
背景技术：
1、球管作为ct系统和x射线源产品的核心组件，承担着通过接收高压发生器的输出电压来产生x射线的重要任务。然而，球管在输入电压超过其极限时可能遭受严重损害，如管壁放电或击穿。因此，为确保球管正常运行，关键的一点是避免电压超过其最大承受电压。特别是在高压发生器的输出电压出现异常过冲的情况下，迅速而有效地抑制这种过冲电压至关重要。
技术实现思路
1、为了能够抑制过冲电压，避免球管受到损害，本技术提供一种可抑制过冲电压的高压发生器。
2、本技术提供的一种可抑制过冲电压的高压发生器，采用如下的技术方案：
3、一种可抑制过冲电压的高压发生器，用于为球管供给输入电压，所述可抑制过冲电压的高压发生器包括：供电单元、整流单元、电压调控单元以及采样单元，所述供电单元的输出端与所述整流单元的输入端连接，所述整流单元的输出端与所述球管连接，所述电压调控单元与所述整流单元连接，所述采样单元的输入端用于与所述球管连接，所述采样单元的输出端与所述电压调控单元连接；
4、所述采样单元用于对所述球管的正极端的电压进行采样以及对所述球管的负极端的电压进行采样，并向所述电压调控单元发送采样信号；
5、所述电压调控单元用于接收所述采样信号，并基于所述采样信号调节所述整流单元的输出电压。
6、通过采用上述技术方案，实时采样球管的输入电压的情况，并通过电压调控单元对整流单元输出电压的调节，以实现高效抑制过冲电压。具体地，采样单元将采样的电压信息转换为采样信号，并将这些信号传输给电压调控单元。电压调控单元接收采样信号，基于采样信号来调整整流单元的输出电压。如果采样信号表明电压超过安全范围，电压调控单元会迅速调低整流单元的输出电压以抑制过冲电压。
7、总体而言，本技术通过实时监测和调节电压，以及采用快速反馈机制，实现了高效抑制过冲电压的目标，确保了球管的安全运行。
8、示例性地，所述整流单元包括第一整流模块和第二整流模块，所述电压调控单元包括第一调控模块和第二调控模块，所述采样单元包括第一采样模块和第二采样模块；
9、所述第一采样模块的输入端与所述球管的正极端连接，所述第一采样模块的输出端与所述第一调控模块的输入端连接，所述第一调控模块的输出端与所述第一整流模块连接；
10、所述第二采样模块的输入端与所述球管的负极端连接，所述第二采样模块的输出端与所述第二调控模块的输入端连接，所述第二调控模块的输出端与所述第二整流模块连接；
11、所述采样信号包括第一采样信号和第二采样信号，所述第一采样模块用于对所述球管的正极端的电压进行采样并向所述第一调控模块发送所述第一采样信号，所述第二采样模块用于对所述球管的负极端的电压进行采样并向所述第二调控模块发送所述第二采样信号；
12、所述第一调控模块用于接收所述第一采样信号，并基于所述第一采样信号调节所述第一整流模块的输出电压，所述第二调控模块用于接收第二采样信号，并基于所述第二采样信号调节所述第二整流模块的输出电压；
13、所述第一整流模块用于为所述球管的正极端供给输入电压，所述第二整流模块用于为所述球管的负极端供给输入电压。
14、通过采用上述技术方案，第一整流模块独立供给正极端的输入电压，第二整流模块独立供给负极端的输入电压，第一采样模块独立采样正极端的电压，第二采样模块独立采样负极端的电压。第一采样模块和第二采样模块将采样信号传递给相应的调控模块。
15、通过将采样信号传递给调控模块，高压发生器能够实时响应电压的变化，并调整整流模块的输出电压。这确保了高压发生器对于过冲电压的快速抑制和调整。采用独立的整流模块和调控模块，高压发生器具有更高的稳定性和可靠性。如果一个模块发生故障，另一个模块仍然可以继续工作，提高了高压发生器的容错性。
16、示例性地，所述第一整流模块包括第一活动整流器和多个第一主整流器，所述第一主整流器包括第一输入端、第二输入端、第一输出端以及第二输出端，多个所述第一主整流器的第一输入端和第二输入端均与所述供电单元的输出端连接，多个所述第一主整流器依次串联连接，且在两个相邻的所述第一主整流器中，前一所述第一主整流器的第二输出端与后一所述第一主整流器的第一输出端连接，位于首位的所述第一主整流器的第一输出端形成所述第一整流模块的输出端，且与所述球管的正极端连接；
17、所述第一活动整流器包括第一输入端、第二输入端、第一输出端以及第二输出端，所述第一活动整流器的第一输入端和第二输入端均与所述供电单元连接，所述第一活动整流器的第一输出端和第二输出端之间设置有第一开关s1h和第二开关s2h，所述第一开关s1h和所述第二开关s2h串联，所述第一活动整流器的第二输出端接地，所述第一开关s1h和所述第二开关s2h之间设置有第一分路支点，位于末位的所述第一主整流器的第二输出端与所述第一分路支点连接；
18、所述第一开关s1h和所述第二开关s2h均设置有控制端，所述第一调控模块基于所述第一采样信号向所述第一开关s1h发送第一驱动信号，以控制所述第一开关s1h闭合或断开，所述第一调控模块基于所述第一采样信号向所述第二开关s2h发送第二驱动信号，以控制所述第二开关s2h闭合或断开。
19、通过采用上述技术方案，当球管正极端的电压没有超过球管的最大承受电压时，第一开关s1h闭合，第二开关s2h断开，第一活动整流器与位于末位的第一主整流器串联。球管正极端的输入电压值与第一活动整流器输出的电压值加第一整流模块所有第一主整流器输出的电压值之和相等。当第一采样模块采样到的球管正极端的电压超过球管的最大承受电压时，第一采样模块向第一开关s1h发送第一驱动信号，使得第一开关s1h断开，向第二开关s2h发送第二驱动信号，使得第二开关s2h闭合，以使得第一活动整流器与末位的第一主整流器断开，第一主整流器的第二输出端直接接地，此时球管正极端的输入电压值与第一整流模块所有第一主整流器输出的电压值之和相等，如此降低了第一整流模块的输出电压，进而降低了球管的输入电压。
20、示例性地，所述第一调控模块包括第一比较器和第一隔离驱动器，所述第一比较器包括同相输入端、反向输入端和输出端，所述第一隔离驱动器包括第一接收端、第二接收端、第一发送端和第二发送端；
21、所述第一比较器的同相输入端预设有第一门限电压，所述第一比较器的反向输入端与所述第一采样模块连接，用于接收第一采样信号；
22、所述第一隔离驱动器的第一接收端与所述第一比较器的输出端通过逻辑非门连接，所述第一隔离驱动器的第一发送端与所述第一开关s1h的控制端连接，所述第一隔离驱动器的第二接收端与所述第一比较器的输出端通过逻辑缓冲器连接,所述第一隔离驱动器的第二发送端与所述第二开关s2h的控制端连接；
23、所述第一比较器比较所述第一采样信号和所述第一门限电压，基于比较结果向所述逻辑与门和所述逻辑缓冲器发送第一原边信号，所述第一原边信号经所述逻辑与门后转变为所述第一驱动信号，所述第一隔离驱动器的第一接收端接收所述逻辑与门发出的第一驱动信号，所述第一驱动信号经过所述第一隔离驱动器隔离处理后从所述第一隔离驱动器的第一发送端发出，所述第一驱动信号用于驱动所述第一开关s1h；
24、所述第一原边信号经所述逻辑缓存器后转变为第二驱动信号，所述第一隔离驱动器的第二接收端接收所述逻辑缓存器发出的第二驱动信号，所述第二驱动信号经过所述第一隔离驱动器隔离处理后从所述第一隔离驱动器的第二发送端发出，所述第二驱动信号用于驱动所述第二开关s2h。
25、通过采用上述技术方案，第一开关s1h和第二开关s2h不能同时断开或闭合，当球管输入电压正常时，第一开关s1h闭合，第二开关s2h断开，当球管输入电压超出最大承受电压时，第一开关s1h断开，第二开关s2h闭合。本技术通过将第一比较器比较后输出的第一原边信号经过逻辑非门后转化成第一驱动信号，经过逻辑缓存器后转换为第二驱动信号，使得第一驱动信号和第二驱动信号变为互补信号，以对第一开关s1h和第二开关s2h实现控制。
26、示例性地，所述第二整流模块包括第二活动整流器和多个第二主整流器，所述第二主整流器包括第一输入端、第二输入端、第一输出端以及第二输出端，多个所述第二主整流器的第一输入端和第二输入端均与所述供电单元的输出端连接，多个所述第二主整流器依次串联连接，且在两个相邻的所述第二主整流器中，前一所述第二主整流器的第一输出端与后一所述第二主整流器的第二输出端连接，位于首位的所述第二主整流器的第二输出端形成所述第二整流模块的输出端，且与所述球管的负极端连接；
27、所述第二活动整流器包括第一输入端、第二输入端、第一输出端以及第二输出端，所述第二活动整流器的第一输入端和第二输入端均与所述供电单元连接，所述第二活动整流器的第一输出端和第二输出端之间设置有第三开关s1l和第四开关s2l，所述第三开关s1l和所述第四开关s2l串联，所述第二活动整流器的第一输出端接地，所述第三开关s1l和所述第四开关s2l之间设置有第二分路支点，位于末位的所述第二主整流器的第一输出端与所述第二分路支点连接；
28、所述第三开关s1l和所述第四开关s2l均设置有控制端，所述第二调控模块基于所述第二采样信号向所述第三开关sil发送第三驱动信号，以控制所述第三开关sil闭合或断开，所述第二调控模块(32)基于所述第二采样信号向所述第四开关s2l发送第四驱动信号，以控制所述第四开关s2l闭合或断开。
29、通过采用上述技术方案，当球管负极端的电压没有超过球管的最大承受电压时，第四开关s2l闭合，第三开关s1l断开，第二活动整流器与位于末位的第二整流器串联，球管负极端的输入电压值与第二活动整流器输出的电压值加第二整流模块所有第二整流器输出的电压值之和相等。当第二采样模块采样到的球管负极端的电压超过球管的最大承受电压时，第二采样模块向第四开关s2l发送第四驱动信号，使得第四开关s2l断开，向第三开关s1l发送第三驱动信号，使得第三开关s1l闭合，以使得第二活动整流器与末位的第二整流器断开，第二整流器的第一输出端直接接地。此时球管负极端的输入电压值与第二整流模块所有第二整流器输出的电压值之和相等，如此降低了第二整流模块的输出电压，进而降低了球管的输入电压。
30、示例性地，所述第二调控模块包括第二比较器和第二隔离驱动器，所述第二比较器包括同相输入端、反向输入端和输出端，所述第二隔离驱动器包括第一接收端、第二接收端、第一发送端和第二发送端；
31、所述第二比较器的同相输入端预设有第二门限电压，所述第二比较器的反向输入端与第二采样模块连接，用于接收第二采样信号；
32、所述第二隔离驱动器的第一接收端与所述第二比较器的输出端通过逻辑非门连接，所述第二隔离驱动器的第一发送端与所述第四开关s2l的控制端连接，所述第二隔离驱动器的第二接收端与所述第二比较器的输出端通过逻辑缓冲器连接,所述第二隔离驱动器的第二发送端与所述第三开关s1l的控制端连接；
33、所述第二比较器比较所述第二采样信号和所述第二门限电压，基于比较结果向所述逻辑与门和所述逻辑缓冲器发送第二原边信号，所述第二原边信号经所述逻辑与门后转变为第四驱动信号，所述第二隔离驱动器的第一接收端接收所述逻辑与门发出的第四驱动信号，所述第四驱动信号经过所述第二隔离驱动器隔离处理后从所述第二隔离驱动器的第一发送端发出，所述第四驱动信号用于驱动所述第四开关s2l；
34、所述第二原边信号经所述逻辑缓存器后转变为第三驱动信号，所述第二隔离驱动器的第二接收端接收所述逻辑缓存器发出的第三驱动信号，所述第三驱动信号经过所述第二隔离驱动器隔离处理后从所述第二隔离驱动器的第二发送端发出，所述第三驱动信号用于驱动所述第三开关。
35、通过采用上述技术方案，第三开关s1l和第四开关s2l不能同时断开或闭合，当球管输入电压正常时，第四开关s2l闭合，第三开关s1l断开，当球管输入电压超出最大承受电压时，第四开关s2l断开，第三开关s1l闭合。本技术通过将第二比较器比较后输出的第二原边信号经过逻辑非门后转化成第四驱动信号，经过逻辑缓存器后转换为第三驱动信号，使得第三驱动信号和第四驱动信号变为互补信号，以对第三开关s1l和第四开关s2l实现控制。示例性地，所述第一采样模块包括多个第一采样电阻r1，多个所述第一采样电阻r1串联连接，位于首位的所述第一采样电阻r1与所述球管的正极端连接，位于末位的所述第一采样电阻r1接地，且位于末位的所述第一采样电阻r1的正极端设置有第一采样信号输出点，所述第一采样信号输出点与所述第一调控模块的输入端连接，用于向所述第一调控模块发送第一采样信号。
36、通过采用上述技术方案，使用多个第一采样电阻r1，可以将高电压分布到各个第一采样电阻r1上，减小每个第一采样电阻r1上的电压，以降低对第一采样电阻r1的电压容忍度的要求，提高电路的安全性。且，通过对位于末位的所述第一采样电阻r1正极端的电压进行采样，还可以间接地获取球管正极端的输入电压。
37、示例性地，所述第二采样模块包括多个第二采样电阻r1’，多个所述第二采样电阻r1’串联连接，位于首位的所述第二采样电阻r1’与所述球管的负极端连接，位于末位的所述第二采样电阻r1’接地，且位于末位的所述第二采样电阻r1’的正极端设置有第二采样信号输出点，所述第二采样信号输出点与所述第二调控模块的输入端连接，用于向所述第二调控模块发送第二采样信号。
38、通过采用上述技术方案，使用多个第二采样电阻r1’，可以将球管负极端的高电压分布到各个第二采样电阻r1’上，减小每个第二采样电阻r1’上的电压，以降低对第二采样电阻r1’的电压容忍度的要求，提高电路的安全性。且，通过对位于末位的所述第二采样电阻r1’正极端的电压进行采样，还可以间接地获取球管负极端的输入电压。
39、示例性地，所述供电单元包括直流电源、逆变器以及变压器，所述直流电源的输出端与所述逆变器的输入端连接，所述逆变器的输出端与所述变压器的输入端连接，所述变压器的输出端形成所述供电单元的输出端，并与所述整流单元连接。
40、通过采用上述技术方案，直流电源能够提供稳定的直流电，而逆变器则能够将直流电转换为高频方波。高频方波在变压器中能够有效地进行电压调节和变换，提高了整个能量转换的效率。
41、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
42、1、通过实时采样球管的输入电压的情况，并通过电压调控单元实现对整流单元输出电压的调节，从而高效抑制过冲电压。具体地，采样单元将采样的电压信息转换为采样信号，并将这些信号传输给电压调控单元。电压调控单元接收采样信号，基于采样信号来调整整流单元的输出电压。如果采样信号表明电压超过安全范围，电压调控单元会迅速调低整流单元的输出电压以抑制过冲电压。
43、2、通过控制第一开关s1h和第二开关s2h，使得球管正极端的电压没有超过球管的最大承受电压时，第一活动整流器与末位的第一主整流器串联，球管正极端的电压超过球管的最大承受电压时，第一活动整流器与末位的第一主整流器断开，以降低了第一整流模块的输出电压，进而降低球管的输入电压。
44、3、通过控制第三开关s1l和第四开关s2l，使得球管负极端的电压没有超过球管的最大承受电压时，第二活动整流器与末位的第二主整流器串联，球管负极端的电压超过球管的最大承受电压时，第二活动整流器与末位的第二主整流器断开，以降低了第二整流模块的输出电压，进而降低球管的输入电压。
1.一种可抑制过冲电压的高压发生器，其特征在于，用于为球管供给输入电压，所述可抑制过冲电压的高压发生器包括：供电单元(1)、整流单元(2)、电压调控单元(3)以及采样单元(4)，所述供电单元(1)的输出端与所述整流单元(2)的输入端连接，所述整流单元(2)的输出端与所述球管连接，所述电压调控单元(3)与所述整流单元(2)连接，所述采样单元(4)的输入端用于与所述球管连接，所述采样单元(4)的输出端与所述电压调控单元(3)连接；
2.根据权利要求1所述的可抑制过冲电压的高压发生器，其特征在于，所述整流单元(2)包括第一整流模块(21)和第二整流模块(22)，所述电压调控单元(3)包括第一调控模块(31)和第二调控模块(32)，所述采样单元(4)包括第一采样模块(41)和第二采样模块(42)；
3.根据权利要求2所述的可抑制过冲电压的高压发生器，其特征在于，所述第一整流模块(21)包括第一活动整流器(212)和多个第一主整流器(211)，所述第一主整流器(211)包括第一输入端、第二输入端、第一输出端以及第二输出端，多个所述第一主整流器(211)的第一输入端和第二输入端均与所述供电单元(1)的输出端连接，多个所述第一主整流器(211)依次串联连接，且在两个相邻的所述第一主整流器(211)中，前一所述第一主整流器(211)的第二输出端与后一所述第一主整流器(211)的第一输出端连接，位于首位的所述第一主整流器(211)的第一输出端形成所述第一整流模块(21)的输出端，且与所述球管的正极端连接；
4.根据权利要求3所述的可抑制过冲电压的高压发生器，其特征在于，所述第一调控模块(31)包括第一比较器(311)和第一隔离驱动器(312)，所述第一比较器(311)包括同相输入端、反向输入端和输出端，所述第一隔离驱动器(312)包括第一接收端、第二接收端、第一发送端和第二发送端；
5.根据权利要求2所述的可抑制过冲电压的高压发生器，其特征在于，所述第二整流模块(22)包括第二活动整流器(222)和多个第二主整流器(221)，所述第二主整流器(221)包括第一输入端、第二输入端、第一输出端以及第二输出端，多个所述第二主整流器(221)的第一输入端和第二输入端均与所述供电单元(1)的输出端连接，多个所述第二主整流器(221)依次串联连接，且在两个相邻的所述第二主整流器(221)中，前一所述第二主整流器(221)的第一输出端与后一所述第二主整流器(221)的第二输出端连接，位于首位的所述第二主整流器(221)的第二输出端形成所述第二整流模块(22)的输出端，且与所述球管的负极端连接；
6.根据权利要求5所述的可抑制过冲电压的高压发生器，其特征在于，所述第二调控模块(32)包括第二比较器(321)和第二隔离驱动器(322)，所述第二比较器(321)包括同相输入端、反向输入端和输出端，所述第二隔离驱动器(322)包括第一接收端、第二接收端、第一发送端和第二发送端；
7.根据权利要求2所述的可抑制过冲电压的高压发生器，其特征在于，所述第一采样模块(41)包括多个第一采样电阻r1，多个所述第一采样电阻r1串联连接，位于首位的所述第一采样电阻r1与所述球管的正极端连接，位于末位的所述第一采样电阻r1接地，且位于末位的所述第一采样电阻r1的正极端设置有第一采样信号输出点，所述第一采样信号输出点与所述第一调控模块(31)的输入端连接，用于向所述第一调控模块(31)发送第一采样信号。
8.根据权利要求2所述的可抑制过冲电压的高压发生器，其特征在于，所述第二采样模块(42)包括多个第二采样电阻r1’，多个所述第二采样电阻r1’串联连接，位于首位的所述第二采样电阻r1’与所述球管的负极端连接，位于末位的所述第二采样电阻r1’接地，且位于末位的所述第二采样电阻r1’的正极端设置有第二采样信号输出点，所述第二采样信号输出点与所述第二调控模块(32)的输入端连接，用于向所述第二调控模块(32)发送第二采样信号。
9.根据权利要求1所述的可抑制过冲电压的高压发生器，其特征在于，所述供电单元(1)包括直流电源(11)、逆变器(12)以及变压器(13)，所述直流电源(11)的输出端与所述逆变器(12)的输入端连接，所述逆变器(12)的输出端与所述变压器(13)的输入端连接，所述变压器(13)的输出端形成所述供电单元(1)的输出端，并与所述整流单元(2)连接。
