微焦点X射线源辅助控制电路的制作方法

本发明涉及电路控制，尤其涉及一种微焦点x射线源辅助控制电路。

背景技术：

1、为了更精确地透视产品内部细节，微焦源产品在工业检测产品中以其5um的最小焦斑，达到对产品检测细微观察的目的，而达到以上焦点的x射线产品必须有精确的控制方式。

2、在微焦x射线源产品中，需要产生x射线，需要对x射线球管进行驱动，除了需要给x射线球管阳极端提供几十kv的高压直流电平外。还需要提供准确可调的灯丝电压以便灯丝产生热量，激活电子；可调的栅极控制电压，以控制冲击阳极靶的电子束的数量，达到精确控制阳极电压的目的；以及可调的阴极电压，以控制微焦源靶点的精确度，提供更细微的靶点。

3、现有微焦源产品以日本出产为例，技术上针对阴极/栅极控制多采用功率三极管，调整输入的电压值调整范围为18v-0v，在后端的升压电路中，采用频率占空比不变的斩波电路进行斩波，经过变压器升压，然后经过二倍压整流得到栅极输出。通过功率三极管控制输入，此技术属于线性电源控制方式，此方式效率低且调整方式不够灵活。而对灯丝电压的控制，则采用固定式提供电压的方式，经过输入电压降压然后进行桥式整流，仅仅提供两种电平，限制性极大。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是现有微焦点x射线源的辅助控制电路所提供的栅极电压和阴极电压调整范围小且效率低，所提供的灯丝电压限制性较大。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种微焦点x射线源辅助控制电路，其特征在于，包括阴极驱动电路、栅极驱动电路和灯丝驱动电路；且所述阴极驱动电路、栅极驱动电路和灯丝驱动电路均包括依次连接的驱动控制模块、整流输出模块和环路调整模块；

3、所述驱动控制模块，用于基于增益电压，通过半桥推挽升压方式获取驱动电压，并将所述驱动电压传输至所述整流输出模块；

4、所述整流输出模块，用于对所述驱动电压进行整流处理，以输出工作电压；

5、所述环路调整模块，用于基于环路调整器对所述工作电压和基准电压进行对比，以获取增益电压，并将所述增益电压反馈至所述驱动控制模块；

6、其中，所述栅极驱动电路的工作电压是叠加在所述阴极驱动电路的工作电压上获取的，所述灯丝驱动电路的工作电压也是叠加在所述阴极驱动电路输出的工作电压上获取的。

7、优选地，所述驱动控制模块包括依次连接的pwm驱动芯片、推挽启动单元、尖峰吸收单元和变压单元；

8、所述pwm驱动芯片，用于基于所述增益电压输出推挽pwm驱动信号；

9、所述推挽启动单元，用于通过推挽方式对所述推挽pwm驱动信号进行放大，得到推挽放大信号；

10、所述尖峰吸收单元，用于对所述推挽放大信号中尖峰进行吸收；

11、所述变压单元，用于对所述推挽放大信号进行升压处理得到驱动电压，并将所述驱动电压传输给所述整流输出模块。

12、优选地，所述驱动控制模块还包括连接于所述pwm驱动芯片和所述推挽启动单元之间的尖峰抑制单元，所述尖峰抑制单元用于对所述推挽pwm驱动信号中的信号尖峰进行抑制。

13、优选地，所述阴极驱动电路的环路调整模块包括第一类环路调整单元；

14、所述第一类环路调整单元用于基于环路调整器对所述阴极驱动电路输出的工作电压和阴极基准电压进行对比，以获取阴极增益电压，并将所述阴极增益电压传输给所述阴极驱动电路的驱动控制模块。

15、优选地，所述栅极驱动电路的环路调整模块和所述灯丝驱动电路的环路调整模块均连接于对应驱动电路的整流输出模块输出端和所述阴极驱动电路的整流输出模块输出端之间，所述栅极驱动电路和所述灯丝驱动电路的环路调整模块均包括第一类光电耦合单元和第二类环路调整单元；

16、所述第一类光电耦合单元用于对所述工作电压进行地线切换和增益放大获取比对电压，并将所述比对电压传输至所述第二类环路调整单元；

17、所述第二类环路调整单元用于对所述比对电压和对应基准电压进行对比，获取增益电压，并将所述增益电压传输至所述栅极驱动电路或所述灯丝驱动电路的驱动控制模块。

18、优选地，所述阴极驱动电路、栅极驱动电路和灯丝驱动电路均还包括电流采集模块、电压采集模块和微控制器，所述电流采集模块和所述电压采集模块均分别与所述整流输出模块和所述微控制器连接；

19、所述电流采集模块用于对所述整流输出模块输出的工作电流进行采集获取电流采集信号，并将所述电流采集信号传输给所述微控制器；

20、所述电压采集模块用于对所述整流输出模块输出的工作电压进行采集获取电压采集信号，并将所述电压采集信号传输给所述微控制器；

21、所述微控制器用于基于所述电流采集信号实现对工作电流的监控，并基于所述电压采集信号输出基准电压。

22、优选地，所述阴极驱动电路的电流采集模块连接于所述阴极驱动电路的整流输出模块输出端和接地端之间，所述阴极驱动电路的电流采集模块包括第一类分压保护单元，所述第一类分压保护单元包括依次并联连接的滤波电容、分压电阻和双向稳压保护二极管。

23、优选地，所述栅极驱动电路的电流采集模块和所述灯丝驱动电路的电流采集模块均连接于对应驱动电路中的整流输出模块输出端和所述阴极驱动电路的整流输出模块输出端之间，且所述栅极驱动电路的电流采集模块和所述灯丝驱动电路的电流采集模块均包括依次连接的第二类分压保护单元和第二类光电耦合单元；

24、所述第二类分压保护单元用于将所述工作电流转化为采样电压，并将所述采样电压传输至所述第二类光电耦合单元；

25、所述第二类光电耦合单元用于对所述采样电压进行地线切换和增益放大获取电流采样信号，并将所述电流采样信号传输至所述微控制器中。

26、优选地，所述阴极驱动电路的电压采集模块连接于所述阴极驱动电路的整流输出模块输出端和接地端之间，所述阴极驱动电路的电压采集模块包括第一类运放增益单元，所述第一类运放增益单元用于通过运算放大器改变所述阴极驱动电路输出工作电压的增益获取阴极电压采集信号，并将所述阴极电压采集信号传输至所述微控制器。

27、优选地，所述栅极驱动电路和所述灯丝驱动电路的电压采集模块均连接于对应所述第一类光电耦合单元输出端和接地端之间，且所述栅极驱动电路和所述灯丝驱动电路的电压采集模块均包括第二类运放增益单元；所述第二类运放增益单元用于通过运算放大器改变所述对比电压的增益获取比对电压采集信号，并将所述比对电压采集信号传输至所述微控制器。

28、与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：

29、应用本发明实施例提供的微焦点x射线源辅助控制电路，通过电压型pwm控制器实现推挽pwm驱动信号的输出，并采用开关电源半桥推挽升压方对驱动电压进行升压，采用电压采集模块对驱动电路输出的电压进行采集，并采用环路调整器将电压采集信号与微控制器输出的基准电压进行比对，获取增益电压，并将增益电压反馈至驱动控制模块，微控制器通过对基准电压的调整，实现对驱动电路输出电压的调整。即本发明微焦点x射线源辅助控制电路可以精确控制灯丝、栅极和阴极电压的输出，实现对微焦源产品的剂量输出的精确控制，且输出效率高，控制精度高，同时通过对工作电流信号的采集实现对输出信号的监控，进行具有控制灵活的优点。

30、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。