專利名稱：用于切換電位的切換電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于切換電位的切換電路，一種用于切換電位的方法，及一種具有這種切換電路的高壓發(fā)生器、X射線發(fā)生器和醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)。優(yōu)選地，本發(fā)明涉及一種用于對X射線發(fā)生器內(nèi)的電負(fù)載進(jìn)行放電的高壓切換電路。
背景技術(shù)：
已知使用半導(dǎo)體技術(shù)的高壓切換電路用于切換高電壓。為了能夠以相對容易受損的半導(dǎo)體來切換高壓，將這些切換電路分為幾個(gè)級，每一級僅經(jīng)受總電壓的一部分。已知幾類切換電路(短路器)。然而，它們大多數(shù)都使用多個(gè)環(huán)形磁心或復(fù)雜的輔助電源來驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體。其余的實(shí)現(xiàn)了一種主從結(jié)構(gòu)或級聯(lián)布置，在其中僅驅(qū)動(dòng)一級(主級)，其他級相繼地跟隨。
EP 2040379A2介紹了一種電路，用于服務(wù)可與電源連接的負(fù)載。該電路包括多個(gè)三端子開關(guān)和一個(gè)控制電源。三端子開關(guān)定義可連接在電源與負(fù)載之間的一系列傳導(dǎo)通路。所述三端子開關(guān)包括源極端子、漏極端子和柵極端子。該電路進(jìn)一步包括隔離電路，布置在控制電源與每一個(gè)開關(guān)的柵極端子之間。隔離電路連同控制電源和控制器一起運(yùn)行，在每一個(gè)開關(guān)的柵極端子提供隔離電壓，以使得開路開關(guān)電位不超過閉合連接所需的控制電壓。然而，這個(gè)設(shè)計(jì)相當(dāng)復(fù)雜，以至于需要具有更簡化設(shè)計(jì)的切換電路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有更簡化設(shè)計(jì)的切換電路。以根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求所述的切換電路實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的。更進(jìn)一步的有利發(fā)展是從屬權(quán)利要求的主題。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供了用于切換電位的切換電路，特別是用于對電負(fù)載(例如高壓電纜的電容性高壓負(fù)載)進(jìn)行放電的切換電路。在本說明書中，術(shù)語“高壓”指代大于4kV的電壓。所述切換電路包括多個(gè)級，每一級都包括電子開關(guān)，其優(yōu)選地是晶體管，尤其是N溝道MOSFET或IGBT。每一個(gè)電子開關(guān)都具有可借助控制端子(例如，晶體管的柵極/基極)控制的可切換通路，其中，電子開關(guān)的可切換通路串聯(lián)連接在待切換的電位之間，或者在待放電的電負(fù)載之間。在晶體管的情況下，可切換通路是漏極-源極通道或者集電極-發(fā)射極通道。更具體地，實(shí)現(xiàn)串聯(lián)布置，以使得一個(gè)晶體管的源極(或發(fā)射極)與相連晶體管的漏極(或集電極)相連接?？汕袚Q通路的串聯(lián)布置形成用于連接待切換的電位的“串聯(lián)傳導(dǎo)線路”。每一級進(jìn)一步包括能量存儲器，例如電容器或蓄電池，在各自的電子開關(guān)處于斷開狀態(tài)(高電阻可切換通路)時(shí)，所述能量存儲器被從所述級內(nèi)的可切換通路分支出來的且由橫跨斷開的可切換通路的壓降引起的電流充電。在此背景下，能量存儲器優(yōu)選地在相應(yīng)的電子開關(guān)處于斷開狀態(tài)時(shí)，僅僅以從所述級內(nèi)的可切換通路分支出來的電流充電。進(jìn)一步地，切換電路包括驅(qū)動(dòng)器級，用于通過向電子開關(guān)的控制端子提供存儲在能量存儲器中的能量來切換電子開關(guān)，以便閉合電子開關(guān)的可切換通路并至少暫時(shí)地保持閉合狀態(tài)(低電阻可切換通路)。優(yōu)選地，相同地設(shè)計(jì)每一級。這個(gè)設(shè)計(jì)提供了除了連接到相應(yīng)的電子開關(guān)的可切換通路的線路以外，無任何提供能量的電源線的級。它還提供了除了沿電子開關(guān)的可切換通路的連接以外，彼此之間無連接線的級。這個(gè)實(shí)施例提供了能夠減少必需的布線的優(yōu)點(diǎn)。無需額外的電源來提供輸入電子開關(guān)的控制端子的電力。因此，由于其自給自足、自供給的級而能夠提供自給自足、自供給的切換電路。也能夠通過這個(gè)切換電路或者具備這種切換電路的高壓發(fā)生器、X射線發(fā)生器或醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)，用切換電位的方法，來實(shí)現(xiàn)這些優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，每一級都具有光元件，例如光敏晶體管，用于啟動(dòng)電子開關(guān)的切換。由于分別將光元件集成在各級中，能夠節(jié)省用于控制電路的布線。此外，該布置實(shí)現(xiàn)了諸如高壓切換電路等高壓發(fā)生器的高壓部件與低壓控制單元的電流阻斷。
此外，可以設(shè)想每一級進(jìn)一步包括至少一個(gè)光伏元件，用于額外地對能量存儲器進(jìn)行充電。當(dāng)開啟用于驅(qū)動(dòng)光元件的光源，并導(dǎo)致能量存儲器的放電時(shí)，由光源發(fā)出的光能夠被至少一個(gè)光伏元件接收，并被提供給能量存儲器。其優(yōu)點(diǎn)在于能夠在延長的時(shí)間段內(nèi)將電流提供給電子開關(guān)的控制端子。提供一種具有多個(gè)級的高壓切換電路可以視為本發(fā)明的要旨，所述多個(gè)級全部從用于對高壓負(fù)載進(jìn)行放電的串聯(lián)傳導(dǎo)線路取得其能量。在阻斷串聯(lián)傳導(dǎo)線路的時(shí)間段期間，以稍后用于閉合串聯(lián)傳導(dǎo)線路并保持其閉合狀態(tài)的能量為各級的能量存儲器充電。


圖I示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的高壓切換電路的示意圖；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的切換電路的兩個(gè)級；圖3示出了更詳細(xì)的根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的切換電路的級；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于對電負(fù)載進(jìn)行放電的方法；及圖5示出了醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明涉及高壓切換電路，也稱為短路器，具有每一級都具有自供給特性的多個(gè)級。為每個(gè)單一級提供其自己的光敏晶體管，以使得能夠借助開啟中心光源而同時(shí)啟動(dòng)所有級，所述中心光源的光由光敏晶體管接收。圖I示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的高壓切換電路I的示意圖。切換電路I包括多個(gè)級2，其中一個(gè)級以虛線示例性地框出，它們串聯(lián)連接到待放電的高壓負(fù)載。參考標(biāo)記3標(biāo)明了橫跨級2施加的最終的高壓電位。在(結(jié)合圖5說明的)X射線高壓發(fā)生器中，存在高達(dá)140kV的電位。當(dāng)運(yùn)行X射線發(fā)生器時(shí)，需要高壓的快速切換(在μ s內(nèi))，以便降低用于待檢查病人的X射線劑量。為了實(shí)現(xiàn)具有這個(gè)量值的電壓的快速切換，必須對從高壓發(fā)生器向X射線管(其全部都是X射線發(fā)生器的部件)提供能量的電力電纜的殘余電容性負(fù)載進(jìn)行放電。能夠用高壓切換電路來實(shí)現(xiàn)它。更準(zhǔn)確地，在每一級2中提供的電子開關(guān)6從斷開狀態(tài)切換到閉合狀態(tài)，以使得切換電路2形成低電阻通路，通過該通路能夠?qū)Ω邏贺?fù)載進(jìn)行放電。由于單個(gè)半導(dǎo)體元件僅能夠切換特定的電壓，例如高達(dá)4kV，串聯(lián)布置多個(gè)級2以便在全體多個(gè)級2上相等地分割將待放電的負(fù)載的總電壓。在本說明書中，術(shù)語電子開關(guān)的“斷開狀態(tài)”指代這個(gè)電子開關(guān)的可切換通路是高電阻的，即在電子開關(guān)是晶體管的情況下，集電極-發(fā)射極通道或者漏極-源極通道是高電阻的，以使得基本上沒有電流能夠通過。相應(yīng)地，術(shù)語電子開關(guān)的“閉合狀態(tài)”指代這個(gè)電子開關(guān)的可切換通路是低電阻的，即在電子開關(guān)是晶體管的情況下，集電極-發(fā)射極通道或者漏極-源極通道是低電阻的，以使得電流能夠基本上未受阻礙地通過。能夠調(diào)整級2的數(shù)量以適應(yīng)施加到切換電路I的電壓的量值。在該情況下，待放電的電負(fù)載的電壓高達(dá)140kV，其需要45到200級，這取決于所使用的MOSFET或IGBT開關(guān)及其最大擊穿電壓。然而，本發(fā)明的范圍不局限于特定數(shù)量的級，而應(yīng)覆蓋任何數(shù)量。能夠借助在每一級2中提供的光元件4來控制每一級2的電子開關(guān)6的開關(guān)狀態(tài)，即，閉合或斷開狀態(tài)。布置使用了光敏晶體管的光元件4，以使其能夠接收從高頻光源5發(fā)出的光。光源5優(yōu)選地是多個(gè)發(fā)光二極管，但也可以是單個(gè)或幾個(gè)燈。當(dāng)X射線高壓發(fā)生 器中需要對負(fù)載進(jìn)行放電時(shí)，光源5由控制器(未不出)開啟。發(fā)出的光由光兀件4接收,該光元件又使相應(yīng)的單個(gè)級2的電子開關(guān)6開始調(diào)整其閉合狀態(tài)。通過使用光源5和光元件4，能夠同時(shí)切換所有級2。此外，這個(gè)布置能夠?qū)崿F(xiàn)X射線發(fā)生器的高壓部件(例如高壓切換電路)同與光源相關(guān)聯(lián)的控制電路的電流阻斷。圖2示出了切換電路I的兩個(gè)級2。能夠?qū)⒚恳患?分組為光元件4、優(yōu)選為晶體管的電子開關(guān)6、包括能量存儲器的高壓源7和低功率驅(qū)動(dòng)器級8。圖3更詳細(xì)地示出了切換電路I的級2。以參考標(biāo)記4、7和8標(biāo)明的虛線框指示將哪些電子部件分配給圖2所示的相應(yīng)模塊。為簡單起見，僅在一個(gè)級2中提供這些虛線框，然而，由于所有級2都是相同設(shè)計(jì)的，該指示適用于所有的級。根據(jù)圖3所示的實(shí)施例，提供N溝道MOSFET (金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)M1-M3作為每一級2中的電子開關(guān)6。然而，也能夠使用IGBT (絕緣柵雙極晶體管，例如，IXGH 25N160或IXGT 25N160)來代替MOSFET(例如，IXTH 12N120)。如同已經(jīng)提及的，串聯(lián)布置級2的M0SFETM1-M3，即，一個(gè)MOSFET (例如，M3)的源極(或者如果使用IGBT的話是集電極)與相連的MOSFET (例如，M2)的漏極相連接(或者如果使用IGBT的話是發(fā)射極)。串聯(lián)結(jié)構(gòu)最外側(cè)的MOSFET M3的漏極與正電位9相連接，正電位9例如從高壓電纜攜帶的電負(fù)載得到，與此遠(yuǎn)離的在串聯(lián)結(jié)構(gòu)末端的最外側(cè)MOSFET Ml的源極接地(例如，電纜的負(fù)電位)。串聯(lián)布置的MOSFET M1-M3從而構(gòu)成串聯(lián)傳導(dǎo)線路，用于連接待放電或切換的電纜或者任何其它負(fù)載的電位。在串聯(lián)結(jié)構(gòu)中的任意位置處，可以提供阻尼電阻Rl(例如100Ω)，其在所有MOSFET M1-M3都處于其閉合狀態(tài)的狀態(tài)下，限制流過串聯(lián)傳導(dǎo)線路的電流，以便避免MOSFET M1-M3受損。與MOSFET M1-M3并聯(lián)地提供各自的電阻RIO、R19、R28 (例如，IOOOOkQ ),以使得電阻R10、R19、R28的一個(gè)端子連接到各自的MOSFET M1-M3的漏極，電阻RIO、R19、R28的另一端子連接到各自的MOSFET M1-M3的源極。這些電阻RIO、R19、R28起到靜態(tài)對稱電阻器的作用，其在M0SFETM1-M3處于其斷開狀態(tài)時(shí)，將施加到切換電路I的高壓相等地劃分到所有級2上。在本實(shí)施例中，這是每個(gè)級2(即在任一斷開的MOSFET M1-M3的漏極與源極之間)800V的電位。
在以下的說明中，僅描述一個(gè)級2。由于級2是相同的，該說明適用于所有級2及其電子部件，即使在圖3中以不同參考標(biāo)記來標(biāo)明不同級2中的相同電子部件。連接電阻器R26 (例如，IOOOOkQ )、晶體管Q12 (NPN型晶體管)和齊納二極管D8(例如，BZX84C15L)，以使得電阻器R26的一個(gè)端子連接到MOSFET M3的漏極以及晶體管Q12的集電極。晶體管Q12的基極連接到電阻器R26的另一端子和齊納二極管D8的陰極。齊納二極管D8的陽極連接到MOSFET M3的源極。在這個(gè)結(jié)構(gòu)中，齊納二極管D8導(dǎo)致在其陰極與陽極之間的15V的電位差。施加到MOSFET M3的漏極-源極通道的剩余電位差施加到電阻器R26兩端。電阻器R26還起到限流元件的作用，用于保護(hù)齊納二極管D8。晶體管Q12的發(fā)射極與二極管D9 (例如，1N4148)的陽極相連。二極管D9的陰極經(jīng)由電阻器R24(例如，470Ω)與電容器C3 (能量存儲器)的一個(gè)端子相連。電容器C3的另一端子連接到M0SFETM3的源極。當(dāng)晶體管Q12處于其閉合狀態(tài)時(shí)(集電極-發(fā)射極低電阻)，由從MOSFETM3的漏極流經(jīng)晶體管Q12的集電極-發(fā)射極通道、二極管D9和電阻器R24的電流為電容器C3充電。為電容器C3充電越多，晶體管Q12的發(fā)射極的電位就越高，直到達(dá)到特定基 極-發(fā)射極電位差時(shí)晶體管Q12斷開其集電極-發(fā)射極通道。當(dāng)電容器C3如下所解釋地 放電時(shí)，在晶體管Q12的發(fā)射極的電位再次下降，并啟動(dòng)其集電極-發(fā)射極通道的閉合。電阻器R24起到限流元件和/或電流調(diào)整元件的作用，因?yàn)榉駝t當(dāng)電容器C3處于完全放電狀態(tài)時(shí)，初始充電電流可能會過高。二極管D9防止電容器C3經(jīng)由晶體管Q12放電。代替剛剛介紹的高壓源7的設(shè)計(jì)，也可以串聯(lián)布置類似于剛剛說明的電路的兩個(gè)電路，其中兩個(gè)電路中的每一個(gè)輸送高壓源7的電壓輸出的一半。此外，可以設(shè)想，使用降壓轉(zhuǎn)換器作為高壓源7，以代替圖3中所示的設(shè)計(jì)。也可以使用蓄電池來代替電容器C3。進(jìn)一步地，提供光敏晶體管Q9作為光元件，并將其布置為用于接收從光源5發(fā)出的光。光敏晶體管Q9的集電極經(jīng)由電阻器R20 (例如，2200Ω )連接到電容器C3與電阻器R24相連的一個(gè)端子。光敏晶體管Q9的發(fā)射極與電阻器R21 (例如，IOOk Ω )的一個(gè)端子、晶體管QlO (例如，2N5089)的基極和晶體管Qll (例如，2N4126)的基極相連。晶體管QlO是NPN型，晶體管Qll是PNP型。電阻器R21的另一端子與MOSFET M3的源極相連。由于高電阻器R21，在由光源5發(fā)出的光將光敏晶體管Q9切換到其閉合狀態(tài)的情況下，橫跨經(jīng)充電的電容器C3的電位差的一特定部分施加到晶體管QlO和Qll的基極。結(jié)果，晶體管QlO切換到其閉合狀態(tài)，晶體管Qll切換到其斷開狀態(tài)。這個(gè)布置被稱為推挽級。借助晶體管QlO的閉合集電極-發(fā)射極通道，電流能夠從電容器C3 (從與電阻器R20相連的電容器端子)流向MOSFET M3的柵極。因此，MOSFET M3切換到其閉合狀態(tài)，在其中，漏極-源極通道是低電阻的。由于同時(shí)切換所有MOSFET M1-M3，因此整個(gè)串聯(lián)傳導(dǎo)線路是低電阻的，并能夠?qū)㈦娢?接地。當(dāng)關(guān)閉光源5時(shí)，光敏晶體管Q9切換到其斷開狀態(tài)，這將晶體管QlO和Qll的基極的電位拉升到MOSFET M3的源極上的電位。結(jié)果，晶體管QlO切換到其斷開狀態(tài)，晶體管Qll切換到其閉合狀態(tài)。隨后，可以經(jīng)由電阻器R25 (例如，10 Ω MfMOSFET M3的柵極拉升到MOSFET M3的源極上的電位。另外，在MOSFET M3的柵極與MOSFET M3的源極之間提供電阻器R23 (例如，IOk Ω)，用于本領(lǐng)域中公知的臺階(Iedging)目的。柵極電阻器R22 (例如，10 Ω )連接在MOSFET M3的柵極與晶體管QlO發(fā)射極之間。柵極電阻器R22允許MOSFET導(dǎo)通速度的調(diào)整。在截止期間，與電阻器R22反向并聯(lián)的肖特基二極管D7 (例如，1N5818)對電阻器R22進(jìn)行分流，以便提高M(jìn)OSFET柵極放電的速度。根據(jù)再進(jìn)一步的實(shí)施例，除了圖3中所示的以及上述的設(shè)計(jì)以外，每一級2都可以包括光伏元件(例如，CPC 1831)，用于額外地為電容器C3充電。此外，可以使用多個(gè)光伏元件并將它們串聯(lián)布置。與電容器C3并聯(lián)地提供該單個(gè)光伏元件或者串聯(lián)的光伏元件。當(dāng)如上所述那樣開啟光源5并使電容器C3放電時(shí)，由光源5發(fā)出的光由光伏兀件接收,并提供給電容器C3。這具有能夠在延長的時(shí)間段內(nèi)將電流從電容器C3提供給M0SFETM3的柵極的效果。圖4示出了根據(jù)上述實(shí)施例的用于對電負(fù)載進(jìn)行放電的方法。由于電子開關(guān)6、Ml、M2、M3的斷開的切換通路，橫跨每一個(gè)電子開關(guān)6、Ml、M2、M3施加一特定的電位差，即在MOSFET Ml、M2、M3的漏極與源極之間，或者IGBT的集電極與發(fā)射極之間的電壓。從每一級2內(nèi)的這個(gè)可切換通路，特別是在MOSFET (或IGBT)的漏極(或集電極)處，分流出電流。這個(gè)電流輸入到每一級2的能量存儲器C1、C2、C3。為了能夠分流電流，相應(yīng)的電子開關(guān)6、M1、M2、M3必須處于斷開狀態(tài)，以便獲得用于驅(qū)動(dòng)電流流動(dòng)的電壓。當(dāng)如上述地借助光 源5啟動(dòng)切換電路的切換時(shí)，將存儲在能量存儲器Cl、C2、C3中的能量提供給電子開關(guān)6、MUM2,M3的控制端子。這使得電子開關(guān)6、M1、M2、M3的可切換通路切換到其閉合狀態(tài)，并隨后至少暫時(shí)保持該閉合狀態(tài)。圖5示意性地示出了用于產(chǎn)生合成的醫(yī)學(xué)視圖/圖像的醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)10，在其中能夠使用上述的切換電路。醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)10包括圖像獲取裝置11、數(shù)據(jù)處理單元12和顯示裝置13。例如，醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)是X射線成像系統(tǒng)，包括X射線發(fā)生器14。X射線發(fā)生器14包括X射線管19，其用于產(chǎn)生X射線輻射；和高壓發(fā)生器21，其經(jīng)由高壓電纜20向X射線管19供電。在圖5中，示意性地將X射線管19和高壓發(fā)生器21顯示為分離的裝置，然而它們也可以集成在單一的外殼中。提供工作臺15以容納待檢查的病人16。進(jìn)一步地，與X射線發(fā)生器14相對地設(shè)置X射線圖像檢測模塊17。X射線發(fā)生器14向連接到檢測模塊17和X射線發(fā)生器14 二者的數(shù)據(jù)處理單元12發(fā)送數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理單元12位于工作臺15附近。進(jìn)一步地，顯示器13布置在工作臺15附近，以便向操作X射線成像系統(tǒng)的人員顯示信息。此外，布置接口單元18以便由用戶輸入信息或命令?；旧希瑘D像檢測模塊17通過使受試者暴露于X射線輻射而產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)，其中，在數(shù)據(jù)處理單元12中進(jìn)一步處理所述圖像。應(yīng)注意，所示的實(shí)例是所謂的CT型X射線圖像獲取裝置。本發(fā)明還涉及其它類型的X射線圖像獲取裝置，例如CV型X射線圖像獲取裝置。特別地，上述切換電路適用于CV和CT應(yīng)用的雙重能量X射線系統(tǒng)和高速網(wǎng)格開關(guān)。顯然，本發(fā)明的教導(dǎo)旨在覆蓋上述實(shí)施例的任意組合。盡管在附圖和前述說明中詳細(xì)示出并介紹了本發(fā)明，但這些圖示和說明應(yīng)認(rèn)為是說明性或者示例性的，而非限制性的，其并非旨在將本發(fā)明局限于所公開的實(shí)施例。在相互不同的從屬權(quán)利要求中描述特定措施的事實(shí)并不表明不能有利地使用這些措施的組合。權(quán)利要求中的任何參考標(biāo)記都不應(yīng)解釋為對本發(fā)明的范圍的限制。
權(quán)利要求
1.一種切換電路(I)，包括 多個(gè)級(2)，每一級都包括電子開關(guān)(6、Ml、M2、M3)，所述電子開關(guān)具有能夠借助控制端子控制的可切換通路，其中，所述電子開關(guān)(6、Ml、M2、M3 )的可切換通路串聯(lián)連接在待切換的電位之間； 每一級(2)進(jìn)一步包括能量存儲器(Cl、C2、C3)，在相應(yīng)的電子開關(guān)(6、Ml、M2、M3)處于斷開狀態(tài)時(shí)，以從所述級(2)內(nèi)的可切換通路分支出來的且由橫跨斷開的可切換通路的壓降導(dǎo)致的電流為所述能量存儲器充電； 驅(qū)動(dòng)器級(8)，用于通過如下方式切換所述電子開關(guān)(6、Ml、M2、M3):向所述電子開關(guān)(6、M1、M2、M3)的控制端子提供存儲在所述能量存儲器(Cl、C2、C3)中的能量，以便閉合所述電子開關(guān)(6、M1、M2、M3)的可切換通路，并至少暫時(shí)保持閉合狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的切換電路(1)，其中，每一級(2)都進(jìn)一步包括光元件(4，Q9)，用于啟動(dòng)所述電子開關(guān)(6、Ml、M2、M3)的切換。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的切換電路(I)，其中，每一級(2)的設(shè)計(jì)相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的切換電路(1)，其中，除了沿所述電子開關(guān)(6、M1、M2、M3)的可切換通路的連接以外，所述級(2)之間沒有連接線。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的切換電路(1)，其中，每一級(2)都進(jìn)一步包括至少一個(gè)光伏元件，用于對所述能量存儲器(Cl、C2、C3)進(jìn)行額外充電。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的切換電路(1)，其中，每一級(2)都進(jìn)一步包括至少一個(gè)光伏元件，用于對所述能量存儲器(Cl、C2、C3)進(jìn)行額外充電，其中，布置所述光元件(4，Q9)和所述至少一個(gè)光伏元件，以便從適于啟動(dòng)所述電子開關(guān)(6、M1、M2、M3)的切換的光源(5)接收光。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的切換電路(1)，其中，每一級(2)都僅包括用于連接線的兩個(gè)端子，其中，在所述兩個(gè)端子之間布置所述電子開關(guān)(6、M1、M2、M3)。
8.一種用于借助切換電路來切換電位的方法，所述切換電路(I)包括多個(gè)級(2),每一級都包括電子開關(guān)(6、Ml、M2、M3)，所述電子開關(guān)具有能夠借助控制端子控制的可切換通路，其中，所述電子開關(guān)(6、Ml、M2、M3)的可切換通路串聯(lián)連接在待切換的電位之間；所述方法包括如下步驟 從每一級(2)內(nèi)的可切換通路分支出由橫跨斷開的可切換通路的壓降所導(dǎo)致的電流； 在相應(yīng)的電子開關(guān)(6、M1、M2、M3)處于斷開狀態(tài)時(shí)，以分支出來的電流為每一級(2)的能量存儲器(C1、C2、C3)充電； 向所述電子開關(guān)(6、M1、M2、M3)的控制端子提供存儲在所述能量存儲器(C1、C2、C3)中的能量，以便將所述電子開關(guān)(6、M1、M2、M3)的可切換通路切換到其閉合狀態(tài)，并至少暫時(shí)保持閉合狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，進(jìn)一步包括如下步驟借助在每一級(2)中設(shè)置的光元件(4、Q9 )啟動(dòng)所述電子開關(guān)(6、Ml、M2、M3 )的切換。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，進(jìn)一步包括如下步驟借助至少一個(gè)光伏元件對所述能量存儲器(Cl、C2、C3)進(jìn)行額外充電。
11.一種高壓發(fā)生器(21)，包括根據(jù)權(quán)利要求I所述的切換電路(I)。
12.—種X射線發(fā)生器(14)，包括根據(jù)權(quán)利要求I所述的切換電路(I)。
13. —種醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)(10)，包括根據(jù)權(quán)利要求I所述的切換電路(I)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種切換電路(1)，其用于切換電位，例如X射線發(fā)生器(14)中的電容性高壓負(fù)載。切換電路構(gòu)造為具有電子開關(guān)(6、M1-M3)的多個(gè)級(2)，其中，串聯(lián)布置不同級的電子開關(guān)，以便形成用于切換電位的串聯(lián)傳導(dǎo)線路。多個(gè)級在阻斷串聯(lián)傳導(dǎo)線路的時(shí)間段期間從串聯(lián)傳導(dǎo)線路取得能量，并為能量存儲器充電。這個(gè)存儲的能量可以用于閉合串聯(lián)傳導(dǎo)線路，并保持這個(gè)閉合狀態(tài)。進(jìn)一步地，本發(fā)明涉及用于借助切換電路對電負(fù)載進(jìn)行放電的方法，和具有這個(gè)切換電路的高壓發(fā)生器、X射線發(fā)生器和醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)。
文檔編號H03K17/567GK102823135SQ201180015467
公開日2012年12月12日 申請日期2011年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月24日
發(fā)明者H·米勒 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司