谐振电源电路、磁共振成像系统以及变压器的制作方法

    技术2026-07-13  6


    本申请实施例涉及医疗设备,尤其涉及一种谐振电源电路、磁共振成像系统以及变压器。


    背景技术:

    1、磁共振(mr)成像系统已经广泛地应用于医疗诊断领域,磁共振系统通常具有主磁体,梯度放大器,射频放大器,梯度线圈,发射链模块,发射/接收线圈,接收链模块等,其中,发射链模块产生脉冲信号传输至发射/接收线圈,发射/接收线圈产生射频激发信号激发扫描对象产生磁共振信号,激发结束后,经过空间编码,发射/接收线圈采集磁共振信号,重建医学图像。

    2、目前可以将梯度放大器、梯度线圈组件、射频放大器、射频线圈组件都设置于磁共振成像系统的扫描室(scan room)内,因此,用于给射频放大器内的功率开关器件提供直流电能的电源电路也设置于扫描室内。但常用的供电电源电路都很难适用于磁共振成像系统的高频场景下,另外,常用的电源电路中变压器使用铁磁体物质也不适合在磁共振成像系统的强磁场环境中工作。


    技术实现思路

    1、本申请实施例提供一种谐振电源电路、磁共振成像系统以及变压器。

    2、根据本申请实施例的一方面,提供一种谐振电源电路,其设置于磁共振成像系统的扫描室内,并用于为所述磁共振成像系统的射频放大器中的开关器件供电,所述谐振电源电路包括:逆变电路、谐振变压电路和整流电路;

    3、所述逆变电路,其与所述谐振变压电路连接,用于将输入直流电转换为交流电输出给所述谐振变压电路;

    4、所述谐振变压电路,其用于将所述交流电谐振转换并变压后输出给所述整流电路;

    5、所述整流电路,其用于将所述谐振变压电路输出的交流输出电压整流为直流电压输出,为所述开关器件供电;

    6、所述谐振变压电路包括谐振电容和谐振电感,所述谐振电源电路的开关频率与串联谐振频率的比值大于1且小于第一阈值,所述串联谐振频率根据所述谐振电容和所述谐振电感确定。

    7、根据本申请实施例的一方面,提供一种磁共振成像系统,所述系统包括:

    8、主磁体,用于产生主磁场;

    9、梯度线圈组件;

    10、梯度放大器,用于激励该梯度线圈组件在选定的梯度轴上产生梯度磁场以将所述梯度磁场作用到所述主磁场;

    11、射频线圈组件;

    12、射频放大器,用于激励所述射频线圈组件产生射频信号;

    13、前述一方面的谐振电源电路,所述谐振电源电路设置于磁共振成像系统的扫描室内,并为所述射频放大器中的开关器件供电。

    14、根据本申请实施例的一方面,提供一种多层柔性电路板或印刷电路板绕组变压器,包括嵌入所述多层柔性电路板或印刷电路板的原边绕组和副边绕组,所述原边绕组和所述副边绕组分别嵌入所述多层柔性电路板或印刷电路板的不同层,构成所述原边绕组的原边线圈和构成所述副边绕组的副边线圈的中心位置重叠,所述原边线圈位于所述副边线圈的外侧且与所述副边线圈不重叠。

    15、根据本申请实施例的一方面,提供一种磁共振成像系统,包括:

    16、主磁体,用于产生主磁场;

    17、梯度线圈组件;

    18、梯度放大器,用于激励该梯度线圈组件在选定的梯度轴上产生梯度磁场以将所述梯度磁场作用到所述主磁场;

    19、射频线圈组件;

    20、射频放大器,用于激励所述射频线圈组件产生射频信号;

    21、电源电路,其设置于所述磁共振成像系统的扫描室内,为所述射频放大器或所述梯度放大器供电;

    22、前述一方面所述的多层柔性电路板或印刷电路板绕组变压器,所述多层柔性电路板或印刷电路板绕组变压器设置于所述电源电路中。

    23、本申请实施例的有益效果之一在于:通过设计谐振电源电路的参数使得其开关频率与串联谐振频率的比值大于1且小于第一阈值,由此,使得该谐振电源电路适用于磁共振成像系统扫描间的高频设备中,在开环条件下实现全负载范围的zvs模式工作,且减少由于负载变化带来的输出电压下降值,使得输出电压更加稳定。

    24、本申请实施例的有益效果之一在于:通过采用多层柔性电路板或印刷电路板绕组变压器,并将原边绕组和所述副边绕组分别嵌入所述多层柔性电路板或印刷电路板的不同层,且所述原边线圈位于所述副边线圈的外侧且与所述副边线圈不重叠,由此,可以解决传统的磁芯无法在强磁场环境中工作的问题,且在实现原边和副边良好的耦合性的同时减少了寄生电容,可以获得更好的抑制电磁干扰的效果。

    25、参照后文的说明和附图,详细公开了本申请实施例的特定实施方式,指明了本申请实施例的原理可以被采用的方式。应该理解,本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内,本申请的实施方式包括许多改变、修改和等同。



    技术特征:

    1.一种谐振电源电路,其设置于磁共振成像系统的扫描室内,并用于为所述磁共振成像系统的射频放大器中的开关器件供电,所述谐振电源电路包括:逆变电路、谐振变压电路和整流电路;

    2.根据权利要求1所述的谐振电源电路,其特征在于,所述开关频率与所述串联谐振频率的比值和所述谐振电源电路的增益值满足使所述谐振变压电路的等效输入阻抗位于感性区。

    3.根据权利要求1所述的谐振电源电路,其特征在于,所述谐振电源电路还包括与所述整流电路输出端并联的电阻和输出电容。

    4.根据权利要求1所述的谐振电源电路,其特征在于,所述谐振变压电路还包括空芯变压器,所述谐振电感独立于所述空芯变压器与所述谐振电容串联,或者所述谐振电感集成于所述空芯变压器中。

    5.根据权利要求1所述的谐振电源电路,其特征在于,所述开关频率与所述谐振频率的比值为1.06。

    6.根据权利要求4所述的谐振电源电路,其特征在于,所述空芯变压器为多层柔性电路板或印刷电路板绕组变压器,所述空芯变压器包括嵌入所述多层柔性电路板或印刷电路板的原边绕组和副边绕组。

    7.根据权利要求6所述的谐振电源电路,其特征在于,所述原边绕组和所述副边绕组分别嵌入所述多层柔性电路板或印刷电路板的不同层。

    8.根据权利要求7所述的谐振电源电路,其特征在于,所述原边绕组和所述副边绕组所在的层不相邻。

    9.根据权利要求7所述的谐振电源电路,其特征在于,构成所述原边绕组的原边线圈和构成所述副边绕组的副边线圈的中心位置重叠,所述原边线圈位于所述副边线圈的外侧且与所述副边线圈不重叠。

    10.根据权利要求8所述的谐振电源电路,其特征在于,所述原边绕组的匝数为使得所述原边绕组和所述副边绕组的匝数比例不变时的匝数的最小值。

    11.根据权利要求6所述的谐振电源电路,其特征在于,所述原边绕组包括第一线圈组和第二线圈组,所述第一线圈组和第二线圈组分别嵌入所述多层柔性电路板或印刷电路板的不同层,所述副边绕组所在层位于所述第一线圈组和所述第二线圈组各自所在层的中间。

    12.根据权利要求11所述的谐振电源电路,其特征在于,所述第一线圈组和第二线圈组分别嵌入所述多层柔性电路板或印刷电路板的顶层和底层。

    13.根据权利要求6所述的谐振电源电路,其特征在于,所述副边绕组包括至少两个线圈组,所述至少两个线圈组不位于相邻的三层中。

    14.一种磁共振成像系统,包括:

    15.一种多层柔性电路板或印刷电路板绕组变压器,包括嵌入所述多层柔性电路板或印刷电路板的原边绕组和副边绕组,其特征在于,所述原边绕组和所述副边绕组分别嵌入所述多层柔性电路板或印刷电路板的不同层,构成所述原边绕组的原边线圈和构成所述副边绕组的副边线圈的中心位置重叠,所述原边线圈位于所述副边线圈的外侧且与所述副边线圈不重叠。

    16.根据权利要求15所述的变压器,其特征在于,所述原边绕组包括第一线圈组和第二线圈组,所述第一线圈组和第二线圈组分别嵌入所述多层柔性电路板或印刷电路板的不同层,所述副边绕组所在层位于所述第一线圈组和所述第二线圈组各自所在层的中间。

    17.根据权利要求16所述的变压器,其特征在于,所述第一线圈组和第二线圈组分别嵌入所述多层柔性电路板或印刷电路板的顶层和底层。

    18.根据权利要求15所述的变压器,其特征在于,所述原边绕组和所述副边绕组所在的层不相邻。

    19.根据权利要求15所述的变压器,其特征在于,所述原边绕组的匝数为使得所述原边绕组和所述副边绕组的匝数比例不变时的匝数的最小值。

    20.根据权利要求15所述的变压器,其特征在于,所述副边绕组包括至少两个线圈组,所述至少两个线圈组不位于相邻的三层中。

    21.一种磁共振成像系统,包括:


    技术总结
    本申请实施例提供一种谐振电源电路、磁共振成像系统以及变压器,该谐振电源电路,其设置于磁共振成像系统的扫描室内,并用于为所述磁共振成像系统的射频放大器中的开关器件供电,所述谐振电源电路包括:逆变电路、谐振变压电路和整流电路;联谐振频率的比值大于1且小于第一阈值,所述串联谐振频率根据所述谐振电容和所述谐振电感确定。

    技术研发人员:孙露,陈亚楠,孙海远,贺涛,马刚
    受保护的技术使用者:通用电气精准医疗有限责任公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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