电路装置、X射线装置和计算机断层扫描仪转让专利

申请号 : CN201910327948.0

文献号 : CN110391073B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 斯特凡·瓦夫勒

申请人 : 西门子医疗有限公司

摘要 :

本发明涉及电路装置、X射线装置和计算机断层扫描仪。电路装置具有X射线管,X射线管具有阴极、阳极和具有高压变压器,高压变压器具有:至少一个初级绕组;至少一个第一次级绕组,其具有第一振荡回路,第一振荡回路具有第一漏电感和第一绕组电容,第一漏电感和第一绕组电容共同设定第一谐振频率;和至少一个第二次级绕组,其具有第二振荡回路,第二振荡回路具有第二漏电感和第二绕组电容,第二漏电感和第二绕组电容共同设定第二谐振频率,第一谐振频率和第二谐振频率一致,第一绕组电容和第二绕组电容的绝对值不同,并且其中第一漏电感和第二漏电感的绝对值不同,其中至少一个第一次级绕组与阴极电连接,至少一个第二次级绕组与阳极电连接。

权利要求 :

1.一种电路装置(30),所述电路装置具有:

-X射线管(20),所述X射线管具有阴极(21)和阳极(22),并且-高压变压器(10),所述高压变压器具有:

-至少一个初级绕组(11.1),

-至少一个第一次级绕组(12.1),所述第一次级绕组具有第一振荡回路(12.1.S),其中所述第一振荡回路(12.1.S)具有第一漏电感(Lσ1)和第一绕组电容(CW1),所述第一漏电感和第一绕组电容共同地设定第一谐振频率,和-至少一个第二次级绕组(12.2),所述第二次级绕组具有第二振荡回路(12.2.S),其中所述第二振荡回路(12.2.S)具有第二漏电感(Lσ2)和第二绕组电容(CW2),所述第二漏电感和第二绕组电容共同地设定第二谐振频率,-其中所述第一谐振频率和所述第二谐振频率一致,

-其中所述第一绕组电容(CW1)和第二绕组电容(CW2)的绝对值不同,并且-其中所述第一漏电感(Lσ1)和所述第二漏电感(Lσ2)的绝对值不同,其特征在于,

-所述至少一个第一次级绕组(12.1)与所述阴极(21)电连接,并且-所述至少一个第二次级绕组(12.2)与所述阳极(22)电连接。

2.根据权利要求1所述的电路装置(30),

其中在运行中在所述至少一个第一次级绕组(12.1)中出现第一负载电流(I1),其中在所述至少一个第二次级绕组(12.2)中出现第二负载电流(I2),其中所述第一负载电流(I1)与所述第二负载电流(I2)相差了所述高压变压器(10)的差动电流,所述差动电流与所述X射线管(20)的差动电流成比例。

3.根据权利要求1或2所述的电路装置(30),

其中所述至少一个初级绕组(11.1)形成具有第一纵轴线(11.L)的第一柱体(11.Z),其中所述至少一个第一次级绕组(12.1)和所述至少一个第二次级绕组(12.2)共同地形成具有第二纵轴线(12.L)的第二柱体(12.Z),其中所述第一纵轴线(11.L)平行于所述第二纵轴线(12.L),并且其中所述第一柱体(11.Z)相对于所述第二柱体(12.Z)沿着所述第一纵轴线(11.L)错开地设置。

4.根据权利要求1或2所述的电路装置(30),

其中所述至少一个第一次级绕组(12.1)的绕组线与所述至少一个第二次级绕组(12.2)的绕组线在下述列表中的至少一个参数方面不同:-绕组线的厚度,

-绕组线的漆包绝缘层的厚度,

-绕组线的漆包绝缘层的介电常数。

5.根据权利要求1或2所述的电路装置(30),

其中所述至少一个第一次级绕组(12.1)的第一直径(12.1.D)小于所述至少一个第二次级绕组(12.2)的第二直径(12.2.D),由此所述第一漏电感(Lσ1)小于所述第二漏电感(Lσ2)。

6.根据权利要求1或2所述的电路装置(30),

其中所述高压变压器(10)具有初级线圈本体和次级线圈本体,其中所述次级线圈本体具有第一次级线圈半部(12.1.K)和第二次级线圈半部(12.2.K),其中所述第一次级线圈半部(12.1.K)具有所述至少一个第一次级绕组(12.1),其中所述第二次级线圈半部(12.2.K)具有所述至少一个第二次级绕组(12.2),并且其中所述第一次级线圈半部(12.1.K)和所述第二次级线圈半部(12.2.K)彼此不对称地构造。

7.根据权利要求6所述的电路装置(30),

其中所述至少一个第一次级绕组(12.1)连同至少一个第一纸绝缘层(12.1.P)一起设置在所述第一次级线圈半部(12.1.K)的第一腔(12.1.C)中,其中所述至少一个第二次级绕组(12.2)连同至少一个第二纸绝缘层(12.2.P)一起设置在所述第二次级线圈半部(12.2.K)的第二腔(12.2.C)中,并且其中所述第一纸绝缘层(12.1.P)相对于所述至少一个第一次级绕组(12.1)的布置与所述第二纸绝缘层(12.2.P)相对于所述至少一个第二次级绕组(12.2)的布置不同。

8.根据权利要求6所述的电路装置(30),

其中所述至少一个第一次级绕组(12.1)设置在所述第一次级线圈半部(12.1.K)的第一腔(12.1.C)中,其中所述至少一个第二次级绕组(12.2)设置在所述第二次级线圈半部(12.2.K)的第二腔(12.2.C)中,并且其中所述第一腔(12.1.C)的第一宽度(12.1.B)大于所述第二腔(12.2.C)的第二宽度(12.2.B),由此所述第一绕组电容(CW1)大于所述第二绕组电容(CW2)。

9.根据权利要求7所述的电路装置(30),

其中所述至少一个第一次级绕组(12.1)设置在所述第一次级线圈半部(12.1.K)的第一腔(12.1.C)中,其中所述至少一个第二次级绕组(12.2)设置在所述第二次级线圈半部(12.2.K)的第二腔(12.2.C)中,并且其中所述第一腔(12.1.C)的第一宽度(12.1.B)大于所述第二腔(12.2.C)的第二宽度(12.2.B),由此所述第一绕组电容(CW1)大于所述第二绕组电容(CW2)。

10.根据权利要求1或2所述的电路装置(30),

其中所述至少一个第一次级绕组(12.1)的第一直径(12.1.D)小于所述至少一个第二次级绕组(12.2)的第二直径(12.2.D),由此所述第一漏电感(Lσ1)小于所述第二漏电感(Lσ2),和其中所述至少一个第一次级绕组(12.1)设置在所述第一次级线圈半部(12.1.K)的第一腔(12.1.C)中,其中所述至少一个第二次级绕组(12.2)设置在所述第二次级线圈半部(12.2.K)的第二腔(12.2.C)中,并且其中所述第一腔(12.1.C)的第一宽度(12.1.B)大于所述第二腔(12.2.C)的第二宽度(12.2.B),由此所述第一绕组电容(CW1)大于所述第二绕组电容(CW2)。

11.根据权利要求1或2所述的电路装置(30),

其中所述X射线管(20)具有金属中间件(23),并且其中在运行中在所述阳极(22)和所述金属中间件(23)之间出现所述X射线管(20)的差动电流。

12.根据权利要求1或2所述的电路装置(30),

其中在所述高压变压器(10)和所述X射线管(20)之间连接有至少一个振荡回路扼流圈。

13.根据权利要求1或2所述的电路装置(30),

其中在所述高压变压器(10)和所述X射线管(20)之间连接有至少一个电容器。

14.一种X射线装置(40),所述X射线装置具有:

-X射线探测器(41),和

-根据权利要求1至13中任一项所述的电路装置(30)。

15.一种计算机断层扫描仪,具有:

-根据权利要求14所述的X射线装置(40)。

说明书 :

电路装置、X射线装置和计算机断层扫描仪

技术领域

[0001] 本发明涉及一种电路装置,一种X射线装置和一种计算机断层扫描仪。

背景技术

[0002] 为了用高压供应X射线管,典型地使用高压变压器。在阴极侧上,高压变压器例如提供相对于地电势为负的高压并且在阳极侧上提供相对于地电势为正的高压。尤其地,从中得到的在X射线管的阳极和X射线管的阴极之间的高压加速从阴极发射的电子,所述电子通常击中阳极并且在此制动,由此尤其产生用于成像的X射线辐射。然而典型地,一定份额的所发射的电子在阳极上向回散射。
[0003] 向回散射的电子例如被X射线管的接地的金属中间件俘获,由此尤其在X射线管中出现差动电流。因此,X射线管尤其作为不对称的负载起作用。由于X射线管的差动电流,典型地,高压变压器在阳极侧上和在阴极侧上关于相应的负载电流不对称地承受负载。换言之,在阳极侧和阴极侧之间出现高压变压器的差动电流,所述差动电流与X射线管的差动电流成比例。典型地,因此X射线管的差动电流与高压变压器的差动电流相关。高压变压器的差动电流尤其通过如下方式形成:阳极侧上的负载电流和阴极侧上的负载电流不同,尤其是不对称的。在该情况下,典型地在高压变压器处发生电压不对称。然而,常规的高压变压器通常对称地构造,因此在常规的高压变压器处由于X射线管的差动电流会出现电压不对称。电压不对称尤其从如下方式得出:在阳极侧和阴极侧上尤其出现不同的高压。由于电压不对称,高压变压器和/或X射线管可能损坏。此外,如果高压变压器在成像时用于X射线管,成像的质量会降低。
[0004] 通常地,因此使用两个彼此独立的高压变压器,其中通过阴极侧的和阳极侧的高压的独立的调节,能够防止电压不对称。由此,制造和维护成本明显升高。因为典型地,由于有两个高压变压器,所以还必须同样多重地构建其他单元,尤其高压逆变器和/或所属的振荡回路扼流圈。
[0005] 一个替选的可能性是使用中压变压器连同在下游连接的高压级联,由此具有中压变压器、高压级联以及X射线管的电路装置的复杂性上升并且从而成本同样上升。
[0006] US 4,481,654 A公开一种高压变压器,所述高压变压器由具有一致的谐振频率的两个变压器构成。

发明内容

[0007] 本发明基于如下目的,提出一种电路装置、一种X射线装置和一种计算机断层扫描仪,其中由于不对称的负载造成的电压不对称减小。
[0008] 所述目的通过根据本发明的实施例的特征来实现。有利的设计方案在后续予以描述。
[0009] 取决于结构类型地,在电子电路或器件处于真实环境中时,会与在理想环境中的预设有偏差。如果在下文中提到一致、相应、结构相同等,那么所述表述尤其指的是电路或器件在理想环境中的定义或尺寸。在真实环境中,尽管典型地不预定电路或器件的偏差,仍然会出现所述偏差。理想环境例如能够是用于设计高压变压器的软件。
[0010] 根据本发明的电路装置具有:
[0011] -X射线管,所述X射线管具有阴极和阳极,和
[0012] -高压变压器,所述高压变压器具有:
[0013] -至少一个初级绕组,
[0014] -至少一个第一次级绕组,所述第一次级绕组具有第一振荡回路,其中第一振荡回路具有第一漏电感和第一绕组电容,所述第一漏电感和第一绕组电容共同地设定第一谐振频率,和
[0015] -至少一个第二次级绕组,所述第二次级绕组具有第二振荡回路,其中第二振荡回路具有第二漏电感和第二绕组电容,所述第二漏电感和第二绕组电容共同地设定第二谐振频率,
[0016] -其中第一谐振频率和第二谐振频率相一致,
[0017] -其中第一绕组电容和第二绕组电容的绝对值不同,并且
[0018] -其中第一漏电感和第二漏电感的绝对值不同,
[0019] 其特征在于,
[0020] -至少一个第一次级绕组与阴极电连接,并且
[0021] -至少一个第二次级绕组与阳极电连接。
[0022] 高压变压器、尤其电路装置尤其提供如下优点:不对称的负载、尤其X射线管能够利用借助于高压变压器产生的高压运行。有利地,仅借助于高压变压器就能够降低电压不对称,由此高压变压器的维护耗费有利地更低。通过降低电压不对称,优选地在成像时,如果在成像时使用高压变压器,那么能够检测具有高的图像质量的测量数据。电压不对称的降低优选在没有附加器件的条件下进行,所述附加器件典型地要补偿不对称的负载。
[0023] 高压变压器尤其是有利的,因为高压变压器典型地与呈并联电路的两个常规的对称高压变压器相比具有更高的功率密度。
[0024] 有利地,通过第一谐振频率和第二谐振频率的协调,能够将电压不对称在尤其用于产生高压的谐振转换器的工作频率范围中保持得小。
[0025] 一个实施方式提出,在至少一个第一次级绕组中出现第一负载电流,其中在至少一个第二次级绕组中出现第二负载电流,其中第一负载电流与第二负载电流相差了高压变压器的差动电流,所述差动电流与X射线管的差动电流成比例。优选地,高压变压器的差动电流、尤其第一负载电流和第二负载电流的大小设计成,使得高压变压器处的电压不对称减小。特别有利地,阴极侧的高压和阳极侧的高压的绝对值相应,优选地尽管负载不对称,尤其尽管存在X射线管的差动电流也如此。高压变压器因此优选地补偿电压不对称。有利地,高压变压器与不对称的负载、尤其X射线管相关地构成。高压变压器因此提供个体化地匹配于不对称的负载的优点。
[0026] 一个实施方式提出,至少一个初级绕组形成具有第一纵轴线的第一柱体,其中至少一个第一次级绕组和至少一个第二次级绕组共同地形成具有第二纵轴线的第二柱体,其中第一纵轴线平行于第二纵轴线并且其中第一柱体相对于第二柱体沿着第一纵轴线错开地设置。第一柱体相对于第二柱体错开地设置是尤其有利的,因为相应的构造措施能够简单地执行。有利地,借助于所述实施方式能够精确地设定漏电感。
[0027] 一个实施方式提出,至少一个第一次级绕组的绕组线与至少一个第二次级绕组的绕组线根据如下列表的至少一个参数不同:
[0028] -绕组线的厚度,
[0029] -绕组线的漆包绝缘层的厚度,
[0030] -绕组线的漆包绝缘层的介电常数。
[0031] 至少一个第一次级绕组的绕组线的实施方式与至少一个第二次级绕组的绕组线的实施方式的变化是有利的,因为所述变化能够多次执行。优选地,至少一个第一次级绕组和/或至少一个第二次级绕组能够简单地互换。有利地,借助于所述实施方式能够精确地设定绕组电容。
[0032] 一个实施方式提出,至少一个第一次级绕组的第一直径小于至少一个第二次级绕组的第二直径,由此第一漏电感小于第二漏电感。通过使用不同的直径,能够有利地减小高压变压器的尺寸。有利地,此外能够放弃用于设定电感的附加的振荡回路扼流圈与高压变压器的互连,由此节约成本和结构空间。有利地,借助于所述实施方式能够精确地设定漏电感。
[0033] 一个实施方式提出,高压变压器具有初级线圈本体和次级线圈本体,其中次级线圈本体具有第一次级线圈半部和第二次级线圈半部,其中第一次级线圈半部具有至少一个第一次级绕组,其中第二次级线圈半部具有至少一个第二次级绕组,并且其中第一次级线圈半部和第二次级线圈半部彼此不对称地构造。优选地,高压变压器能够运行不对称的负载,而无需将其他高压变压器连接到不对称的负载上。换言之,高压变压器是不对称的高压变压器,所述不对称的高压变压器构成用于不对称的负载,尤其X射线管。因为为了运行X射线管典型地仅提供高压变压器而无需其他高压变压器,成本和结构空间降低。有利地,能够确定不对称的负载、尤其X射线管的不对称的程度,其中之后优选根据不对称的程度设计高压变压器。换言之,典型地在实验室环境中,确定和/或测量不对称的程度并且随后将高压变压器匹配于不对称的负载,使得电压不对称降低。
[0034] 一个实施方式提出,至少一个第一次级绕组连同至少一个第一纸绝缘层一起设置在第一次级线圈半部的第一腔中,其中至少一个第二次级绕组连同至少一个第二纸绝缘层一起设置在第二次级线圈半部的第二腔中,并且其中第一纸绝缘层相对于至少一个次级绕组的布置不同于第二纸绝缘层相对于至少一个第二次级绕组的布置。有利地,纸绝缘层的任何布置都能够简单地匹配于不对称的负载。有利地,借助于所述实施方式能够精确地设定绕组电容。
[0035] 一个实施方式提出,至少一个第一次级绕组设置在第一次级线圈半部的第一腔中,其中至少一个第二次级绕组设置在第二次级线圈半部的第二腔中,并且其中第一腔的第一宽度大于第二腔的第二宽度,由此第一绕组电容大于第二绕组电容。所述实施方式尤其提供如下优点:所述结构措施、即改变腔的宽度,优选能够实现鲁棒的高压变压器。有利地,借助于所述实施方式能够精确地设定绕组电容。
[0036] 一个实施方式提出,至少一个第一次级绕组的第一直径小于至少一个第二次级绕组的第二直径,并且第一腔的第一宽度大于第二腔的第二宽度。有利地,第一谐振频率和第二谐振频率一致,尽管第一绕组电容和第二绕组电容以及第一漏电感和第二漏电感的绝对值不同。有利地,借助于所述实施方式,能够精确地设定绕组电容和漏电感。
[0037] 电路装置尤其提供如下优点:尤其不对称的高压变压器能够与尤其用作为不对称的负载的X射线管电连接,由此X射线管的运行能够借助于高压变压器来实现。
[0038] 一个实施方式提出,X射线管具有金属中间件,并且在阳极和金属中间件之间出现X射线管的差动电流。所述实施方式提供如下优点:尽管电子在阳极上向回散射,但高压变压器处的电压不对称表现得小。
[0039] 一个实施方式提出,至少一个振荡回路扼流圈连接在高压变压器和X射线管之间。所述实施方式尤其提供如下优点:当至少一个振荡回路扼流圈附加地设置在高压变压器之外时,高压变压器更小地构成。
[0040] 一个实施方式提出,至少一个电容器连接在高压变压器和X射线管之间。所述实施方式尤其提供如下优点:当至少一个电容器附加地设置在高压变压器之外时,高压变压器更小地构成。
[0041] 根据本发明的X射线管具有电路装置。具有高压变压器的X射线装置的生产时间有利地更短,因为典型地为了降低电压不对称仅须生产高压变压器。
[0042] 根据本发明的计算机断层扫描仪具有X射线装置。计算机断层扫描仪优选地小于具有呈并联电路的两个常规的高压变压器的常规的计算机断层扫描仪。典型地,计算机断层扫描仪可更便宜地制造,因为不对称的负载优选与不对称的高压变压器连接。

附图说明

[0043] 下面,本发明根据在附图中示出的实施例详细描述和阐述。在下面的附图描述中,带有与在相应的结构或单元第一次出现时相同的附图标记的保持基本上相同的结构和单元原则上是已知的。
[0044] 附图示出:
[0045] 图1示出第一实施例中的高压变压器的等效电路图,
[0046] 图2示出贯穿第二实施例中的高压变压器的示意横截面,
[0047] 图3示出第三实施例中的高压变压器的示意的不对称的构造,
[0048] 图4示出贯穿第四实施例中的高压变压器的示意横截面,
[0049] 图5示出第五实施例中的电路装置的方框图,以及
[0050] 图6示出第六实施例中的X射线装置。

具体实施方式

[0051] 图1示出用于X射线管20的高压变压器10的等效电路图,所述X射线管在图1中未示出。高压变压器10具有至少一个初级绕组11.1、至少一个第一次级绕组12.1和至少一个第二次级绕组12.2。高压变压器10能够具有在图1中未示出的其他元件。
[0052] 高压变压器10在等效电路图中绘制为真实的高压变压器。高压变压器10典型地是不对称的高压变压器。
[0053] 高压变压器10的等效电路图在图1中分成三个区域B1、B2、B3,其中三个区域B1、B2、B3分别由虚线围住。在三个区域B1、B2、B3中描绘至少一个初级绕组11.1、至少一个第一次级绕组12.1和至少一个第二次级绕组12.2的等效电路图。
[0054] 至少一个第一次级绕组12.1具有第一振荡回路12.1.S,其中第一振荡回路12.1.S具有第一漏电感Lσ1和第一绕组电容CW1,所述第一漏电感和第一绕组电容共同地设定第一谐振频率。
[0055] 至少一个第二次级绕组12.2具有第二振荡回路12.2.S,其中第二振荡回路12.2.S具有第二漏电感Lσ2和第二绕组电容CW2,所述第二漏电感和第二绕组电容共同地设定第二谐振频率。
[0056] 第一谐振频率和第二谐振频率一致。换言之,第一谐振频率和第二谐振频率的绝对值相对应。第一绕组电容CW1以及第二绕组电容CW2的绝对值不同并且第一漏电感Lσ1以及第二漏电感Lσ2的绝对值不同。
[0057] 在至少一个第一次级绕组12.1中出现第一负载电流I1并且在至少一个第二次级绕组12.1中出现第二负载电流I2,尤其当高压变压器10与不对称的负载连接时如此。换言之,第一负载电流I1在第一次级绕组12.1中流动并且第二负载电流I2在第二次级绕组12.2中流动。出现第一负载电流I1和/或第二负载电流I2典型地表示:高压变压器10因负载运行、尤其不对称的负载运行而承受负载。当出现第一负载电流I1时,典型地第一高压U1降落在至少一个第一次级绕组12.1上。如果出现第二负载电流I2,那么典型地第二高压U2降落在至少一个第二次级绕组12.2上。第一高压U1和第二高压U2典型为交变电压。
[0058] 如果负载是不对称的负载,例如X射线管20,那么优选地,第一高压U1与第二高压U2的绝对值一致,其中第一负载电流I1与第二负载电流I2的绝对值不同。在该情况下优选地,高压变压器10处的电压不对称由此变小,特别优选地避免高压变压器10处的电压不对称,因为第一谐振频率和第二谐振频率一致,第一绕组电容CW1和第二绕组电容CW2的绝对值不同,并且因为第一漏电感Lσ1和第二漏电感Lσ2的绝对值不同。换言之,高压变压器10优选地为不对称的高压变压器,其中在以不对称的负载、尤其以X射线管20运行时,电压不对称与如下情况相比较小:高压变压器10是常规的对称的高压变压器。
[0059] 第一负载电流I1不同于第二负载电流I2,尤其绝对值不同,相差了高压变压器10的差动电流IΔ。高压变压器10的差动电流IΔ典型地是交变电流。
[0060] 高压变压器10的差动电流IΔ与X射线管20的差动电流IΔ成比例,所述差动电流典型地是直流电流。换言之,X射线管20的差动电流IΔ与高压变压器10的差动电流IΔ相关。高压变压器10的差动电流IΔ的整流平均值和X射线管20的差动电流IΔ的绝对值例如相差0至10倍,特别有利地相差2至3倍。
[0061] 高压变压器10的差动电流IΔ典型地通过如下方式产生:第一绕组电容CW1和第二绕组电容CW2以及第一漏电感Lσ1和第二漏电感Lσ2的绝对值不同,其中第一谐振频率和第二谐振频率一致。典型地,第一漏电感Lσ1越小,第一负载电流I1就越高。替选地或附加地,第一绕组电容CW1越大,第一负载电流I1就越高,尤其当第一谐振频率和第二谐振频率一致时如此。
[0062] 在一个实施方式中,在X射线管20中出现X射线管20的差动电流IΔ。换言之,X射线管20的差动电流IΔ优选地在X射线管20中流出。特别有利地,在X射线管20的阳极20处向回散射的电子的绝对值对应于X射线管20的差动电流IΔ的绝对值。换言之,X射线管20的差动电流IΔ优选地具有在X射线管20的阳极20上向回散射的电子。电子在阳极22处的向回散射能够包括在阳极22处的回弹。X射线管20的差动电流IΔ能够包括其他电子,所述其他电子之前未射中阳极22,而是典型地直接从阴极21散射至金属中间件23。X射线管20的差动电流IΔ典型地包括小于20%的、尤其小于10%的、全部由阴极21发射的电子。
[0063] X射线管20的差动电流20能够称作为损耗电流和/或寄生电流。原则上能够考虑的是,在X射线管20的阳极22处向回散射的电子的数量改变,使得高压变压器10、尤其不对称的高压变压器具有小的电压不对称。
[0064] 通常已知的是,在技术特征方面,至少一个初级绕组11.1、至少一个第一次级绕组12.1和至少一个第二次级绕组12.2通常是类似的。因此,下面为了避免不必要的重复,优选参照至少一个第一次级绕组12.1描述技术特征,其中所述描述相应地可转用于至少一个初级绕组11.1和/或至少一个第二次级绕组12.1。
[0065] 如果至少一个第一次级绕组12.1具有第一振荡回路12.1.S,那么高压变压器10的传输特性通常对应于真实的高压变压器的传输特性。至少一个第一次级绕组12.1典型地通过如下方式具有第一振荡回路12.1.S:至少一个第一次级绕组12.1尤其如具有第一漏电感Lσ1和第一绕组电容CW1的电路那样表现。换言之,第一漏电感Lσ1和第一绕组电容CW1通常产生至少一个第一次级绕组12.1的第一振荡回路12.1.S。
[0066] 附图标记CW1、CW2、Lσ1、Lσ2同样是相应的漏电感和绕组电容的公式标记CW1、CW2、Lσ1、Lσ2。
[0067] 第一谐振频率如下计算:
[0068] f1=1/(2*π*(Lσ1*CW1)^(1/2))
[0069] 当第一谐振频率与第二谐振频率一致时,优选地满足如下方程:
[0070] Lσ1*CW1=Lσ2*CW2
[0071] 当第一绕组电容CW1的绝对值不同于第二绕组电容CW2的绝对值时,优选地满足如下方程:
[0072] CW1!=CW2
[0073] 如果第一漏电感Lσ1的绝对值不同于第二漏电感Lσ2的绝对值,那么优选满足如下方程:
[0074] Lσ1!=Lσ2
[0075] 绝对值一致或绝对值对应尤其表示,第一值等于第二值,其中所述第一值是第一非负实数,第二值是第二非负实数。换言之,这两个值相等。如果例如第一谐振频率作为第一值为100kHz并且第二谐振频率作为第二值为100kHz,那么第一值和第二值一致。
[0076] 绝对值不同尤其表示,第一值大于或小于第二值。如果例如第一绕组电容CW1作为第一值为200nF并且第二绕组电容CW2作为第二值为100nF,那么第一值和第二值不同,因为第二值大于第一值。
[0077] 图2示出高压变压器10的示意横截面。高压变压器10具有变压器芯13,其中至少一个初级绕组11.1、至少一个第一次级绕组12.1和至少一个第二次级绕组12.2根据外层缠绕(Mantelwicklung)围绕变压器芯13缠绕。典型地,根据侧面缠绕,至少一个初级绕组11.1、至少一个第一次级绕组12.1和至少一个第二次级绕组12.2围绕变压器芯13的同一支腿缠绕。替选地能够考虑的是,至少一个初级绕组11.1、至少一个第一次级绕组12.1和至少一个第二次级绕组12.2围绕变压器芯13的两个或三个不同的支腿缠绕。变压器芯13通常具有磁芯,所述磁芯由具有高导磁率的软磁材料构成。
[0078] 高压变压器10具有初级线圈本体和次级线圈本体。初级线圈本体和/或次级线圈本体典型地是非金属的,尤其由塑料构成。典型地,初级线圈本体和次级线圈本体用作为绕组11.1、12.1、12.2和变压器芯13之间的绝缘。优选地,初级线圈本体和/或次级线圈本体对漏电感Lσ1、Lσ2和绕组电容CW1、CW2有小的影响,特别有利地没有影响。高压变压器10的初级线圈本体以及其他典型的器件在图2中出于概览的原因未示出。
[0079] 次级线圈本体具有第一次级线圈半部12.1.K和第二次级线圈半部12.2.K。第一次级线圈半部12.1.K和第二次级线圈半部12.2.K能够构成为唯一的次级线圈本体的一部分或者构成为次级线圈本体的两个彼此分开的部分,如在图2中示出的那样。换言之,第一次级线圈半部12.1.K与第二次级线圈半部12.2.K在结构上分开。
[0080] 第一次级线圈半部12.1.K具有至少一个第一次级绕组12.1并且第二次级线圈半部12.2.K具有至少一个第二次级绕组12.2。初级线圈本体和次级线圈本体、尤其第一次级线圈半部12.1.K和第二次级线圈半部12.2.K典型地用作为用于分别设置的绕组11.1、12.1、12.2的保持设备。例如,至少一个第一次级绕组12.1借助于第一次级线圈半部12.1.K机械承载,而至少一个第二次级线圈12.2借助于第二次级线圈半部12.2.K机械地承载。换言之,至少一个第一次级绕组12.1围绕第一次级线圈半部12.1.K以及至少一个第二次级绕组12.2围绕第二次级线圈半部12.2.K设置和/或缠绕。
[0081] 第一次级线圈半部12.1.K和第二次级线圈半部12.2.K彼此不对称地构造。不对称的构造能够由机械措施进行和/或根据为构成绕组12.1、12.2对不同的材料的选择来获得。材料的区别典型地在于材料性质,如例如在于电导率和/或磁导率或电容。
[0082] 普遍已知的是,不对称的构造能够具有多个技术效果,例如:
[0083] -第一绕组电容CW1的变化,
[0084] -第二绕组电容CW2的变化,
[0085] -第一漏电感Lσ1的变化,
[0086] -第二漏电感Lσ2的变化,和/或
[0087] -上述技术效果的任意组合。替选地或附加地能够考虑的是,尽管存在多个技术效果,第一技术效果是主要的和/或第二技术效果、尤其在理想环境中是可忽略的。
[0088] 此外能够考虑,将不同的措施、尤其机械措施之一与为构成绕组12.1、12.2对不同材料的选择任意组合,使得第一谐振频率和第二谐振频率一致,其中第一绕组电容CW1和第二绕组电容CW2的绝对值不同,并且其中第一漏电感Lσ1和第二漏电感Lσ2的绝对值不同。
[0089] 典型地,由于第一次级线圈半部12.1.K和第二次级线圈半部12.2.K的不对称,尤其至少一个第一次级绕组12.2的空间位置不同于至少一个第二次级绕组12.2的空间位置,典型地由于机械措施而不同。至少一个第一次级绕组12.1的空间位置例如包括方位、定向、绕组高度和/或直径。例如,至少一个第一次级绕组12.1相对于变压器芯13的空间位置影响漏磁,其中漏磁典型地与第一漏电感Lσ1相关。替选地或附加地,当至少一个第一次级绕组12.1关于其自身的空间位置改变时,尤其当至少一个第一次级绕组12.1的绕组高度改变时,典型地第一绕组电容CW1改变。
[0090] 在该实施例中,至少一个第一次级绕组12.1的第一直径12.1.D小于至少一个第二次级绕组12.2的第二直径12.2.D,由此第一漏电感Lσ1小于第二漏电感Lσ2。在该情况下,通过至少一个第一次级绕组12.1造成的漏磁、尤其损耗,小于通过至少一个第二次级绕组12.2造成的漏磁。如果第一直径12.1.D不同于第二直径12.2.D,那么例如至少一个第一次级绕组12.1的空间位置关于至少一个第二次级绕组12.2的空间位置不同。
[0091] 在该实施例中,至少一个第一次级绕组12.1设置在第一次级线圈半部12.1.K的第一腔12.1.C中,其中至少一个第二次级绕组12.2设置在第二次级线圈半部12.2.K的第二腔12.2.C中,并且其中第一腔12.1.C的第一宽度12.1.B大于第二腔12.2.C的第二宽度
12.2.B,由此第一线圈电容CW1大于第二线圈电容CW2。第一腔12.1.C和第二腔12.2.C典型地作用成,使得至少一个第一次级绕组12.1相对于第一次级线圈半部12.1.K以及至少一个第二次级绕组12.2相对于第二次级线圈半部12.2.K机械地保持和/或固定。每个腔12.1.C、
12.2.C通常具有连接片,其中连接片连同次级线圈本体一起引起腔12.1.C、12.2.C的u形的轮廓。替选地或附加地,腔12.1.C、12.2.C能够具有o形的轮廓和/或在没有连接片的情况下根本不具有轮廓。
[0092] 高压变压器10具有至少一个纵轴线10.L,其中纵轴线10.L在该实施例中平行于x轴构成。第一宽度12.1.B和第二宽度12.2.B在该实施例中尤其描述腔12.1.C、12.2.C沿着x轴线的宽度。第一直径12.1.D和第二直径12.2.D在该实施例中平行于z轴。
[0093] 典型地,至少一个第一次级绕组12.1和至少一个第二次级绕组12.2具有相同数量的绕组线。尤其地,至少一个第一次级绕组12.1和至少一个第二次级绕组12.2具有多个绕组线。绕组线典型地由铜构成。
[0094] 如果第一宽度12.1.B大于第二宽度12.2.B,那么通常至少一个第一次级绕组12.1的第一绕组高度12.1.H小于至少一个第二次级绕组12.2的第二绕组高度12.2.H。如果至少一个第一次级线圈12.1的第一绕组高度12.1.H小于至少一个第二次级线圈12.2的第二绕组高度12.2.H,那么通常第一漏电感Lσ1小于第二漏电感Lσ2。通常,因此如果第一宽度12.1.B不同于第二宽度12.2.B,那么第一漏电感Lσ1和第二漏电感Lσ2不同。绕组宽度典型地与绕组高度12.1.H、12.2.H间接成比例。
[0095] 一个特别有利的实施例能够是,第一绕组电容CW1和第二绕组电容CW2以及第一漏电感Lσ1和第二漏电感Lσ2的绝对值由此不同,因为第一宽度12.1.B大于第二宽度12.2.B,并且因为第一直径12.1.D小于第二直径12.2.D。
[0096] 在另一实施例中,选择不同的材料用于构成线圈12.1、12.2。至少一个第一次级绕组12.1的绕组线与至少一个第二次级绕组12.1的绕组线在该情况下根据下述列表中的至少一个参数不同:
[0097] -绕组线的厚度,
[0098] -绕组线的漆包绝缘层的厚度,
[0099] -绕组线的漆包绝缘层的介电常数。在该情况下,选择不同的材料引起:
[0100] 第一绕组电容CW1以及第二绕组电容CW2不同。
[0101] 图3以根据不对称的构造的图表示出高压变压器10,尤其至少一个初级绕组11.1的空间位置,至少一个第一次级绕组12.1的空间位置和至少一个第二次级绕组12.2的空间位置(相对于彼此)。
[0102] 至少一个次级绕组11.1形成具有第一纵轴线11.L的第一柱体11.Z,其中至少一个第一次级绕组12.1和至少一个第二次级绕组12.2共同地形成具有第二纵轴线12.L的第二柱体12.Z。柱体的虚拟图像尤其用于如下目的,示出相对于彼此的位置。原则上,至少一个初级绕组11.1、至少一个第一次级绕组12.1和/或至少一个第二次级绕组12.2柱形地构成。
[0103] 第一纵轴线11.L平行于第二纵轴线12.L以及平行于在图3中示出的x轴构成。在该实施例中,第一纵轴线11.L与第二纵轴线12.L重合。
[0104] 第一柱体11.Z具有第一中线11.M,其中第二柱体12.Z具有第二中线12.M。第一中线11.M和第二中线12.M分别表示第一柱体11.Z或第二柱体12.Z的中部。
[0105] 第一柱体11.Z相对于第二柱体12.Z沿着第一纵轴线11.L尤其以错位Vx错开地设置。换言之,第一中线11.M沿着第一纵轴线11.L、尤其沿着x轴以错位Vx相对于第二中线12.M移动。原则上能够考虑,第一柱体11.Z相对于第二柱体沿着z轴和/或沿着y轴移动。换言之,第一柱体11.Z相对于第二柱体12.Z以错位沿任一空间方向错开地设置,由此第一柱体11.Z能够相对于第二柱体12.Z转动地设置。错位地设置能够表示,第一柱体11.Z相对于第二柱体12.Z移动离开共同的中部。
[0106] 如果第一柱体11.Z相对于第二柱体12.Z错开地设置,那么典型地,第一漏电感Lσ1与第二漏电感Lσ2绝对值不同。
[0107] 图4以示意横截面示出高压变压器10,尤其第一腔12.1.C和第二腔12.2.C。
[0108] 至少一个第一次级绕组12.1连同至少一个第一纸绝缘层12.1.P设置在第一次级线圈半部12.1.K的第一腔12.1.C中。
[0109] 至少一个第二次级绕组12.2连同至少一个第二纸绝缘层12.2.P设置在第二次级线圈半部12.2.K的第二腔12.2.C中。
[0110] 第一腔12.1.C和第二腔12.2.C具有u形的轮廓。与在图2中示出的实施例不同地,第一腔12.1.C的第一宽度12.1.B的绝对值等于第二腔12.2.C的第二宽度12.2.B。
[0111] 第一纸绝缘层12.1.P相对于至少一个第一次级绕组12.1的布置不同于第二纸绝缘层12.2.P相对于至少一个第二次级绕组12.2的布置。至少一个第一次级绕组12.1和至少一个第二次级绕组12.2具有相同数量的绕组线,其中绕组线在该实施例中分别以12个绕组层设置在第一腔12.1.C和第二腔12.2.C中。第一纸绝缘层12.1.P例如包括三个分离层,而第二纸绝缘层12.2.P包括五个分离层,由此第一绕组高度12.1.H小于第二绕组高度12.2.H。第一绕组电容CW1在该实施例中大于第二绕组电容CW2。典型地,每分离层设置的绕组层越多,则绕组电容CW1、CW2就越大。
[0112] 图5示出电路装置30的方框电路图。电路装置30具有高压变压器10和X射线管20。X射线管20具有阴极21和阳极22。至少一个第一次级绕组12.1与阴极21电连接,并且至少一个第二次级绕组12.2与阳极22电连接。在高压变压器10的输入侧上连接有电网输入电路31和逆变器电路32。逆变器电路32能够具有半桥电路和/或全桥电路。在高压变压器10和X射线管20之间在输出侧连接有整流器33。整流器33能够是倍压器整流器。典型地,整流器33在第一侧上具有高压变压器10的差动电流IΔ和/或在第二侧上具有X射线管20的差动电流IΔ。
[0113] 在该实施例中,X射线管20具有金属中间件23。X射线管20的差动电流IΔ在阳极22和金属中间件23之间出现。在该情况下,金属中间件23典型地接地,经由其,X射线管的差动电流IΔ流出。
[0114] 原则上能够考虑的是,至少一个振荡回路扼流圈连接在高压变压器10和X射线管20之间。有利地,借助于至少一个振荡回路扼流圈能够影响和/或设定第一漏电感Lσ1和/或第二漏电感Lσ2。
[0115] 在另一实施例中,至少一个电容器在高压变压器10和X射线管20之间、尤其与至少一个第一次级绕组12.1并联地和/或与至少一个第二次级绕组12.2并联地连接。
[0116] 有利地,借助于至少一个电容器能够影响和/或设定第一绕组电容CW1和第二绕组电容CW2。
[0117] 图6示出X射线装置40。X射线装置40具有电路装置30。典型地,X射线装置40除了电路装置30之外具有X射线探测器41,所述X射线探测器能够检测在阳极22上产生的X射线辐射。X射线装置40例如能够用于医学成像,尤其血管造影术检查。原则上能够考虑的是,借助于X射线装置40执行非医学成像。
[0118] 在该实施例中,X射线装置40构成为计算机断层扫描仪。计算机断层扫描仪具有患者床,围绕所述患者床典型地可转动地支承有X射线管20和X射线探测器41。原则上能够考虑的是,高压变压器10构造成,使得至少一个初级绕组11.1是固定的,而至少一个第一次级绕组12.1和至少一个第二次级绕组12.2连同X射线管20和X射线探测器41围绕患者床转动。高压变压器10尤其用于传输用于运行X射线管20和/或X射线探测器41的功率。原则上能够考虑的是,借助于高压变压器10传输数据。
[0119] 尽管本发明的细节通过优选的实施例详细说明和描述,然而本发明不局限于公开的实例并且其他变型形式能够由本领域技术人员从中导出,而不脱离本发明的保护范围。