[发明专利]一种基于激光供能技术的X射线灯丝电源装置

权利要求书

1.一种基于激光供能技术的X射线灯丝电源装置，其特征在于：包括上位机、第一激光发射模块、第二激光发射模块、第一供能光纤、第二供能光纤、CPLD模块、第一光电转换模块、第二光电转换模块、DC/DC电源模块、测量电源模块、灯丝电压电流测量模块、电压测量传输光纤、电流测量传输光纤、光纤接收模块、高压油箱和灯丝；所述第一光电转换模块、第二光电转换模块、DC/DC电源模块、测量电源模块、灯丝电压电流测量模块设置在所述高压油箱内，用来实现绝缘、密封和散热；所述第一光电转换模块、第二光电转换模块、DC/DC电源模块、测量电源模块均添加散热片，固定在高压油箱侧壁；上位机负责控制激光发射模块和处理测量的灯丝电压电流数据；

激光发射模块接通电源后产生激光，并将激光耦合到供能光纤中；两个激光发射模块各自发射的激光功率不等，其中第一激光发射模块产生的激光经过光电转换用来给灯丝供电，其大小通过激光发射模块自带的触摸屏直接设置或上位机发送指令进行调节，第二激光发射模块产生的激光经过光电转换模用来给灯丝电压电流测量模块供电；第一激光发射模块产生的激光通过供能光纤传输至第一光电转换模块后，激光转换为电能，再经过DC/DC电源模块稳压后输出，用来给灯丝供电；第二激光发射模块产生的激光通过供能光纤传输至第二光电转换模块后，激光转换为电能，再经过测量电源模块稳压后给灯丝电压电流测量模块供电，灯丝电压电流测量模块测量得到的电压和电流信号通过光纤分别传输给光纤接收模块，光纤接收模块将光信号转换成脉冲频率信号经过CPLD模块处理之后，将数据发送给上位机，上位机计算出灯丝工作时的功率大小，判断灯丝的工作状态并根据灯丝工作情况发送指令调节第一激光发射模块的发射功率，从而实现了灯丝功率的闭环调节。

2.根据权利要求1所述的基于激光供能技术的X射线灯丝电源装置，其特征在于：所述第一激光发射模块为直接半导体激光器及其相应的控制触摸屏，能够产生数瓦至数十瓦级，激光器输出激光功率大小通过触摸屏直接设置或上位机发送指令调整，从而满足实际工作情况中对不同功率的需求；所述直接半导体激光器的波长范围为915nm至950nm。

3.根据权利要求1所述的基于激光供能技术的X射线灯丝电源装置，其特征在于：所述第二激光发射模块为半导体激光器，能够产生固定功率的激光；所述半导体激光器的波长范围为915nm至950nm。

4.根据权利要求2所述的基于激光供能技术的X射线灯丝电源装置，其特征在于：所述第一激光发射模块和第二激光发射模块安装在散热片上，同时放置于带有空调的环境中，保证激光器工作在最佳状态，增加半导体激光器的寿命，提高可靠性。

5.根据权利要求1所述的基于激光供能技术的X射线灯丝电源装置，其特征在于：所述供能光纤要求光纤应柔软易弯曲，可控制光束传播方向，且有较高传输效率和较低传输损耗，同时输出能量稳定。

6.根据权利要求1所述的基于激光供能技术的X射线灯丝电源装置，其特征在于：所述第一光电转换模块和第二光电转换模块均由光伏电池组成，通过串联、并联、串并联的方式来满足对大功率的需求，同时在每个光伏电池组件正负极两端并联设置旁路二极管，减少个别光伏电池故障带来的影响；所述光伏电池为砷化镓电池或铟镓砷电池。

7.根据权利要求1所述的基于激光供能技术的X射线灯丝电源装置，其特征在于：所述第一光电转换模块和第二光电转换模块浸入绝缘油中，利用绝缘油绝缘性能的同时，能够进一步散热。

8.根据权利要求1所述的基于激光供能技术的X射线灯丝电源装置，其特征在于：所述DC/DC电源模块为效率在90％以上，纹波小于50mV的开关电源。

9.根据权利要求1所述的基于激光供能技术的X射线灯丝电源装置，其特征在于：所述灯丝电压电流测量模块包括电压频率转换器和光纤发送器，光纤发送器将电信号转换成光信号，光信号在光纤中传输，其中光信号在电压测量传输光纤和电流测量传输光纤中独立传输。