[发明专利]梯度功率放大器

说明书

本申请涉及一种梯度功率放大器，包括PWM序列产生器和H桥电路对，H桥电路对包括结构相同的第一组H桥和第二组H桥，第一组H桥包括结构相同的第一半桥和第二半桥，各个半桥并联后的一端用于接入母线电压，另一端接地，第一组H桥的第一半桥包括偶数个依次串联的开关管，开关管的控制端连接PWM序列产生器，第二组H桥的结构与第一组H桥的结构相同，各个半桥的电路中点分别连接负载的两端，第二组H桥接入的PWM序列为根据第一组H桥接入的PWM序列移相得到。上述梯度功率放大器，可以等效实现开关管频率的多倍频的技术，提高了梯度功率放大器的功率和开关管等效开关频率，减少了纹波电流，提高了梯度功率放大器的使用可靠性。

技术领域

本申请涉及电子设备技术领域，特别是涉及一种梯度功率放大器。

背景技术

磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)技术集现代电磁学、原子物理学、量子力学、生物化学以及现代数字信号处理技术于一身，是现代科技高度发展和人类社会高度文明的集中体现之一。相对于其它医学成像方法而言，磁共振成像具有高速、高分辨率、多参数多对比度、无侵入伤害、无辐射等特点和优点，随着医疗水平的不断提高，核磁共振成像设备已经得到广泛应用。梯度功率放大器是磁共振成像系统的核心部件之一，随着磁共振成像技术的不断提高，系统对梯度功率放大器的性能提出了更高的要求。

传统的梯度功率放大器包括开关器件，开关器件的高开关频率对提高梯度功率放大器的功率密度等性能指标至关重要，但传统的梯度功率放大器在高压的工作电压时，开关器件很难工作在高频开关的条件下，且电压较高的器件一般都有较高的开关损耗，在高的开关损耗下，能够以足够高的频率进行开关维持精确的电流波形的时间间隔会受到限制，使传统的梯度功率放大器使用可靠性低。

发明内容

基于此，有必要针对传统的梯度功率放大器使用可靠性低的问题，提供一种梯度功率放大器。

一种梯度功率放大器，包括PWM(Pulse width modulation，脉冲宽度调制)序列产生器和H桥电路对，所述H桥电路对包括第一组H桥和第二组H桥，所述第一组H桥包括结构相同的第一半桥和第二半桥，所述第二组H桥包括结构相同的第一半桥和第二半桥，所述第一组H桥的第一半桥、所述第一组H桥的第二半桥、所述第二组H桥的第一半桥和所述第二组H桥的第二半桥并联，并联后的一端用于接入母线电压，并联后的另一端接地；

所述第一组H桥的第一半桥包括偶数个开关管，各所述开关管的输入端和输出端依次串联，串联后的一端用于接入电压，另一端接地，各所述开关管的控制端连接所述PWM序列产生器；所述第二组H桥的结构与所述第一组H桥的结构相同，所述第一组H桥的第一半桥的电路中点和所述第一组H桥的第二半桥的电路中点分别连接负载的两端，所述第二组H桥的第一半桥的电路中点和所述第二组H桥的第二半桥的电路中点分别连接负载的两端；所述第二组H桥接入的PWM序列为根据所述第一组H桥接入的PWM序列移相得到。

上述梯度功率放大器，将各个开关管通过串联的形式，组合成H桥电路，然后通过控制时序将多组H桥电路组合一起，H桥电路对包括第一组H桥和第二组H桥，第二组H桥接入的PWM序列为根据第一组H桥接入的PWM序列移相得到，可以等效实现开关管频率的多倍频的技术，拓展了开关管在高压条件下的工作范围,负载上将得到多倍频的开关电压脉冲，而每个脉冲里面有多个相邻的小高压脉冲，提高了梯度功率放大器的功率和开关管等效开关频率，提高了开关管的耐压能力，也减少了梯度功率放大器的纹波电流，提高了梯度功率放大器的使用可靠性。

附图说明

图1为一个实施例中梯度功率放大器的结构框图；

图2为一个实施例中PWM序列的产生原理图；

图3为一个实施例中PWM序列的时序逻辑图；

图4为一个实施例中梯度功率放大器的电压波形图；

图5为一个实施例中梯度功率放大器的结构图；