Page 20 - 《中国医疗器械杂志》2025年第6期

Chinese Journal of Medical Instrumentation 2025年 第49卷 第6期

研 究 与 论 著

集电极 5.7 kV 增强型隔离栅极驱动器，具有分离输出
C rms
简单的等 （
OUT 和 OUT ）以及 2.5 A 的拉电流能力和
效电路 电路符号 I C H L
5 A的灌电流能力。输入端由2.25 ~5.5 V的单电源
PNP晶体管 +
供电运行，输出侧支持的电源电压范围为15 V至
I G
G V OE
栅极 30 V。两路互补金属氧化物半导体（complementary
−
metal-oxide-semiconductor, CMOS）输入控制栅极
V GE
I E
N沟道 驱动器输出状态，76 ns的短暂传播时间保证了对
MOS管 I E =I C
E
发射极 输出级的精确控制，内置的去饱和（DESAT）故
障检测功能可识别IGBT何时处于过流状态。检测
图2 IGBT等效电路及电路符号
Fig.2 Equivalent circuit and circuit symbol of IGBT 到DESAT时，“静音”逻辑会立即阻断隔离器输
基于逆变器脉冲调制原理，将逆变电路中的 出，并启动软关断过程以禁用OUTH，并在2 μs的
开关更换为IGBT，同时加上对IGBT的驱动芯片 时间跨度内将OUTL拉至低电平。当OUTL达到
以及控制IGBT开关的反馈电路，得到如图3所示 2 V时（相对于最大负电源电势VEE2），栅极驱动
的三相H桥IGBT模块设计图。驱动芯片采用的是 器输出会被“硬”拉至VEE2电势，从而立即将
ISO5452，该芯片是一款用于IGBT和MOSFET的 IGBT关断。

16 V (门电路电源驱动)
V DC + IGBT 模块
16 V TL4318×3 TLV70450
Top 5 V 5 V
PWM1 Gate
Driver
Up to U
IS05452
1200V DC
×2 V W
PWM6 16 V
Bottom
AMC1301
Gate
Driver 电流感应
OPA320
V DC − NTC
×3
5 V TLV1117-33 3.3 V AMC1311 AMC1311 过电流保护
3.3 V (TLC372×3)
REF2033 1.65 V 接地故障保护
OPA320 OPA320
(TLC372×1)

DC输入电源 IGBT模块
PWM1 PWM6 过流监测 接地监测
监测 温度监测
MUC&主控制板
图3 三相H桥IGBT模块设计
Fig.3 Design diagram of three-phase H-bridge IGBT module

使用ISO5452驱动器接收由MCU发出的脉冲宽 成像性能最适合的参数 [17-18] 。DQE描述成像装置维
度调制指令，控制由6个IGBT构成的模块通过半桥 持从辐射野到输出数字化影像数据的信噪比的能
输出高达1 500 V 的三相交流电转换器。使用 力。在X射线成像中，辐射野中的噪声与空气比释
dc
AMC1301模块构成MCU的前向反馈、输出反馈， 动能水平是密切相关的，所以DQE值也可以描述给
以及对IGBT实施温度检测的电路。
定数字X射线摄影装置的剂量效率。作为成像装置
2 量子探测效率的测定 的量化指标，DQE可以很好地反映噪声功率谱对图
像质量的影响，如果使用同一成像装置，则可以评
2.1 测量原理 价由于某一特定干扰因素的加入对图像质量的影
量子探测效率（DQE）是描述X射线成像装置 响。因此，运用DQE评价安装、拆除逆变器前后逆

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