技术摘要：
本申请涉及一种梯度功率放大器系统及其并联控制方法。其中，该梯度功率放大器系统的并联控制方法包括：根据梯度功率放大器系统的目标总输出电流参数与总输出电流参数的第一差值，控制n台梯度功率放大器中的m台梯度功率放大器的输出电流的方式，其中n≥2，1≤m≤n；以及  全部
背景技术：
磁共振成像(MRI)是利用生物体磁性核在磁场中的共振特性进行成像的影像技 术。它具有无电离辐射、无损伤、高分辨率、高对比度、多参数成像以及任意方向截面成像等 特点，在医疗成像领域得到了广泛应用。梯度功率放大器(Gradient  Power  Amplifier，简 称为GPA)是核磁共振成像系统的重要组成部分，它负责放大前级控制系统发出的参考信 号，驱动后级梯度线圈，在成像空间中产生线性变化的梯度磁场，用于实现片选、频率编码 和相位编码等功能。 图1是根据相关技术的梯度功率放大器系统的并联控制方法的控制原理图。如图1 所示，梯度功率放大器的控制器包括：前馈控制器11，低通滤波器12、PI控制器13、延时器14 和斩波移相脉宽调制(Pulse  Width  Modulation，简称为PWM)信号生成器15，其中，梯度功 率放大器可以具有输入信号16，相关技术中通常采用梯度功率放大器的输出电流作为反馈 信号17。输入信号16和反馈信号17经过控制、放大处理后，可以向梯度功率放大器的功率电 路输出PWM信号，以控制连接在梯度功率放大器的输出端的梯度线圈中的梯度电流。 磁共振成像系统为了得到更清晰的图像，需要更大功率的梯度功率放大器；目前 通常采用两台或两台以上的梯度功率放大器并联的方式来提供更大功率。相关技术中的梯 度功率放大器系统的并联控制方法应用到两台或两台以上的梯度功率放大器并联的场景 中时，如果不在各个梯度功率放大器之间采用耦合器隔离，则会导致各个梯度功率放大器 产生发散震荡，触发梯度功率放大器的保护功能，甚至导致梯度功率放大器烧毁。因此，相 关技术中的两台或两台以上的梯度功率放大器的并联必须采用耦合器隔离。图2是根据相 关技术的两台梯度功率放大器并联的电路原理图，如图2所示，相关技术中常用的耦合器为 均流电抗器。其中VPWM为梯度功率放大器的输出电压，Lf和Cf构成输出滤波器，Cgrd为穿墙滤 波器电容，Lcoil和Rcoil分别为梯度线圈的等效电感和等效电阻。M为均流电抗器的互感系数。 在理想情况下，均流电抗器的差模电感为0，因而不影响梯度爬升率；共模电感用以抑制两 台梯度功率放大器之间的环流。 然而，相关技术中既要起到隔离作用，又要维持足够的带宽，所使用的均流电抗器 的感值与梯度线圈的最大感值相当甚至更大。 因此，相关技术中采用均流电抗器并联两台或两台以上的梯度功率放大器需要占 用大量空间，且需投入大量的硬件成本。
技术实现要素：
本申请实施例提供了一种梯度功率放大器系统、梯度功率放大器系统的并联控制 方法，以至少解决相关技术中采用大感值的均流电抗器并联两台或两台以上的梯度功率放 4 CN 111585519 A 说　明　书 2/11 页 大器导致的硬件成本升高的问题。 第一方面，本申请实施例提供了一种梯度功率放大器系统的并联控制方法，所述 梯度功率放大器系统包括并联的n台梯度功率放大器，所述方法包括：获取所述梯度功率放 大器系统的总输出电流参数；根据所述梯度功率放大器系统的目标总输出电流参数与所述 总输出电流参数的第一差值，控制所述n台梯度功率放大器中的m台梯度功率放大器的输出 电流；其中n≥2，1≤m≤n。 在其中一些实施例中，根据所述梯度功率放大器系统的目标总输出电流参数与所 述总输出电流参数的第一差值，控制所述m台梯度功率放大器的输出电流包括：对所述第一 差值进行比例积分计算，得到第一控制量，并根据所述第一控制量控制所述m台梯度功率放 大器的输出电流。 在其中一些实施例中，所述方法还包括：当n＞m的情况下，根据所述第一控制量控 制所述n台梯度功率放大器中除所述m台梯度功率放大器之外的梯度功率放大器的输出电 流。 在其中一些实施例中，所述方法还包括：根据所述总输出电流参数，确定所述n台 梯度功率放大器的平均输出电流参数；获取所述n台梯度功率放大器中至少一台梯度功率 放大器的当前输出电流参数；根据所述当前输出电流参数与所述平均输出电流参数的第二 差值，对所述至少一台梯度功率放大器的输出电流进行均流控制。 在其中一些实施例中，根据所述当前输出电流参数与所述平均输出电流参数的第 二差值，对所述至少一台梯度功率放大器的输出电流进行均流控制包括：获取所述至少一 台梯度功率放大器的比例积分控制器输出的第二控制量； 根据由所述第二控制量和第三控制量运算得到的控制量，控制所述至少一台梯度 功率放大器的输出电流，其中，所述第三控制量基于所述第二差值确定。 在其中一些实施例中，输出电流参数包括以下之一：输出电流值、输出电流误差 值。 在其中一些实施例中，获取所述梯度功率放大器系统的总输出电流参数包括：获 取所述梯度功率放大器系统的所述总输出电流参数；或者获取并加和所述n台梯度功率放 大器中每台梯度功率放大器的输出电流参数，得到所述总输出电流参数。 第二方面，本申请实施例提供了一种梯度功率放大器系统，所述梯度功率放大器 系统包括：并联的n台梯度功率放大器和电流获取装置，所述梯度功率放大器系统采用如第 一方面所述的梯度功率放大器系统的并联控制方法进行控制。 在其中一些实施例中，所述n台梯度功率放大器通过耦合器并联，其中，所述耦合 器包括以下至少之一：均流电抗器、变压器、磁环；或者所述n台梯度功率放大器通过无耦合 器的方式直接并联。 其中，所述电流获取装置包括以下至少之一：用于获取所述梯度功率放大器系统 的总输出电流参数的装置、用于获取每台梯度功率放大器的输出电流参数的装置。 相比于相关技术，本申请实施例提供的梯度功率放大器系统和梯度功率放大器系 统的并联控制方法，通过获取梯度功率放大器系统的总输出电流参数；根据梯度功率放大 器系统的目标总输出电流参数与总输出电流参数的第一差值，控制n台梯度功率放大器中 的m台梯度功率放大器的输出电流的方式，其中n≥2，1≤m≤n，解决了相关技术中采用大感 5 CN 111585519 A 说　明　书 3/11 页 值的均流电抗器并联两台或两台以上的梯度功率放大器导致的硬件成本升高的问题，降低 了并联的两台或两台以上的梯度功率放大器对耦合器的要求。 本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他 特征、目的和优点更加简明易懂。 附图说明 此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申 请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中： 图1是根据相关技术的梯度功率放大器的控制原理图； 图2是根据相关技术的两台梯度功率放大器并联的电路原理图； 图3是根据本申请实施例的磁共振系统的结构示意图； 图4是根据本申请实施例的梯度功率放大器系统的结构框图； 图5是根据本申请实施例的梯度功率放大器系统的并联控制方法的流程图； 图6是根据本申请实施例的两台梯度功率放大器的控制原理图； 图7是根据本申请优选实施例的两台梯度功率放大器的控制原理图； 图8是根据本申请实施例的两台梯度功率放大器并联的电路原理图； 图9是根据本申请实施例的具有均流控制的两台梯度功率放大器的控制原理图； 图10是根据本申请实施例的梯度功率放大器系统的并联控制方法控制两台梯度 功率放大器的输出电流的实验电流波形图。