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行业领域

生物产业,制造业

需求背景

在磁共振成像系统中，梯度功率放大器的输出功率能力及控制精度直接影响到梯度磁场强度、爬升率和准确性，从而直接影响图像分辨率和成像速度。梯度功率放大器输出电流通常在几百安培到上千安培，mA级别的电流差值也会影响到成像质量，这要求功放的控制精度在ppm量级；同时电流波形可能是任意波形，这要求功放的带宽较高，在波形动态变化的过程中保持很好跟踪。

目前，针对梯度功率放大器的控制电路很难做到功放的控制精度在ppm量级，同时普适性也较差，迫切需要可以稳定控制输出的梯度放大器相关技术。

需解决的主要技术难题

需要寻求合适的梯度功率放大器，并且根据梯度功率放大器在磁共振成像系统中的作用和主要结构，完成产品设计方案：

1、对于IGBT门极电容、门极电荷、门极电阻的设计要求；

2、设计梯度功率放大器电路的数学模型，以电路状态空间表达式为基础，给出带参考输入的线性二次最优调节器设计过程，并对整个梯度功率放大器功能模块进行仿真，验证梯度功率放大器设计方案合理性与可行性；

3、根据IGBT全桥双并联电路和系统控制所需测量信号，给出梯度功率放大器的控制部分功能框图，同时根据各个模块接口特点完成信号调理电路设计；

4、硬件调试部分以实际完成硬件电路为平台，对主要的信号调理电路性能进行调试。

期望实现的主要技术目标

1、稳定、线性的高梯度场强

2、较高的梯度切换率

3、有效加快磁共振的成像速度

处理进度