高頻高壓發(fā)生器原理課件

高頻高壓發(fā)生器原理與工頻機(jī)相比的優(yōu)點(diǎn)1高頻高壓發(fā)生器原理與工頻機(jī)相比的優(yōu)點(diǎn)1高頻機(jī)的工作原理2高頻機(jī)的工作原理2X線高頻發(fā)生器特點(diǎn)1、x線性能穩(wěn)定，成像質(zhì)量及效率高。

X線的質(zhì)（硬度）是由x線球管上所加的高壓，即kv的大小決定的，在x線發(fā)生時(shí)，如kv有波動(dòng)，X線的質(zhì)不穩(wěn)定，低KV造成軟射線，射線性能降低。工頻X線高壓發(fā)生器輸出電壓是脈動(dòng)直流波形，對(duì)成像沒(méi)有任何幫助的軟射線成分較多。高頻高壓發(fā)生器輸出的波形近似恒定直流，射線性能穩(wěn)定，軟射線成分較少，因而，成像質(zhì)量高，同時(shí)，成像效率高，劑量可以降低，降低了患者X線傷害程度。。3X線高頻發(fā)生器特點(diǎn)1、x線性能穩(wěn)定，成像質(zhì)量及效率高。。32、高頻高壓發(fā)生器曝光時(shí)間精確，曝光時(shí)間的重復(fù)率高，可實(shí)現(xiàn)超短時(shí)間曝光。工頻X線發(fā)生器多以可控硅或接觸器作為曝光與切斷的開(kāi)關(guān)元件，而接觸器或可控硅的切斷要與電源頻率同步進(jìn)行；當(dāng)交流相位沒(méi)有達(dá)到或接近“過(guò)零點(diǎn)”時(shí)，接觸器或可控硅就不能切斷電源，使短時(shí)間曝光的重復(fù)率變差。在短時(shí)間的自動(dòng)曝光系統(tǒng)中，更不能按最佳瞬間及時(shí)切斷高壓。采用逆變技術(shù)的X線高壓發(fā)生器輸出的是波形近似恒定的直流高壓，所以短時(shí)曝光不受電源同步的影響，曝光定是精確，曝光重復(fù)率高。X線機(jī)超短時(shí)間曝光取決于高壓波形的上升沿，高頻機(jī)高壓波形上升沿很陡，所以最短曝光時(shí)間可達(dá)1ms。工頻機(jī)的高壓波形按工頻正弦波變化，上升沿緩慢，較難實(shí)現(xiàn)超短時(shí)間曝光。42、高頻高壓發(fā)生器曝光時(shí)間精確，曝光時(shí)間的重復(fù)率高，可實(shí)現(xiàn)超3.高頻高壓X線發(fā)生器能顯著縮小體積和重量。普通變壓器的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E與工作頻率f，線圈匝數(shù)N和鐵芯截面積S的關(guān)系為：

E/f·N·S=常數(shù)由上式可見(jiàn)，若工作頻率提高了幾千倍，線圈匝數(shù)N和鐵芯截面積S的乘積即可縮小幾千倍，而分母保持不變，這樣就可大大減小變壓器的體積。省去笨重的自耦變壓器。工頻X線高壓發(fā)生器是通過(guò)自耦變壓器調(diào)節(jié)KV的，而高頻X線發(fā)生器主電路使用諧振逆變電路，通過(guò)改變頻率來(lái)改變電壓，可滿(mǎn)足KV在寬廣范圍的調(diào)節(jié)，從而省去笨重的自耦變壓器。53.高頻高壓X線發(fā)生器能顯著縮小體積和重量。54.高頻高壓發(fā)生器的KV和mA的控制精度大大提高。工頻X線發(fā)生器大多以KV預(yù)示及KV補(bǔ)償來(lái)確定曝光時(shí)KV的值。KV預(yù)示即在X線管未加負(fù)載時(shí)，先測(cè)量高壓初級(jí)電壓，再根據(jù)高壓變壓器的變壓比，計(jì)算出高雅次級(jí)電壓，預(yù)先將本次曝光X線管兩端可能加的實(shí)際KV指示出來(lái)。KV補(bǔ)償法即用某種方法預(yù)先增加高壓變壓初級(jí)電壓，以補(bǔ)償空載與負(fù)載時(shí)的電壓差。但曝光開(kāi)始后，為防止加壓后自耦變壓器碳輪移動(dòng)產(chǎn)生電弧，同時(shí)由于曝光時(shí)間短，碳輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械慣性跟不上電信號(hào)的變化，碳輪將處于靜止?fàn)顟B(tài)，KV的控制沒(méi)有閉環(huán)反饋，這時(shí)由電源電壓波動(dòng)或其他因素造成的輸出高壓變化便無(wú)法補(bǔ)償，使實(shí)際KV至于所要求的KV設(shè)定值有偏差。64.高頻高壓發(fā)生器的KV和mA的控制精度大大提高。6工頻X線發(fā)生器的mA調(diào)節(jié)電路需要設(shè)置穩(wěn)壓電源，同時(shí)由于空間電荷效應(yīng)的影響，燈絲電路還要對(duì)空間電荷進(jìn)行補(bǔ)償，盡管采取很多措施，mA實(shí)際值與設(shè)定值仍有較大誤差。

X線高壓發(fā)生器，KV和mA的控制使用閉環(huán)控制，即使用KV和燈絲電流的測(cè)量電路，由比較電路把測(cè)定的值與KV和燈絲電流的設(shè)定值相比較，如果有差別的話(huà)，有控制電路對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行快速調(diào)整，直到KV和燈絲電流的設(shè)定值與測(cè)量值一致。KV和mA的控制的控制精度大大提高，所以，重復(fù)性也提高了。7工頻X線發(fā)生器的mA調(diào)節(jié)電路需要設(shè)置穩(wěn)壓電源，同時(shí)由于空間電5.高頻高壓發(fā)生器的高壓部分整流電路簡(jiǎn)單。大功率的工頻X線發(fā)生器為了抑制軟射線，要減小高壓輸出的脈動(dòng)率，其高壓變壓器的次級(jí)采用三相全波整流電路，復(fù)雜而龐大。高頻X線發(fā)生器的工作頻率提高后，只要使用小容量的高壓電容器就可以有效抑制高壓波形中的脈動(dòng)量。這樣在高頻X線發(fā)生器的高壓變壓器的次級(jí)只需采用簡(jiǎn)單的單相全波整流電路。6.使用微機(jī)控制，集成化程度高，控制電路體積減小。85.高頻高壓發(fā)生器的高壓部分整流電路簡(jiǎn)單。8高頻高壓發(fā)生器的主電路原理圖

9高頻高壓發(fā)生器的主電路原理圖9高頻X線發(fā)生器主電路工作原理整流器把工頻電源整流、經(jīng)濾波變?yōu)槠交绷鳎荒孀兤靼阎绷髯兂深l率為幾萬(wàn)Hz的交流電，由這部分電路決定發(fā)生器輸出KV的大??；高壓變壓器變壓，獲得所需的直流電壓。高頻X線機(jī)的高壓變壓器工作在頻率為幾十到幾百KHz的高頻。10高頻X線發(fā)生器主電路工作原理10整流電路：11整流電路：11整流電路的作用是將交流電壓變換為單向脈動(dòng)的直流電壓，濾波電路用來(lái)濾除整流后單向脈動(dòng)電壓中的交流成分，使之成為平滑的直流電壓。因?yàn)楦邏喊l(fā)生器主電路電壓很高，如果是被壓整流濾波后的電壓就可達(dá)530V左右，而穩(wěn)壓器件不能承受這樣的高壓，所以濾波后無(wú)穩(wěn)壓電路。12整流電路的作用是將交流電壓變換為單向脈動(dòng)的直流電壓，濾波電路單相倍壓整流電路13單相倍壓整流電路131414倍壓整流電路：當(dāng)將幾個(gè)由二極管和電容組成的半波整流電路作幾級(jí)串聯(lián)時(shí)，交流電壓經(jīng)二極管D1--Dn在每半個(gè)周期內(nèi)對(duì)電容C1—Cn進(jìn)行充放電，用低的交流電壓就可以獲得單級(jí)半波整流電路幾倍的輸出電壓。倍壓整流電路可以是單倍壓，兩倍壓，也可以是多倍壓。15倍壓整流電路：當(dāng)將幾個(gè)由二極管和電容組成的半波整流電路作幾級(jí)串聯(lián)諧振逆變電路

16串聯(lián)諧振逆變電路16

如圖所示為一個(gè)RLC串聯(lián)諧振的的橋式逆變器。逆變橋由四個(gè)臂構(gòu)成，每一個(gè)臂由一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管（IGBT）和一個(gè)續(xù)流二極管并聯(lián)組成。輸出為串聯(lián)諧振電路，諧振逆變技術(shù)中有串聯(lián)逆變和并聯(lián)逆變兩種方式，并聯(lián)諧振逆變電路就用在工作頻率固定或變化不大的場(chǎng)合。高頻X線由于頻率調(diào)節(jié)范圍比較寬，采用串聯(lián)諧振逆變技術(shù)較為方便。串聯(lián)逆變技術(shù)要求輸入為恒壓源，采用大電容的濾波。17如圖所示為一個(gè)RLC串聯(lián)諧振的的橋式逆變器。逆變橋由四個(gè)臂采用諧振開(kāi)關(guān)技術(shù)，可以使功率器件兩端的電壓或流過(guò)的電流呈正弦規(guī)律，而且電壓、電流波形錯(cuò)開(kāi)，以實(shí)現(xiàn)功率器件零電流開(kāi)關(guān)或零電壓開(kāi)關(guān)，使開(kāi)關(guān)損耗理論上降為零。因諧振電路吸收了高頻變壓器漏抗、電路中的寄生電感和功率器件的寄生電容，消除了高頻時(shí)產(chǎn)生的電壓尖峰和涌浪電流，消除了電磁干擾和電源噪聲。因場(chǎng)效應(yīng)管（IGBT）或晶閘管開(kāi)關(guān)頻繁，實(shí)際應(yīng)用中常使用兩套或多套串聯(lián)諧振電路以減小逆變電路的損耗。18采用諧振開(kāi)關(guān)技術(shù)，可以使功率器件兩端的電壓或流過(guò)的電流呈正弦如圖串聯(lián)諧振逆變電路所示，電路的電源由不可控三相整流橋整流后經(jīng)大電容C1濾波獲得平穩(wěn)的直流電壓，屬于電壓型逆變器。電路為了續(xù)流，設(shè)置了反饋二極管D1~D4，而逆變器輸出功率依靠調(diào)整功率開(kāi)關(guān)管觸發(fā)脈沖的頻率來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。依據(jù)X線曝光信號(hào)，在T0~T1期間，逆變電路的開(kāi)關(guān)元件VT1、VT4導(dǎo)通，導(dǎo)通時(shí)間為，流過(guò)諧振電容C，高壓變壓器的初級(jí)線圈、寫(xiě)真電感L的電流如下圖所示，電流為正弦波形，在T1時(shí)，VT1、VT4斷開(kāi)，在T1~T2期間，貯存在電感L電容C內(nèi)的能量通過(guò)D1、D4放出。在T3~T4期間，逆變電路的開(kāi)關(guān)元件VT2、VT3導(dǎo)通，導(dǎo)通時(shí)間也為，流過(guò)諧振電容C，高壓變壓器初級(jí)線圈、諧振電感L的電流同樣為正弦波形，在T4時(shí)，VT2、VT3斷開(kāi)，在T4~T5期間，貯存在L、C內(nèi)的能量通過(guò)D2、D3放出。在T3~T5期間的電壓波形與T0~T1期間一樣，只是方向相反。19如圖串聯(lián)諧振逆變電路所示，電路的電源由不可控三相整流橋整流后串聯(lián)諧振型逆變電路

20串聯(lián)諧振型逆變電路20T0~T1,VT1、VT4導(dǎo)通，導(dǎo)通時(shí)間為；電流為正弦波。在T1時(shí)，VT1、VT4關(guān)斷。在T1~T2,貯存在電感L、電容C內(nèi)的能量通過(guò)D1、D4放出。在T2時(shí)，D1、D4關(guān)斷。21T0~T1,VT1、VT4導(dǎo)通，導(dǎo)通時(shí)間為；電流為正弦波。2T3~T4,VT2、VT3導(dǎo)通，導(dǎo)通時(shí)間為；電流為正弦波。在T4時(shí)，VT2、VT3關(guān)斷。在T4~T5，貯存在電感L、電容C內(nèi)的能量通過(guò)D2、D3放出。在T5時(shí)，D2、D3關(guān)斷。22T3~T4,VT2、VT3導(dǎo)通，導(dǎo)通時(shí)間為；電流為正弦波。2低功率輸出時(shí)串聯(lián)諧振逆變電流23低功率輸出時(shí)串聯(lián)諧振逆變電流23高功率輸出時(shí)串聯(lián)諧振逆變電流24高功率輸出時(shí)串聯(lián)諧振逆變電流24串聯(lián)諧振電路的基本原理

串聯(lián)諧振等效電路當(dāng)時(shí)Z=R,阻抗最小，負(fù)載R可得到最大功率。25串聯(lián)諧振電路的基本原理串聯(lián)諧振等效電路當(dāng)時(shí)Z=R,阻抗最PWM是一種對(duì)模擬信號(hào)電平進(jìn)行數(shù)字編碼的方法。由高分辨率計(jì)數(shù)器的使用，方波的占空比被調(diào)變用來(lái)對(duì)一個(gè)具體模擬信號(hào)的電平進(jìn)行編碼。PWM信號(hào)仍然是數(shù)字的，因?yàn)樵诮o定的任何時(shí)刻，滿(mǎn)幅值的直流供電要么完全有(ON)，要么完全無(wú)(OFF)。電壓或電流源是以一種通(ON)或斷(OFF)的重復(fù)脈沖序列被加到模擬負(fù)載上去的。通的時(shí)候即是直流供電被加到負(fù)載上的時(shí)候，斷的時(shí)候即施電被斷開(kāi)的時(shí)候。只要頻寬足夠，任何模擬值都可以使用PWM進(jìn)行編碼。26PWM是一種對(duì)模擬信號(hào)電平進(jìn)行數(shù)字編碼的方法。由高分辨率計(jì)數(shù)PFM：脈沖頻率調(diào)制（PulseFrequencyModulation縮寫(xiě)為PFM）的簡(jiǎn)稱(chēng)，通過(guò)改變逆變器的工作頻率，來(lái)改變負(fù)載輸出阻抗以達(dá)到調(diào)節(jié)輸出功率的目的。PWM：脈沖寬度調(diào)制（PulseWidthModulation縮寫(xiě)為PWM）的簡(jiǎn)稱(chēng)，通過(guò)改變逆變器的工作頻率的脈沖寬度，來(lái)改變輸出電壓值以達(dá)到調(diào)節(jié)功率的目的。27PFM：脈沖頻率調(diào)制（PulseFrequencyMod系統(tǒng)上電控制及電源分配電路kV控制和反饋燈絲驅(qū)動(dòng)和mA控制X線曝光控制旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極的定子驅(qū)動(dòng)及保護(hù)電路自動(dòng)曝光控制（AEC）自動(dòng)亮度控制（ABS）28系統(tǒng)上電控制及電源分配電路28設(shè)計(jì)所用元器件：驅(qū)動(dòng)級(jí)器件選用TC4420，驅(qū)動(dòng)單元根據(jù)控制單元的指令對(duì)IGBT進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。IGBT柵極驅(qū)動(dòng)電路有多種形式。按照驅(qū)動(dòng)電路元件的組成可分為分立元件組成的驅(qū)動(dòng)電路和集成化的驅(qū)動(dòng)電路。29設(shè)計(jì)所用元器件：2930303131IGBT全稱(chēng)絕緣柵雙極晶體管，是MOSFET和GTR(功率晶管)相結(jié)合的產(chǎn)物。它的三個(gè)極分別是集電極(C)、發(fā)射極(E)和柵極(G)。特點(diǎn)：擊穿電壓可達(dá)1200V，集電極最大飽和電流已超過(guò)1500A。由IGBT作為逆變器件的變頻器的容量達(dá)250kVA以上，工作頻率可達(dá)20kHz。其輸入極為MOSFET，輸出極為PNP晶體管，它融和了這兩種器件的優(yōu)點(diǎn)，既具有MOSFET器件驅(qū)動(dòng)功率小和開(kāi)關(guān)速度快的優(yōu)點(diǎn)，又具有雙極型器件飽和壓降低而容量大的優(yōu)點(diǎn)，其頻率特性介于MOSFET與功率晶體管之間，可正常工作于幾十kHz頻率范圍內(nèi)，在現(xiàn)代電力電子技術(shù)中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，在較高頻率的大、中功率應(yīng)用中占據(jù)了主導(dǎo)地位。32IGBT全稱(chēng)絕緣柵雙極晶體管，是MOSFET和GTR(功率晶若在IGBT的柵極和發(fā)射極之間加上驅(qū)動(dòng)正電壓，則MOSFET導(dǎo)通，這樣PNP晶體管的集電極與基極之間成低阻狀態(tài)而使得晶體管導(dǎo)通；若IGBT的柵極和發(fā)射極之間電壓為0V，則MOS截止，切斷PNP晶體管基極電流的供給，使得晶體管截止。IGBT與MOSFET一樣也是電壓控制型器件，在它的柵極—發(fā)射極間施加十幾V的直流電壓，只有在uA級(jí)的漏電流流過(guò)，基本上不消耗功率。33若在IGBT的柵極和發(fā)射極之間加上驅(qū)動(dòng)正電壓，則MOSFET6AHIGH-SPEEDMOSFETDRIVERS內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖：346AHIGH-SPEEDMOSFETDRIVERS內(nèi)部基本的封裝：35基本的封裝：35高頻高壓發(fā)生器原理與工頻機(jī)相比的優(yōu)點(diǎn)36高頻高壓發(fā)生器原理與工頻機(jī)相比的優(yōu)點(diǎn)1高頻機(jī)的工作原理37高頻機(jī)的工作原理2X線高頻發(fā)生器特點(diǎn)1、x線性能穩(wěn)定，成像質(zhì)量及效率高。

X線的質(zhì)（硬度）是由x線球管上所加的高壓，即kv的大小決定的，在x線發(fā)生時(shí)，如kv有波動(dòng)，X線的質(zhì)不穩(wěn)定，低KV造成軟射線，射線性能降低。工頻X線高壓發(fā)生器輸出電壓是脈動(dòng)直流波形，對(duì)成像沒(méi)有任何幫助的軟射線成分較多。高頻高壓發(fā)生器輸出的波形近似恒定直流，射線性能穩(wěn)定，軟射線成分較少，因而，成像質(zhì)量高，同時(shí)，成像效率高，劑量可以降低，降低了患者X線傷害程度。。38X線高頻發(fā)生器特點(diǎn)1、x線性能穩(wěn)定，成像質(zhì)量及效率高。。32、高頻高壓發(fā)生器曝光時(shí)間精確，曝光時(shí)間的重復(fù)率高，可實(shí)現(xiàn)超短時(shí)間曝光。工頻X線發(fā)生器多以可控硅或接觸器作為曝光與切斷的開(kāi)關(guān)元件，而接觸器或可控硅的切斷要與電源頻率同步進(jìn)行；當(dāng)交流相位沒(méi)有達(dá)到或接近“過(guò)零點(diǎn)”時(shí)，接觸器或可控硅就不能切斷電源，使短時(shí)間曝光的重復(fù)率變差。在短時(shí)間的自動(dòng)曝光系統(tǒng)中，更不能按最佳瞬間及時(shí)切斷高壓。采用逆變技術(shù)的X線高壓發(fā)生器輸出的是波形近似恒定的直流高壓，所以短時(shí)曝光不受電源同步的影響，曝光定是精確，曝光重復(fù)率高。X線機(jī)超短時(shí)間曝光取決于高壓波形的上升沿，高頻機(jī)高壓波形上升沿很陡，所以最短曝光時(shí)間可達(dá)1ms。工頻機(jī)的高壓波形按工頻正弦波變化，上升沿緩慢，較難實(shí)現(xiàn)超短時(shí)間曝光。392、高頻高壓發(fā)生器曝光時(shí)間精確，曝光時(shí)間的重復(fù)率高，可實(shí)現(xiàn)超3.高頻高壓X線發(fā)生器能顯著縮小體積和重量。普通變壓器的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E與工作頻率f，線圈匝數(shù)N和鐵芯截面積S的關(guān)系為：

E/f·N·S=常數(shù)由上式可見(jiàn)，若工作頻率提高了幾千倍，線圈匝數(shù)N和鐵芯截面積S的乘積即可縮小幾千倍，而分母保持不變，這樣就可大大減小變壓器的體積。省去笨重的自耦變壓器。工頻X線高壓發(fā)生器是通過(guò)自耦變壓器調(diào)節(jié)KV的，而高頻X線發(fā)生器主電路使用諧振逆變電路，通過(guò)改變頻率來(lái)改變電壓，可滿(mǎn)足KV在寬廣范圍的調(diào)節(jié)，從而省去笨重的自耦變壓器。403.高頻高壓X線發(fā)生器能顯著縮小體積和重量。54.高頻高壓發(fā)生器的KV和mA的控制精度大大提高。工頻X線發(fā)生器大多以KV預(yù)示及KV補(bǔ)償來(lái)確定曝光時(shí)KV的值。KV預(yù)示即在X線管未加負(fù)載時(shí)，先測(cè)量高壓初級(jí)電壓，再根據(jù)高壓變壓器的變壓比，計(jì)算出高雅次級(jí)電壓，預(yù)先將本次曝光X線管兩端可能加的實(shí)際KV指示出來(lái)。KV補(bǔ)償法即用某種方法預(yù)先增加高壓變壓初級(jí)電壓，以補(bǔ)償空載與負(fù)載時(shí)的電壓差。但曝光開(kāi)始后，為防止加壓后自耦變壓器碳輪移動(dòng)產(chǎn)生電弧，同時(shí)由于曝光時(shí)間短，碳輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械慣性跟不上電信號(hào)的變化，碳輪將處于靜止?fàn)顟B(tài)，KV的控制沒(méi)有閉環(huán)反饋，這時(shí)由電源電壓波動(dòng)或其他因素造成的輸出高壓變化便無(wú)法補(bǔ)償，使實(shí)際KV至于所要求的KV設(shè)定值有偏差。414.高頻高壓發(fā)生器的KV和mA的控制精度大大提高。6工頻X線發(fā)生器的mA調(diào)節(jié)電路需要設(shè)置穩(wěn)壓電源，同時(shí)由于空間電荷效應(yīng)的影響，燈絲電路還要對(duì)空間電荷進(jìn)行補(bǔ)償，盡管采取很多措施，mA實(shí)際值與設(shè)定值仍有較大誤差。

X線高壓發(fā)生器，KV和mA的控制使用閉環(huán)控制，即使用KV和燈絲電流的測(cè)量電路，由比較電路把測(cè)定的值與KV和燈絲電流的設(shè)定值相比較，如果有差別的話(huà)，有控制電路對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行快速調(diào)整，直到KV和燈絲電流的設(shè)定值與測(cè)量值一致。KV和mA的控制的控制精度大大提高，所以，重復(fù)性也提高了。42工頻X線發(fā)生器的mA調(diào)節(jié)電路需要設(shè)置穩(wěn)壓電源，同時(shí)由于空間電5.高頻高壓發(fā)生器的高壓部分整流電路簡(jiǎn)單。大功率的工頻X線發(fā)生器為了抑制軟射線，要減小高壓輸出的脈動(dòng)率，其高壓變壓器的次級(jí)采用三相全波整流電路，復(fù)雜而龐大。高頻X線發(fā)生器的工作頻率提高后，只要使用小容量的高壓電容器就可以有效抑制高壓波形中的脈動(dòng)量。這樣在高頻X線發(fā)生器的高壓變壓器的次級(jí)只需采用簡(jiǎn)單的單相全波整流電路。6.使用微機(jī)控制，集成化程度高，控制電路體積減小。435.高頻高壓發(fā)生器的高壓部分整流電路簡(jiǎn)單。8高頻高壓發(fā)生器的主電路原理圖

44高頻高壓發(fā)生器的主電路原理圖9高頻X線發(fā)生器主電路工作原理整流器把工頻電源整流、經(jīng)濾波變?yōu)槠交绷鳎荒孀兤靼阎绷髯兂深l率為幾萬(wàn)Hz的交流電，由這部分電路決定發(fā)生器輸出KV的大??；高壓變壓器變壓，獲得所需的直流電壓。高頻X線機(jī)的高壓變壓器工作在頻率為幾十到幾百KHz的高頻。45高頻X線發(fā)生器主電路工作原理10整流電路：46整流電路：11整流電路的作用是將交流電壓變換為單向脈動(dòng)的直流電壓，濾波電路用來(lái)濾除整流后單向脈動(dòng)電壓中的交流成分，使之成為平滑的直流電壓。因?yàn)楦邏喊l(fā)生器主電路電壓很高，如果是被壓整流濾波后的電壓就可達(dá)530V左右，而穩(wěn)壓器件不能承受這樣的高壓，所以濾波后無(wú)穩(wěn)壓電路。47整流電路的作用是將交流電壓變換為單向脈動(dòng)的直流電壓，濾波電路單相倍壓整流電路48單相倍壓整流電路134914倍壓整流電路：當(dāng)將幾個(gè)由二極管和電容組成的半波整流電路作幾級(jí)串聯(lián)時(shí)，交流電壓經(jīng)二極管D1--Dn在每半個(gè)周期內(nèi)對(duì)電容C1—Cn進(jìn)行充放電，用低的交流電壓就可以獲得單級(jí)半波整流電路幾倍的輸出電壓。倍壓整流電路可以是單倍壓，兩倍壓，也可以是多倍壓。50倍壓整流電路：當(dāng)將幾個(gè)由二極管和電容組成的半波整流電路作幾級(jí)串聯(lián)諧振逆變電路

51串聯(lián)諧振逆變電路16

如圖所示為一個(gè)RLC串聯(lián)諧振的的橋式逆變器。逆變橋由四個(gè)臂構(gòu)成，每一個(gè)臂由一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管（IGBT）和一個(gè)續(xù)流二極管并聯(lián)組成。輸出為串聯(lián)諧振電路，諧振逆變技術(shù)中有串聯(lián)逆變和并聯(lián)逆變兩種方式，并聯(lián)諧振逆變電路就用在工作頻率固定或變化不大的場(chǎng)合。高頻X線由于頻率調(diào)節(jié)范圍比較寬，采用串聯(lián)諧振逆變技術(shù)較為方便。串聯(lián)逆變技術(shù)要求輸入為恒壓源，采用大電容的濾波。52如圖所示為一個(gè)RLC串聯(lián)諧振的的橋式逆變器。逆變橋由四個(gè)臂采用諧振開(kāi)關(guān)技術(shù)，可以使功率器件兩端的電壓或流過(guò)的電流呈正弦規(guī)律，而且電壓、電流波形錯(cuò)開(kāi)，以實(shí)現(xiàn)功率器件零電流開(kāi)關(guān)或零電壓開(kāi)關(guān)，使開(kāi)關(guān)損耗理論上降為零。因諧振電路吸收了高頻變壓器漏抗、電路中的寄生電感和功率器件的寄生電容，消除了高頻時(shí)產(chǎn)生的電壓尖峰和涌浪電流，消除了電磁干擾和電源噪聲。因場(chǎng)效應(yīng)管（IGBT）或晶閘管開(kāi)關(guān)頻繁，實(shí)際應(yīng)用中常使用兩套或多套串聯(lián)諧振電路以減小逆變電路的損耗。53采用諧振開(kāi)關(guān)技術(shù)，可以使功率器件兩端的電壓或流過(guò)的電流呈正弦如圖串聯(lián)諧振逆變電路所示，電路的電源由不可控三相整流橋整流后經(jīng)大電容C1濾波獲得平穩(wěn)的直流電壓，屬于電壓型逆變器。電路為了續(xù)流，設(shè)置了反饋二極管D1~D4，而逆變器輸出功率依靠調(diào)整功率開(kāi)關(guān)管觸發(fā)脈沖的頻率來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。依據(jù)X線曝光信號(hào)，在T0~T1期間，逆變電路的開(kāi)關(guān)元件VT1、VT4導(dǎo)通，導(dǎo)通時(shí)間為，流過(guò)諧振電容C，高壓變壓器的初級(jí)線圈、寫(xiě)真電感L的電流如下圖所示，電流為正弦波形，在T1時(shí)，VT1、VT4斷開(kāi)，在T1~T2期間，貯存在電感L電容C內(nèi)的能量通過(guò)D1、D4放出。在T3~T4期間，逆變電路的開(kāi)關(guān)元件VT2、VT3導(dǎo)通，導(dǎo)通時(shí)間也為，流過(guò)諧振電容C，高壓變壓器初級(jí)線圈、諧振電感L的電流同樣為正弦波形，在T4時(shí)，VT2、VT3斷開(kāi)，在T4~T5期間，貯存在L、C內(nèi)的能量通過(guò)D2、D3放出。在T3~T5期間的電壓波形與T0~T1期間一樣，只是方向相反。54如圖串聯(lián)諧振逆變電路所示，電路的電源由不可控三相整流橋整流后串聯(lián)諧振型逆變電路

55串聯(lián)諧振型逆變電路20T0~T1,VT1、VT4導(dǎo)通，導(dǎo)通時(shí)間為；電流為正弦波。在T1時(shí)，VT1、VT4關(guān)斷。在T1~T2,貯存在電感L、電容C內(nèi)的能量通過(guò)D1、D4放出。在T2時(shí)，D1、D4關(guān)斷。56T0~T1,VT1、VT4導(dǎo)通，導(dǎo)通時(shí)間為；電流為正弦波。2T3~T4,VT2、VT3導(dǎo)通，導(dǎo)通時(shí)間為；電流為正弦波。在T4時(shí)，VT2、VT3關(guān)斷。在T4~T5，貯存在電感L、電容C內(nèi)的能量通過(guò)D2、D3放出。在T5時(shí)，D2、D3關(guān)斷。57T3~T4,VT2、VT3導(dǎo)通，導(dǎo)通時(shí)間為；電流為正弦波。2低功率輸出時(shí)串聯(lián)諧振逆變電流58低功率輸出時(shí)串聯(lián)諧振逆變電流23高功率輸出時(shí)串聯(lián)諧振逆變電流59高功率輸出時(shí)串聯(lián)諧振逆變電流24串聯(lián)諧振電路的基本原理

串聯(lián)諧振等效電路當(dāng)時(shí)Z=R,阻抗最小，負(fù)載R可得到最大功率。60串聯(lián)諧振電路的基本原理串聯(lián)諧振等效電路當(dāng)時(shí)Z=R,阻抗最PWM是一種對(duì)模擬信號(hào)電平進(jìn)行數(shù)字編碼的方法。由高分辨率計(jì)數(shù)器的使用，方波的占空比被調(diào)變用來(lái)對(duì)一個(gè)具體模擬信號(hào)的電平進(jìn)行編碼。PWM信號(hào)仍然是數(shù)字的，因?yàn)樵诮o定的任何時(shí)刻，滿(mǎn)幅值的直流供電要么完全有(ON)，要么完全無(wú)(OFF)。電壓或電流源是以一種通(ON)或斷(OFF)的重復(fù)脈沖序列被加到模擬負(fù)載上去的。通的時(shí)候即是直流供電被加到負(fù)載上的時(shí)候，斷的時(shí)候即施電被斷開(kāi)的時(shí)候。只要頻寬足夠，任何模擬值都可以使用PWM進(jìn)行編碼。61PWM是一種對(duì)模擬信號(hào)電平進(jìn)行數(shù)字編碼的方法。由高分辨率計(jì)數(shù)PFM：脈沖頻率調(diào)制（PulseFrequencyModulation縮寫(xiě)為PFM）的簡(jiǎn)稱(chēng)，通過(guò)改變逆變器的工作頻率，來(lái)改變負(fù)載輸出阻抗以達(dá)到調(diào)節(jié)輸出功率的目的。PWM：脈沖寬度調(diào)制（Pu