醫(yī)用X光機(jī)電源系統(tǒng)研究.pdf

1、X射線的發(fā)現(xiàn)對(duì)人類(lèi)醫(yī)學(xué)史的進(jìn)步做出了巨大貢獻(xiàn),X射線被廣泛應(yīng)用于疾病的診斷與治療。X射線的質(zhì)量決定了成像質(zhì)量并影響著人體健康,而X光機(jī)電源系統(tǒng)的質(zhì)量決定了X射線的質(zhì)量,因此研究高性能的X光機(jī)電源系統(tǒng)具有現(xiàn)實(shí)意義。目前的X光機(jī)電源的不足主要體現(xiàn)在:頻率低,體積大,效率低,輸出電壓上升時(shí)間長(zhǎng),紋波大,將嚴(yán)重影響X射線的質(zhì)量,增加X(jué)射線對(duì)病人的傷害。
　　針對(duì)目前X光機(jī)電源的現(xiàn)狀以及存在的問(wèn)題,本文對(duì)X光機(jī)電源系統(tǒng)的高壓直流電源和燈絲電

2、源分別進(jìn)行了設(shè)計(jì),對(duì)電源系統(tǒng)進(jìn)行了理論分析與相關(guān)公式推導(dǎo),通過(guò)Saber仿真軟件進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,仿真、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析吻合,達(dá)到了預(yù)期效果。
　　本文首先闡述了醫(yī)用 X光機(jī)電源的發(fā)展現(xiàn)狀及存在的不足,以及電源系統(tǒng)對(duì)X射線質(zhì)量的影響,對(duì)成像質(zhì)量的重要意義。本文將全橋逆變LLC諧振軟開(kāi)關(guān)技術(shù)應(yīng)用于X光機(jī)電源系統(tǒng)中。諧振軟開(kāi)關(guān)能夠提高工作頻率,減小電源體積,有利于電源系統(tǒng)的小型化;并且解決了因高頻化而帶來(lái)

3、的開(kāi)關(guān)損耗大的問(wèn)題,提高了整體效率。對(duì)全橋逆變LLC諧振變換器進(jìn)行了理論分析,建立了基波等效模型,推導(dǎo)了增益公式,畫(huà)出增益曲線并進(jìn)行分析,對(duì)諧振元件的參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)。
　　采用PFM控制方式,通過(guò)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)頻率來(lái)調(diào)節(jié)諧振槽的增益,從而實(shí)現(xiàn)輸出電壓在40kV~120kV之間的調(diào)節(jié),比傳統(tǒng)Buck加全橋逆變電路控制方式更為簡(jiǎn)單。設(shè)計(jì)了以MC33067芯片為核心的PFM控制電路,以及采樣電路,保護(hù)電路。
　　采用單周期控制無(wú)源無(wú)

4、損軟開(kāi)關(guān)Boost APFC電路,詳細(xì)分析了單周期控原理及無(wú)源無(wú)損軟開(kāi)關(guān)電路,并對(duì)PFC主電路參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)。介紹了單周期控制芯片IR1150,并設(shè)計(jì)了以其為核心的控制電路。計(jì)算出PFC級(jí)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù),畫(huà)出其bode圖進(jìn)行穩(wěn)定性分析。
　　根據(jù)燈絲電源只需對(duì)燈絲加熱提供足夠的功率,而對(duì)電流波形沒(méi)有嚴(yán)格要求的特點(diǎn),在充分利用變壓器漏感及隔離電容等參數(shù)的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了基于LC串聯(lián)諧振并采用PFM控制方式的燈絲電源。
　　最