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電源高壓控制器的主要任務(wù)就是將市電經(jīng)過適當(dāng)?shù)淖儞Q,成為75kV-150kV的直流電壓,該電壓用于射線管兩端產(chǎn)生高壓電場(chǎng)以加速電子,從而使電子以較高能量撞擊靶端產(chǎn)生X光。以上的敘述是X射線電源的基本原理,在X光機(jī)誕生的一百多年里,這一點(diǎn)并沒有改變,只是隨著半導(dǎo)體器件的不斷進(jìn)步,具體實(shí)現(xiàn)高壓的方法經(jīng)歷了很大的變革。較早使用的方法是晶閘管調(diào)壓法,也就是市電經(jīng)過可控整流之后再逆變輸出,在這一過程中通過調(diào)節(jié)晶問管的觸發(fā)角來調(diào)節(jié)整流后的直流電壓以達(dá)到調(diào)壓的目的。這種方法的不足之處是顯而易見的,由于晶間管的開關(guān)頻率不可能很高,所以勢(shì)必造成整個(gè)X光機(jī)電源系統(tǒng)特別是后面變壓器既笨重而且體積龐大,此外還會(huì)給電網(wǎng)很大的諧波影響。

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基于傳統(tǒng)X光機(jī)電源系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的缺陷,種全新的電路設(shè)計(jì)思路:采用 MOSFET代替晶閘管從而很大地提高開關(guān)頻率以降低電源系統(tǒng)的體積和重量;在前端采用APFC使電路的功率因數(shù)達(dá)到1以克服對(duì)電網(wǎng)的諧波影響;斬波電路部分采用BUCK變換器使電路的結(jié)構(gòu)和調(diào)壓更加簡(jiǎn)單;逆變部分采用半橋電路,以解決輸出波形伏秒不平衡的問題,且逆變電路可以設(shè)置固定的頻率和脈寬，對(duì)實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)實(shí)現(xiàn)很好的條件，并且能充分利用高頻變壓器，也避免了在低壓大電流的情況下對(duì)逆變電路的損壞。

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直流線性穩(wěn)定電源是因電路中的調(diào)整功率管工作在線性放大狀態(tài)而得名。線性穩(wěn)定電源有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、輸出紋波小、電磁干擾小、動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn),所以直流線性穩(wěn)定電源得到比較廣泛的應(yīng)用。然而由于直流線性穩(wěn)定電源的調(diào)整管工作在放大狀態(tài),所以發(fā)熱量大(需要加龐大的散熱片,不利于微型化),效率低(效率一股只有45%),這一因素限制了它在X射線機(jī)中的應(yīng)用。

而隨著電力電子器件、變換拓?fù)潆娐泛涂刂萍夹g(shù)的發(fā)展,應(yīng)用于X射線機(jī)中的電源多為中高頻高壓電源。由于電源工作在中高頻,從而減小了升壓變壓器的體積和重量;由于加入功率補(bǔ)充器和利用軟開關(guān)諧振技術(shù),從而提高了電源的工作效率;由于控制結(jié)構(gòu)和控制算法的改善,從而電源的輸出電壓質(zhì)量也大為提高。

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