X射線管高壓電源設(shè)計(jì)及穩(wěn)壓控制方法研究.pdf

1、自X射線發(fā)現(xiàn)以來(lái)，X射線在醫(yī)學(xué)和工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的X射線管采用工頻整流高壓電源，電源體積龐大、效率低、功耗高，輸出X射線的穩(wěn)定性差。本文將開(kāi)關(guān)電源技術(shù)和單片微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)應(yīng)用到X射線管高壓電源的研制中，設(shè)計(jì)并研制了一臺(tái)最高輸出30KV直流電壓，最大輸出2.5mA管電流的X射線管高壓電源，并且對(duì)高壓電源穩(wěn)壓控制方法進(jìn)行了研究。
　　本論文的主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　(1)首先闡述了課題的背景，介紹了X射線發(fā)射

2、原理及射線管伏安特性曲線，在了解國(guó)內(nèi)外X射線管高壓電源系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，提出了該高壓電源的性能指標(biāo)，分析了本系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成和實(shí)現(xiàn)原理，以及本系統(tǒng)的硬件、軟件總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
　　(2)設(shè)計(jì)了X射線管高壓電源控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)以DSP芯片TMS320F2812為核心，實(shí)現(xiàn)直流高壓、管電流穩(wěn)定輸出，過(guò)壓過(guò)流保護(hù)及指示和直流高壓、管電流顯示等功能;通過(guò)CAN總線與上位機(jī)通信，接受上位機(jī)遠(yuǎn)程控制以及將電壓電流采樣信號(hào)發(fā)送給上位機(jī)。
　　(3

3、)設(shè)計(jì)了X射線管高壓電源硬件電路，對(duì)高壓電源的主要功能模塊進(jìn)行分析，詳細(xì)介紹了各模塊電路的設(shè)計(jì)方法和參數(shù)計(jì)算。在硬件基礎(chǔ)上對(duì)X射線管高壓電源進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)，對(duì)系統(tǒng)各模塊初始化程序和功能程序進(jìn)行了介紹。
　　(4)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)壓控制方法進(jìn)行研究。為獲得穩(wěn)定性高的輸出電壓，高壓電源須采用閉環(huán)控制。本系統(tǒng)在選用PID控制方法實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓的基礎(chǔ)上，對(duì)滑模變結(jié)構(gòu)控制方法在本系統(tǒng)中的控制效果進(jìn)行了探討:在開(kāi)環(huán)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型建立的基礎(chǔ)上，利用Matlab/