醫(yī)用X光機電源系統(tǒng)研究.pdf

1、X射線的發(fā)現(xiàn)對人類醫(yī)學史的進步做出了巨大貢獻,X射線被廣泛應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光機電源系統(tǒng)具有現(xiàn)實意義。目前的X光機電源的不足主要體現(xiàn)在:頻率低,體積大,效率低,輸出電壓上升時間長,紋波大,將嚴重影響X射線的質(zhì)量,增加X射線對病人的傷害。
　　針對目前X光機電源的現(xiàn)狀以及存在的問題,本文對X光機電源系統(tǒng)的高壓直流電源和燈絲電

2、源分別進行了設計,對電源系統(tǒng)進行了理論分析與相關公式推導,通過Saber仿真軟件進行了仿真驗證,搭建了實驗平臺進行了實驗驗證,仿真、實驗結果與理論分析吻合,達到了預期效果。
　　本文首先闡述了醫(yī)用 X光機電源的發(fā)展現(xiàn)狀及存在的不足,以及電源系統(tǒng)對X射線質(zhì)量的影響,對成像質(zhì)量的重要意義。本文將全橋逆變LLC諧振軟開關技術應用于X光機電源系統(tǒng)中。諧振軟開關能夠提高工作頻率,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

3、的開關損耗大的問題,提高了整體效率。對全橋逆變LLC諧振變換器進行了理論分析,建立了基波等效模型,推導了增益公式,畫出增益曲線并進行分析,對諧振元件的參數(shù)進行了詳細設計。
　　采用PFM控制方式,通過調(diào)節(jié)開關頻率來調(diào)節(jié)諧振槽的增益,從而實現(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單。設計了以MC33067芯片為核心的PFM控制電路,以及采樣電路,保護電路。
　　采用單周期控制無源無

4、損軟開關Boost APFC電路,詳細分析了單周期控原理及無源無損軟開關電路,并對PFC主電路參數(shù)進行了詳細設計。介紹了單周期控制芯片IR1150,并設計了以其為核心的控制電路。計算出PFC級的開環(huán)傳遞函數(shù),畫出其bode圖進行穩(wěn)定性分析。
　　根據(jù)燈絲電源只需對燈絲加熱提供足夠的功率,而對電流波形沒有嚴格要求的特點,在充分利用變壓器漏感及隔離電容等參數(shù)的基礎上,設計了基于LC串聯(lián)諧振并采用PFM控制方式的燈絲電源。
　　最