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電源高壓控制器的主要任務就是將市電經(jīng)過適當?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光機誕生的一百多年里,這一點并沒有改變,只是隨著半導體器件的不斷進步,具體實現(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,由于晶間管的開關頻率不可能很高,所以勢必造成整個X光機電源系統(tǒng)特別是后面變壓器既笨重而且體積龐大,此外還會給電網(wǎng)很大的諧波影響。
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基于傳統(tǒng)X光機電源系統(tǒng)拓撲結構的缺陷,種全新的電路設計思路:采用 MOSFET代替晶閘管從而很大地提高開關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)達到1以克服對電網(wǎng)的諧波影響;斬波電路部分采用BUCK變換器使電路的結構和調(diào)壓更加簡單;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,且逆變電路可以設置固定的頻率和脈寬，對實現(xiàn)軟開關實現(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)定電源有電路結構簡單、可靠性高、輸出紋波小、電磁干擾小、動態(tài)響應速度快等優(yōu)點,所以直流線性穩(wěn)定電源得到比較廣泛的應用。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射線機中的應用。
而隨著電力電子器件、變換拓撲電路和控制技術的發(fā)展,應用于X射線機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;由于加入功率補充器和利用軟開關諧振技術,從而提高了電源的工作效率;由于控制結構和控制算法的改善,從而電源的輸出電壓質(zhì)量也大為提高。
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