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医用X射线髙压电源

X射线在医学上主要用于图像诊断技术,已被广泛应用。可用于X射线透视、X射 线拍照、X射线CT等方面。这些仪器的图像质量(主要是对比度和浓度)是由X光管 发射出的X射线的能量分布决定,而X射线的能量分布受供给X光管的高压(称“管 电压”)性能影响非常敏感,其最大输出能量与管电压成比例增加。这就对医用X射线高压电源的性能提出了较高的要求,为了保证图像淸晰稳定,髙压电源输出的电压波形必须具有髙精度和髙再现性。

作为医用X射线高压电源的最大规格有100kW、50kW、30kW。通常,在X射线诊断装置中的管电压变化范围在20 ~150kV之间,管电流变化范围在0.5 ~200mA之间,负荷变化范围很大。但对于X射线CT装置来说,其管电压在100 ~140kV之间,管电流在50 ~400mA之间,与通常的X射线诊断相比,它所要求的髙压电源负荷范围比较小。由于CT装置的高压电源负荷变化范围比较小,所以它的高压电源特别适合于采用谐振型DC - DC变换方式来设计。

实例图为谐振型DC-DC式CT高压电源的电路结构。它由可控硅桥式整流器、相移PWM高频变换器(采用IGBT)、髙频高压变压器、髙压二极管整流器、高压电缆等构成。其中可控桂桥式整流器和相移PWM变转器是由32位RISC ( Reduced - Instruction - Sec - Compu-ting) 处理器根据反馈信号,采用PID (比例•积分•微分)方式控制,调节加热灯丝电流,可以改变X射线 高压电源的负荷阻抗。 

 

上图所示的CT高压电源的特点是:

①把高频髙压变压器的漏感和二次线圈的寄生电容作为LC谐振回路的元件利用。

②把高压电缆的分布电容作为高压输出滤波器使用。

电源通过髙频髙压变压器的漏感和寄生电容可实现并联谐振型DC - DC变换,在髙 频髙压变压器的一次侧外接串联谐振电容Cs后,则可实现串并联谐振型DC - DC变换 。

 

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