CT机X射线高频高压发生器的研究
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1第4 卷 第3期 2 005 年8月( 5 ) 5～13
C
理T论应与 用 究 研
T or C nd The ayApp ai i sc lto
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文 章
编 号 : 044 4 ( 050 —0 10 01— 1 0 0 ) 23 50—3
C T 机X 线 射频高高 发生器 的压研
究王彬
(秀通 学大附 属医 影院像科 ,南 通2 6 0 南) 2 01
摘
:要高高压频发器生 是C 高T系压中最重统要的组部分成.本文要主绍介频高高压生
发器组的和原成,高理逆变频器冲控制的 脉 和 PF方法 ,高频磁 芯材料的择,绕组的设选 MM计
,损耗 计的算, 磁电兼 容的考 虑高, 压 流整 电 的路计设.研 制2 K z k5 高z压发 0 H 和0
生H器 的体 .会
关键词
C; 一 X高 频 高压:发生 器 变 压器 T :线
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A t a t bh T i hefu n y a d h g o tg e e ao s am tioo tn a o t . i ri ls r c e: hg r q e c n h v l g enr tr i s mp r ap r t Cf TTh asceti
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M Pem o f ept lcen l rf h gqrn y v ier T h ieo h hmeae lifma n f o eh t ds oh su o t o i h fe eu cn e t , ecr c fo t orat goe cc ir hoe hg r q n u Ty e ds fgo a d te c ulaino l s , ce nei o aeef ot g e ft ichf e e c,h e in o c nf h l c at o lfo s T o d rs tonlc rma t h i inc m pt ii , ed sg f theg tgo et y c r ut T n e a e sh gol g e e a o f o a lt bT e i h o h v le r ic ci .io u rdtdnt h v i te gn r t o r iy h n ia f ahm ua a r 0 Hzt d a5 Hk. zn fcu 2ek 0n
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CT 高系压中统以高 高频压 发生最复杂器最重和要, 其能 性的坏决好定x 射线 质量 ,的更进
一
步说 决定了整个C T系 的统度精, 高高频发生压器是 CT 像系统 中成最键的部关件之,一其价
昂格,贵 前 国内的目所用 的 X射线高频压高发生大都进器 ,口文本结 研合谈制一点会 体.
高频1高压生发的器理原 如
图 1 高 高频压 发 生 器一般 是 将交 流(0 V ～ 8V )经 三 相 整流 为 正 负 直 流U 20 30 c 6( V 8 V)斩-去波除 高频量 分 20 60 ,, 滤波 比为较稳平直的流 逆,器变逆变后( 频率 2K z IO H) 0 H OK z～
输高 变 器再 高整 为 负流压 ( 频入压 经,频 流 正 直 阳 盔,高 给管高 电 Ⅲ 高 球 的 压场.
相 三流 交
三 相流 整般 一用 采功 率整流 桥
大
堆 全 波整 做流 老, 一点C 用机晶闸 .管波斩 般 一用 应 TMSOE F或TI BG T管 ,有应也用晶 闸 管 ,波斩率频 k z到 10 2 H 0H 0.k z滤波 电 应用路 L滤C波得器 比较到平稳的直流 电 压 .高高频压生器发线路 ,里 在以高 大频功 率变逆器和 频变压器高最 为键 .关
逆变 器 2如图 a 2将逆,变器表为示个开四关高频变和器组成的压路,在电 A )(, 和 B D, 收
稿日期 :2 0 31— 0 5 0 8
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5 . 2
C理 T论 与 用应 研究
l卷4
C 加上 如图上2 (所)示 控的制 电 ,经高压频压变得器到 高频流 电交输压 出.AB, D现在, b,C
一
般
用 M应S EOF T或 I T功大率件器,老 一的点C GB T 用 应电管,子体晶管, 晶管等 闸 .
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2图 逆 器 变 的理原 示 图意
图 3
变器 逆等的电效路
逆
变的输器等出 电效 路如 3图所 示其 ,中 u为逆变 器输出.L C,为高 变频压器的等效电 和感电 容,为变R 器纯 电阻压为了,方便分析不计 电阻纯. 路的阻抗电 ()=∞ZL, f — ∞Cl ,( = f为变 器的逆 率,谐频振频 率￡ 2r4 .f C I 2,fI ) J /.L l 一般 2 为10 ～Hz 00 K V ,加在球为管 上 的电 ,压V 鲁 (● )U- f ,●Z管为电流 V = , ( /- U 一 L o1C)∞2当 统系逆的 频变 率正为谐振好频 率I 时V U ,球管得到 上电压最 ,从上高式看 出,要可 使V 变可改变改率 频∞,这方式一种般叫做 = F( ur y dn li n 也可, 改以变 'UM f q e c u a o) mo te 即改脉冲 宽度 叫变做P (slw t Mp ei mou a o)u h d li n.t
高3 变压 频器隆 羽 高频:变压器高是高压发生频中器进能行储存量传和输的的重要器,件 个性一
能好的高 变频器压应损该耗低 ,漏感小, 分 布电容耦及 电合小 ,符合 电磁兼容容 等变压. 器的 芯采用磁氧铁 体根,据高 频变器 的频率压可应 用 WP(l 15 H 0)W (5 22 0 H )3W1- 0 k z P 2 - 0, zk,P (0 3 ~H0z ,P 010 k) 4 (0Wk z 1 3 0 H～ HM ,z国能内产生 mP P一,我们般用应P ,) W W3 lW 2W作 3P 为高变频器 压的芯磁. 变压 传输功率器正 于比工作率频f , 最大允可许通 B 磁和磁截面路积 A m, 表 为示:Ph C f W d = A 其中B 与C开 电关 电源路工作方有式 ,关Wd组参数绕. 增大芯尺寸 , 磁 提高可变器传压功率 输,高频高但压发生 器目的之 是为一了 减小体 积,降低量重 .增加频可提 率高 功率, 对大但率器件功求高 ,要开在 关路电 产中 生多较谐波 ,产的生 一的电定辐射源 提,高频 磁率损芯耗也随频 率线成性加增,要提 高频磁高芯 的性能 对于.工频作为率10 H z 0 K的率磁功芯,降 损低耗常非重要 包,括组铜损绕 和磁芯铁损 ,铜损 包括 流直 和交损流耗 直,流主要 线圈 是的铜 损,般一取电 密度 为流 2～A4 , A mm, 高频
电流引 起 的趋肤应 ,效使线的有导流通效面积减小 ,导使线的流交阻抗 远于大铜 阻 , 可使用抗多 线并股 绕 . 铁 损是高频压器 变重的要成部分 组,常有三通分部组 ,成磁滞 损,耗流损耗涡和剩 余损 .耗对于 工作频率在 0 H1 0 k z以 的磁芯 ,磁滞损耗为下最要 重,损耗正其于比流磁滞 同线直的面积 并与, 频率成线性 关系.磁滞 损耗 = B ,Hff d 频为率 , B 为H最大通 B 磁下测 得直流的滞 磁回 线 d 的等值 .线 感漏大产生尖峰的 压电幅度愈 高,极漏位钳电路 损耗愈,一大来般说 感为漏极次开路 时的初 极 电 量感的 1%— 3% 减 小.高变压器频的 漏 的感办主要法为减小初级 绕组匝的数, 小减磁 的气芯 隙等 .分 布容不 仅电电使源压器 变损的增耗加 ,且而与绕组还的 布 电感分成构 L 荡振, 生产噪 C 音, 别是特 级绕初组 布分电容 影 响比较的著 ,为显 减了小分布电 容影响的 , 尽应量小减匝每导 线的 度长并,初级将组绕的始端接 级 漏电.磁容是指兼频高压变器不生产对界外的电 干扰磁 ,能也 受外界承 电磁干的扰.包括 频高 音噪, 和不可 的高频噪闻 .其产音的原生之因是磁致伸一缩使, 芯磁发生位 移.选用 种一 波璃" "珠胶合剂的粘来磁芯合,效 甚好 果也.可 以金用箍属磁 芯将 夹紧 因一.般c r频变压高放在装有高压绝器油的缘密封金桶属 ,内起到能 定一屏蔽用作 .
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3
期王 彬秀: 机x 线射高 频高 压 发 器 生的研 究
5
3
体具变压器设计的要重好复多,以次设计论理指导为, 在践实不中提高断 具.包括:体变 压器的功率确
磁定 的尺芯,计算寸组 绕匝数 , 择选绕导组线和耗 计算等损.
4几种 典型 的压发 生 器
41 0高 .机T中一 将 般极 阳阴和极开 ,分用 同不变的器压 变乐次级器直整接 流为高压直流.图 4 , a b示所 .
用
多 得
压
r 一.1 一
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这种高压
发生器的 率 功
整 流 4.2
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出
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图 5 二级 倍压整 流
舭
r 1 ~
图 6
级次 级多串联
图 为二5倍压级整流 , 根以据需要成 多做倍压级流 . 可整用 种这法变方器可压以做得 比 较, 小 高频堆 ,硅 滤波 容电的耐 可 以低 一压.这点种压发高 生器的功 不率做得能大 . 很
43 次级多 级串 :图联6这种方法简单 , 对频硅堆 高,滤波电容 的求也要不 高,种这 压 发生高 器. 的 功可 以率 做得比较 ,也有大的 高压生发器应用压整流 倍多级 再联串, 也有 的C T机把 压高压 变
器和压高整流 路电 用压高氧环树脂真空 装封,这 种所 为体固压发生器高能 性较稳比 ,定扫在描架
速高旋 时不会转有油现象漏 但 一,故障有不太好修维 .
5研制 会体
应用六个二阶压倍整 流电路串 联,磁 芯采 E型用铁体氧 初,级大用功率管 IBG T管动驱 整, 变个器压浸在 2泡 号5高绝缘 压中油,设计当作工频率为 2 k 左 时 ,高右压为 6 K 输 山电流, H0 z5v10 0 A,m工作当频 升率高,时压开高使低 ,当降达到 4k z时,高 压只有2 k 当.设计作频工率 0 H v 为 51 0Hkz左右时, 压高 输出只 不有到 2K .分原因是析由于 国产 高频流整管 硅频的率 达到不标 8v
称
的Olz OHk 经测,只有 试2 k另外.高频 芯和高频漆包线磁的频高耗可损能 也比大较 以影. 5响H
了z压高的 输.出 频高高压发生器原理很 简, 但要单制一 台比作好 的较压发高生器 比 较复 杂,除 频高压变器 ,外
线圈的绕制 , 高硅频 堆,频高电 容 要求 同样的也比较 高 因国 .内不能生还有产 主产权自的高频高 压 x射
发线器 .因此生对研 究有其重要的义 意 . 参考文 献: [
】S l bT Hg W u丘nxr ye etr i [ a .dpy.0 2e; 9 () :4 2 . o1o ~ hi ec. y nr ob s sMe ]h s2 0F b2 2 1- ag a cJ 3
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][华中 人民共 和国电子 业 工部 ,开关 电源 压变器计 方法算I ]/S22 - 8 2 .S J 9 1 北8 ,京 1 9. Z9 8】[子电 变器 专 压委会 电子 变,压 器 册 手() . 阳 :辽 宁 科 出技 社版, 19. . 3M 沈 98 10
作 者简介: 秀彬王( 9 ) 136一, 男硕:, 高级工,程师,土 从事 要x剁'高 频压高发生器 M融 射 和线 频线圈 维的修 研究 与.