高频高压发生器原理(PPT文档)

• 5.高频高压发生器的高压部分整流电路简单。
• 大功率的工频X线发生器为了抑制软射线，要减 小高压输出的脉动率，其高压变压器的次级采用 三相全波整流电路，复杂而庞大。
• 高频X线发生器的工作频率提高后，只要使用小 容量的高压电容器就可以有效抑制高压波形中的 脉动量。这样在高频X线发生器的高压变压器的 次级只需采用简单的单相全波整流电路。
• 因场效应管（IGBT）或晶闸管开关频繁， 实际应用中常使用两套或多套串联谐振电 路以减小逆变电路的损耗。
• 如图串联谐振逆变电路所示，电路的电源由不可 控三相整流桥整流后经大电容C1滤波获得平稳的 直流电压，属于电压型逆变器。电路为了续流， 设置了反馈二极管D1~D4，而逆变器输出功率依 靠调整功率开关管触发脉冲的频率来进行调节。
电路使用谐振逆变电路，通过改变频率来改变电 压，可满足KV在宽广范围的调节，从而省去笨重 的自耦变压器。
• 4. 高频高压发生器的KV和mA的控制精度大大提 高。
• 工频X线发生器大多以KV预示及KV补偿来确定 曝光时KV的值。KV预示即在X线管未加负载时， 先测量高压初级电压，再根据高压变压器的变压 比，计算出高雅次级电压，预先将本次曝光X线 管两端可能加的实际KV指示出来。KV补偿法即用 某种方法预先增加高压变压初级电压，以补偿空 载与负载时的电压差。但曝光开始后，为防止加 压后自耦变压器碳轮移动产生电弧，同时由于曝 光时间短，碳轮驱动系统的机械惯性跟不上电信 号的变化，碳轮将处于静止状态，KV的控制没有 闭环反馈，这时由电源电压波动或其他因素造成 的输出高压变化便无法补偿，使实际KV至于所要 求的KV设定值有偏差。
• 3.高频高压X线发生器能显著缩小体积和重量。
• 普通变压器的感应电动势E与工作频率f，线圈匝 数N和铁芯截面积S的关系为：
•
E/f·N·S=常数
• 由上式可见，若工作频率提高了几千倍，线圈匝 数N和铁芯截面积S的乘积即可缩小几千倍，而分
母保持不变，这样就可大大减小变压器的体积。 省去笨重的自耦变压器。工频X线高压发生器是 通过自耦变压器调节KV的，而高频X线Leabharlann Baidu生器主
• 倍压整流电路：当将几个由二极管和电容 组成的半波整流电路作几级串联时，交流 电压经二极管D1--Dn在每半个周期内对电 容C1—Cn进行充放电，用低的交流电压就 可以获得单级半波整流电路几倍的输出电
压。倍压整流电路可以是单倍压，两倍压， 也可以是多倍压。
串联谐振逆变电路
• 如图所示为一个RLC串联谐振的的桥式逆 变器。逆变桥由四个臂构成，每一个臂由 一个场效应管（IGBT）和一个续流二极管 并联组成。输出为串联谐振电路，谐振逆
变技术中有串联逆变和并联逆变两种方式，
并联谐振逆变电路就用在工作频率固定或 变化不大的场合。高频X线由于频率调节范 围比较宽，采用串联谐振逆变技术较为方
便。串联逆变技术要求输入为恒压源，采 用大电容的滤波。
• 采用谐振开关技术，可以使功率器件两端 的电压或流过的电流呈正弦规律，而且电 压、电流波形错开，以实现功率器件零电 流开关或零电压开关，使开关损耗理论上 降为零。因谐振电路吸收了高频变压器漏 抗、电路中的寄生电感和功率器件的寄生 电容，消除了高频时产生的电压尖峰和涌 浪电流，消除了电磁干扰和电源噪声。
• 6.使用微机控制，集成化程度高，控制电路体积 减小。
高频高压发生器的主电路原理图
• 高频X线发生器主电路工作原理
• 整流器把工频电源整流、经滤波变为平滑 直流；逆变器把直流变成频率为几万Hz的 交流电，由这部分电路决定发生器输出KV 的大小；高压变压器变压，获得所需的直 流电压。高频X线机的高压变压器工作在频 率为几十到几百KHz的高频。
低，降低了患者X线伤害程度。
2、高频高压发生器曝光时间精确，曝光时间的重复 率高，可实现超短时间曝光。
• 工频X线发生器多以可控硅或接触器作为曝光与 切断的开关元件，而接触器或可控硅的切断要 与电源频率同步进行；当交流相位没有达到或 接近“过零点”时，接触器或可控硅就不能切 断电源，使短时间曝光的重复率变差。在短时 间的自动曝光系统中，更不能按最佳瞬间及时 切断高压。采用逆变技术的X线高压发生器输出 的是波形近似恒定的直流高压，所以短时曝光 不受电源同步的影响，曝光定是精确，曝光重 复率高。X线机超短时间曝光取决于高压波形的 上升沿，高频机高压波形上升沿很陡，所以最 短曝光时间可达1ms。工频机的高压波形按工频 正弦波变化，上升沿缓慢，较难实现超短时间 曝光。
高频高压发生器原理
与工频机相比的优点
高频机的工作原理
AC
整 流
滤 波
逆 变
高 压 变 压 器
滤高 压 整
波流
球 管
X线高频发生器特点
1、x线性能稳定，成像质量及效率高。 X线的质（硬度）是由x线球管上所加的高压，
即kv的大小决定的，在x线发生时，如kv有波 动，X线的质不稳定，低KV造成软射线，射线 性能降低。。工频X线高压发生器输出电压是脉 动直流波形，对成像没有任何帮助的软射线成 分较多。高频高压发生器输出的波形近似恒定 直流，射线性能稳定，软射线成分较少，因而， 成像质量高，同时，成像效率高，剂量可以降
• 工频X线发生器的mA调节电路需要设置稳 压电源，同时由于空间电荷效应的影响，
灯丝电路还要对空间电荷进行补偿，尽管 采取很多措施，mA实际值与设定值仍有较 大误差。
• X线高压发生器，KV和mA的控制使用闭 环控制，即使用KV和灯丝电流的测量电路， 由比较电路把测定的值与KV和灯丝电流的 设定值相比较，如果有差别的话，有控制 电路对控制参数进行快速调整，直到KV和 灯丝电流的设定值与测量值一致。KV和mA 的控制的控制精度大大提高，所以，重复 性也提高了。
整流电路：
• 整流电路的作用是将交流电压变换为单向 脉动的直流电压，滤波电路用来滤除整流 后单向脉动电压中的交流成分，使之成为 平滑的直流电压。因为高压发生器主电路 电压很高，如果是被压整流滤波后的电压 就可达530V左右，而稳压器件不能承受这 样的高压，所以滤波后无稳压电路。
单相倍压整流电路