x线机灯丝逆变电路实验

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1、X线机灯丝逆变电路实验【实验目的】X线机灯丝逆变电路采用交流逆变技术，能自动稳定X线管灯丝的加热电流，当选择不同的mA时，产生一个与mA值相对应的控制信号来控制灯丝加热脉冲宽度，以达到稳定控制灯丝电压，提供合适的曝光量、以满足诊断需要。通过实验熟悉电路的工作原理，理解灯丝逆变的过程及工作特性。【实验器材】X线机灯丝变频电路实验箱，示波器一台，数字万用表一块【实验原理】电源开关曝光开关大小焦点模拟5V电源模块±9V电源模块电流、频率显示及控制电路信号发生电路灯丝逆变电路信号处理电路图1实验板结构及原理图实验原理如图1所示，主

2、要由电源电路、信号发生电路、信号处理电路、灯丝逆变电路和电流、频率显示及控制电路五个部分组成。1．电源电路电源电路分成两部分，一路为±9V电源模块，220V交流电经过整流滤波输出直流±12V电压，两电压相位相差180º，加至灯丝逆变电路中三极管Q3、Q4的发射极上。另一路为5V电源模块，220V交流电经过整流滤波，通过7805生成5V直流电供给信号发生电路、电流频率显示及控制电路、信号处理电路和一部分灯丝逆变电路。2．信号发生电路信号发生电路由CPU控制，通过调整电流、频率显示及控制电路中加减电流和频率的按钮，信号发生电路

3、将根据输入的输入的相关参数产生逆变电路所需要的频率控制信号（占空比为1:1的方波信号，见图2①）和电流控制信号（根据电流的大小，对同频率的方波信号经过占空比调制的信号，见图2②）。TP4与GNDTP7与GNDTP6与GNDTP5与GNDTP8与G①②③④⑤图2电路各点波形3．信号处理电路信号处理电路主要由40106、4024、4093三种集成电路组成。两路输入信号先经过40106（U11）整形之后，频率控制信号输入4024（U14），4024的输出信号一路直接输入4093（U15），另一路经过40106（U11）反向后输入

4、4093（U15），汇同电流控制信号，经过两个与非门电路的运算，输出最终的逆变控制信号（见图2③），以上两组信号分别送入灯丝逆变电路，经逆变后产生一个交流电压（见图2④），供给灯丝供电电路。4．灯丝逆变电路经信号处理电路处理后生成两组逆变控制信号（见图2③），经过隔离器件后送Q1、Q3逆变，产生一个交流电压，供给灯丝供电电路。5．电流、频率显示及控制电路用于设定和显示系统的电流强度和电流的频率。详细实验电路见本节实验教程后的图3所示。【方法及步骤】1．接通电源：给X线灯丝逆变实验箱接入220V电源，打开电源开关，观察D10

5、、D11指示灯亮，说明电源调整电路供给灯丝逆变的正负电压正常；观察PWR指示灯亮，说明供给信号发生器的电压正常。2．频率显示：开机后，电源工作正常可以看到显示频率的数码管显示200Hz，可以使用数码管旁边的频率+和频率-按钮在200Hz～500Hz范围内上下调节频率的大小。3．MA调节：开机后，电源工作正常可以看到显示MA的数码管显示50mA，可以使用数码管旁边的MA+和MA-按钮在50mA～500mA范围内上下调节MA的大小。当数码管显示为50、100mA时，为小焦点灯丝加热，可以看到小焦点指示灯亮；当数码管显示为200

6、、300、400、500mA时，继电器K2切换工作电路，为大焦点灯丝加热，可以看到大焦点指示灯亮。4．灯丝加热：调节好大小焦点后，按下加热开关，控制电路的继电器K1闭合，可以看到对应大小焦点的灯丝开始加热，随着电流的大小由发红逐渐变亮。5．数据测量：分别测量TP2与G点电压、TP3与G点电压，测量TP1与GND点电压，观察电压是否正常。6．电压波形测量：在测量波形前①调节频率为200Hz，MA为50mA。②注意波形测试时各测试点不共地，每次测量波形时，要先关断电源开关，再放探头输入线测量波形。7．测量各点电压波形测量TP4

7、与GND的电压波形；TP5与GND的电压波形；TP6与GND电压波形；TP7与GND电压波形；TP8与G的电压波形。8．分别调整电流值为50、100、200、300、400、500mA时，观察大小焦点的灯丝的转换及亮度，并测量TP8与G之间的电压，并观察各测试点波形的变化情况。9．调整频率旋钮，观察大小焦点的灯丝的转换及亮度，并测量电压，并使用示波器观察TP8与G点之间的波形变化情况。【思考题】1．分析实验电路工作原理。2．信号处理电路是如何产生逆变控制信号的。3．频率信号的大小是否影响灯丝的加热电压。【注意事项】1．因本

8、电路接地点不共地，在测试波形和电压时要看好每个接地点，再进行测试。2．示波器测量波形时，不要使用示波器电源插头的公共地，最好采用单通道测量波形，以免由于示波器的测试点连接不当造成仪器短路损坏。3．每次测量波形时，首先要关断电源开关，再放探头输入端进行波形测量。4．用万用表测量直流电压时，注意表笔的测量极