串并联谐振式x线机高压发生器的设计与实现

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1、●，‘■东北大学硕士学位论文摘要串并联谐振式X线机高压发生器的设计与实现摘要1895年德国科学家伦琴(1845-1923)发明了第一台X线机，现在X线机已经成为～种重要的医学诊断仪器，而高压发生器是球管的电源，它为球管提供高压和灯丝电流。从本质上讲，X线高压发生器是一种高频高压开关电源，开关电源的逆变器通常采用脉宽调制的控制策略，但医用X线高压发生器的负载变化范围较大，输出电压从40KV到150KV，输出电流从10mA到2000mA，采用脉宽调制的控制策略，高压发生器的暂态和稳态特性将无法保证。本文设计

2、了一种串并联谐振式X线机高压发生器，逆变器采用频率调制的控制策略，使开关管可以工作在零电压开通模式，变压器二次侧采用倍压整流结构，大大的减小了设备的体积。文中对串并联谐振变换器拓扑结构进行了详细分析，推导出了高压发生器工作的等效简化模型；给出了主电路、反馈控制及开关管驱动系统的详细电路，通过和项目组的共同努力，做出了实验样机，达到了预期的实验效果：这种频率调制的谐振变换器可以更好的改善输出电压特性，提高了系统的效率和稳定性。通过实验数据，可以证明这种串并联谐振式X线机高压发生器有很好应用价值。关键词：高

3、压发生器；串并联谐振；倍压整流；脉冲频率调制一II—东北大学硕士学位论文AbstractDesignandImplementforSeriesParallelResonantHighVoltageGeneratorofX-·rayMachineAbstractThefirstX-raydeviceWasdiscoveredaccidentallybytheGermanscientistRoentgen(1845·1923)inl895．Nowadays，X—raymachinohasbecomeoneo

4、fthemostimportantmedicaldiagnosticequipments．X-rayhighvoltagegeneratoristhepowersupplyoftube，itprovidehighvoltageandfilamentcurrentforthetube．Bynatural，X—rayhighvoltagegeneratorisasortofhigh-frequencyhigh-voltagepowersupply．Ingeneral，powersuppliesemployi

5、nghigh·frequencyinvertersareimplementedforpulse-widthmodulationcontrolschemes．Inparticular,thdrgoodtransientandsteady-stateperformancescannotbeachievedunderwideloadvariationsforamedical--useX··rayhighvoltagegeneratorrangingfrom40to150kVintheoutputvoltage

6、andfrom10to2000mA，respectively．Ahigh—voltageDCpowersupplydesignedforX—raypowergeneratorapplicationsisconsidered，whichUSeSseriesparalldresonantinverter-linkedvoltagemultiplyingrectifierconnectedtothesecondary-sideofahigh-voltagetransformer．Thegenerator’Sb

7、ulkisreducedgreatly．Pulse—frequencymodulation(PFM)controlschemeofthisconverteroperatingatzero-voltagesoftswitchingmodeisdescribed．Topologyofseriesparalldresonantconverterisanalyzedcarefullyinthisthesis．Ideducedsimplifiedequivalentmodeloftheinverterandpro

8、videdetailedcircuitsofmainloop、feedbackcontrolandMOSFETdrivesystem．Anexperimenmlmachineisassembledbyourgroupandthemachineworkedwellasweexpected．Itisproventhattheproposedconvertercontrolschemeofpulse—frequencymodulationismo