一种x射线发生装置电流源的设计

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1、一种X射线发生装置电流源的设计杨刚吴文杰任峰安石油大学光电油气测井与检测教育部重点实验皇西安石油大学电子工程学院目前工业主要用高能电子轰击金属的方法产生X射线。在此设计一种棊于开关电源原理的自反馈型直流电流源。该电流源通过DC-DC转换芯片XL4015为开关电源模块提供可调的直流输入电压，Buck型开关电源模块为负载提供稳定的电压,从而流过负载的电流一定。将采样电阻的电压通过0PA2340差分放大，并用SG3525反馈给开关电源模块，从而形成闭环控制。经过试验测试，该电流源输出稳定，精度满足产生X射线的要求，丑具有效率高、性能可靠、电路简单易懂、成本低廉等优点。关键词：电流源;开关电源

2、;X射线发生器;0PA2340;SG3525;研究方向为测试计量理论及应用。研究方向为测试计量理论及应用。研究方向为控制科学与工程。基金：西安石油大学全円制研究生创新基金项目（2015CX140325）DesignofacurrentsourceforX-raygeneratorYANGGangWUWenlieRENFenMOEKeyLaboratoryofPhotoElectricityGas&OilLoggingandDetecting，Xi’anShiyouUniversity;SchoolofElectronicEngineering，Xi'anShiyouUniversity

3、;Abstract：Currently,themethodofusinghigh-energyelectrontobombardmetalismainlyusedinindustrytogenerateXray.Aself-feedbacktypeDCcurrentsourcebasedontheprincipleofswitchingpowersupplywasdesigned.TheDCcurrentsourcesuppliestheadjustableDCinputvoltagefortheswitchingpowersupplymodulebymeansoftheDC-DCco

4、nversionchipXL4015.AndtheBuck-typeswitchingpowersupplymoduleoffersthestablevoltagefortheloadtomaintainacertaincurrentflowingthroughtheload.Thevoltageofthesamplingresistorisamplifieddifferentiallyby0PA2340，andfedbacktotheswitchingpowersupplymodulebySG3525toformtheclosed-1oopcontrol.Thetestresults

5、showthatthecurrentsourcehastheadvantagesofstableoutput,highefficiency,reliableperformance,simplecircuitandlowcost,anditsprecisioncanmeetthedemandofXraygeneration.Keyword：currentsource;switchingpowersupply;X-raygenerator;0PA2340;SG3525;0引言X射线是由于原子中的电子在能量相差悬殊的两个能级之间的跃迂而产生的粒子流，是波长介于紫外线和丫射线之间的电磁波。X射

6、线具有很强的穿透本领,能透过许多对可见光不透明的物质，透过物质后会产生衰减。受高速电子撞击的金属，会发出x射线U1。金属靶材料不同，灯丝产生电子所需的电流也不同。本文所提的X射线源为双能级，灯丝所需电流为1.2A和1.8A。在使用过程中,X射线管会因电子撞击金属靶而产生热XU。为了不使整个系统发热更严重，X射线管的外围电路应减少发热。而0前大多数电流源都采用压控电流源，该种电流源是采用运放和三极管的结构m。其屮，三极管上会消耗一部分功率而发热，进而增加X射线发生装置的发热。为了避免这种情况，本文采用效率较高的Buck型开关电源结构，并用SG3525对采样电压进行反馈，实现闭环控制，从而

7、达到输出稳定的目的。1系统组成和原理1.1系统组成本电流源系统可分为稳压电源电路、XL4015电压转换电路、开关电源电路、差分放大电路、SG3525反馈电路等部分，其系统组成如图1所示。1.2系统的工作原理系统通过稳压电源电路向XL4015电压转换电路提供DC24V电压，向SG3525反馈电路提供DC15V电压，向差分放大电路提供DC5V电压。XL4015将DC24V转换成可调直流电压供给开关电源电路，开关电源电路采用Buck型结构。其输出电压