高頻高壓發(fā)生器原理

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1、高頻高壓發(fā)生器原理與工頻機(jī)相比的優(yōu)點(diǎn)高頻機(jī)的工作原理X線高頻發(fā)生器特點(diǎn)1、x線性能穩(wěn)定，成像質(zhì)量及效率高。X線的質(zhì)（硬度）是由x線球管上所加的高壓，即kv的大小決定的，在x線發(fā)生時，如kv有波動，X線的質(zhì)不穩(wěn)定，低KV造成軟射線，射線性能降低。工頻X線高壓發(fā)生器輸出電壓是脈動直流波形，對成像沒有任何幫助的軟射線成分較多。高頻高壓發(fā)生器輸出的波形近似恒定直流，射線性能穩(wěn)定，軟射線成分較少，因而，成像質(zhì)量高，同時，成像效率高，劑量可以降低，降低了患者X線傷害程度。。2、高頻高壓發(fā)生器曝光時間精確，曝光時間的重復(fù)率高，可實(shí)現(xiàn)超短時間曝光

2、。工頻X線發(fā)生器多以可控硅或接觸器作為曝光與切斷的開關(guān)元件，而接觸器或可控硅的切斷要與電源頻率同步進(jìn)行；當(dāng)交流相位沒有達(dá)到或接近“過零點(diǎn)”時，接觸器或可控硅就不能切斷電源，使短時間曝光的重復(fù)率變差。在短時間的自動曝光系統(tǒng)中，更不能按最佳瞬間及時切斷高壓。采用逆變技術(shù)的X線高壓發(fā)生器輸出的是波形近似恒定的直流高壓，所以短時曝光不受電源同步的影響，曝光定是精確，曝光重復(fù)率高。X線機(jī)超短時間曝光取決于高壓波形的上升沿，高頻機(jī)高壓波形上升沿很陡，所以最短曝光時間可達(dá)1ms。工頻機(jī)的高壓波形按工頻正弦波變化，上升沿緩慢，較難實(shí)現(xiàn)超短時間曝光

3、。3.高頻高壓X線發(fā)生器能顯著縮小體積和重量。普通變壓器的感應(yīng)電動勢E與工作頻率f，線圈匝數(shù)N和鐵芯截面積S的關(guān)系為：E/f·N·S=常數(shù)由上式可見，若工作頻率提高了幾千倍，線圈匝數(shù)N和鐵芯截面積S的乘積即可縮小幾千倍，而分母保持不變，這樣就可大大減小變壓器的體積。省去笨重的自耦變壓器。工頻X線高壓發(fā)生器是通過自耦變壓器調(diào)節(jié)KV的，而高頻X線發(fā)生器主電路使用諧振逆變電路，通過改變頻率來改變電壓，可滿足KV在寬廣范圍的調(diào)節(jié)，從而省去笨重的自耦變壓器。4.高頻高壓發(fā)生器的KV和mA的控制精度大大提高。工頻X線發(fā)生器大多以KV預(yù)示及KV

4、補(bǔ)償來確定曝光時KV的值。KV預(yù)示即在X線管未加負(fù)載時，先測量高壓初級電壓，再根據(jù)高壓變壓器的變壓比，計算出高雅次級電壓，預(yù)先將本次曝光X線管兩端可能加的實(shí)際KV指示出來。KV補(bǔ)償法即用某種方法預(yù)先增加高壓變壓初級電壓，以補(bǔ)償空載與負(fù)載時的電壓差。但曝光開始后，為防止加壓后自耦變壓器碳輪移動產(chǎn)生電弧，同時由于曝光時間短，碳輪驅(qū)動系統(tǒng)的機(jī)械慣性跟不上電信號的變化，碳輪將處于靜止?fàn)顟B(tài)，KV的控制沒有閉環(huán)反饋，這時由電源電壓波動或其他因素造成的輸出高壓變化便無法補(bǔ)償，使實(shí)際KV至于所要求的KV設(shè)定值有偏差。工頻X線發(fā)生器的mA調(diào)節(jié)電路需

5、要設(shè)置穩(wěn)壓電源，同時由于空間電荷效應(yīng)的影響，燈絲電路還要對空間電荷進(jìn)行補(bǔ)償，盡管采取很多措施，mA實(shí)際值與設(shè)定值仍有較大誤差。X線高壓發(fā)生器，KV和mA的控制使用閉環(huán)控制，即使用KV和燈絲電流的測量電路，由比較電路把測定的值與KV和燈絲電流的設(shè)定值相比較，如果有差別的話，有控制電路對控制參數(shù)進(jìn)行快速調(diào)整，直到KV和燈絲電流的設(shè)定值與測量值一致。KV和mA的控制的控制精度大大提高，所以，重復(fù)性也提高了。5.高頻高壓發(fā)生器的高壓部分整流電路簡單。大功率的工頻X線發(fā)生器為了抑制軟射線，要減小高壓輸出的脈動率，其高壓變壓器的次級采用三相全

6、波整流電路，復(fù)雜而龐大。高頻X線發(fā)生器的工作頻率提高后，只要使用小容量的高壓電容器就可以有效抑制高壓波形中的脈動量。這樣在高頻X線發(fā)生器的高壓變壓器的次級只需采用簡單的單相全波整流電路。6.使用微機(jī)控制，集成化程度高，控制電路體積減小。高頻高壓發(fā)生器的主電路原理圖高頻X線發(fā)生器主電路工作原理整流器把工頻電源整流、經(jīng)濾波變?yōu)槠交绷?；逆變器把直流變成頻率為幾萬Hz的交流電，由這部分電路決定發(fā)生器輸出KV的大??；高壓變壓器變壓，獲得所需的直流電壓。高頻X線機(jī)的高壓變壓器工作在頻率為幾十到幾百KHz的高頻。整流電路：整流電路的作用是將交

7、流電壓變換為單向脈動的直流電壓，濾波電路用來濾除整流后單向脈動電壓中的交流成分，使之成為平滑的直流電壓。因?yàn)楦邏喊l(fā)生器主電路電壓很高，如果是被壓整流濾波后的電壓就可達(dá)530V左右，而穩(wěn)壓器件不能承受這樣的高壓，所以濾波后無穩(wěn)壓電路。單相倍壓整流電路倍壓整流電路：當(dāng)將幾個由二極管和電容組成的半波整流電路作幾級串聯(lián)時，交流電壓經(jīng)二極管D1--Dn在每半個周期內(nèi)對電容C1—Cn進(jìn)行充放電，用低的交流電壓就可以獲得單級半波整流電路幾倍的輸出電壓。倍壓整流電路可以是單倍壓，兩倍壓，也可以是多倍壓。串聯(lián)諧振逆變電路如圖所示為一個RLC串聯(lián)諧振

8、的的橋式逆變器。逆變橋由四個臂構(gòu)成，每一個臂由一個場效應(yīng)管（IGBT）和一個續(xù)流二極管并聯(lián)組成。輸出為串聯(lián)諧振電路，諧振逆變技術(shù)中有串聯(lián)逆變和并聯(lián)逆變兩種方式，并聯(lián)諧振逆變電路就用在工作頻率固定或變化不大的場合。高頻X線由于頻率調(diào)節(jié)范圍比較寬，采用