X射線管用高壓電源設計及H∞切換控制方法研究.pdf

1、X射線自發(fā)現(xiàn)以來在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和軍事等領域得到廣泛應用。傳統(tǒng)X射線管用高壓電源多采用油式或工頻整流模式，體積龐大、功耗高、效率低;國外同類產(chǎn)品成本高、維修困難。因此本文將智能MCU與高頻電源技術相結合，開發(fā)出一套穩(wěn)定可靠X射線管用高壓電源，實現(xiàn)最高-30KV直流電壓、最大2.5mA直流管電流可調穩(wěn)定輸出，并對其穩(wěn)壓控制方法進行研究，具有十分重要的意義。
　　本論文主要研究內容如下:
　　(1)系統(tǒng)需求分析。對現(xiàn)場設備實際運行數(shù)

2、據(jù)進行分析，與同行業(yè)先進設備對比，總結問題所在點，提出設備改進性能指標。即實現(xiàn)最高-30KV直流電壓、最大2.5mA直流管流可調穩(wěn)定輸出，紋波小于0.1％，體積小，魯棒性良好等。
　　(2)系統(tǒng)總體方案設計。根據(jù)需求分析制定系統(tǒng)軟硬件總體方案及控制總體方案，并進行可行性驗證分析。即控制器選用FPGA，通過驅動PWM脈寬調制、逆變、諧振、高頻變壓、倍壓整流及反饋采樣等環(huán)節(jié)，搭建電源閉環(huán)控制系統(tǒng)，實現(xiàn)高壓、管流穩(wěn)定輸出。根據(jù)系統(tǒng)變結構

3、特性，選用H∞切換控制方案。
　　(3)系統(tǒng)總體方案硬件平臺搭建。采用模塊化原則，對總體方案進行模塊解析，搭建硬件平臺。主要為FPGA最小系統(tǒng)及外圍驅動兩部分，外圍驅動又分為AD/DA、PWM脈寬調制、逆變、諧振、高頻變壓、倍壓整流等;以及CAN總線、UART串行通信接口。主要對其進行器件選型、電路設計及參數(shù)計算等。
　　(4)系統(tǒng)總體方案軟件平臺搭建。采用模塊化編程，主要為FPGA內核驅動及上位機開發(fā)兩部分。與外圍接口模塊