大功率軟開關(guān)X光機高壓直流電源.pdf

1、隨著現(xiàn)代醫(yī)學的發(fā)展，醫(yī)用X光機為人類某些疾病的診斷和治療提供了有力的技術(shù)支持和保障，應用的范圍也越來越廣。現(xiàn)有的X光機頻率較低，整個X光機體積較大，X射線效率低，無用的軟射線劑量多，使得成像質(zhì)量較差，而且X光機高壓電源輸出電壓的上升時間長，使得醫(yī)生和患者受到的X射線傷害增加。所以，人們對X光機的要求越來越高。
　　 X光機高壓電源是X光機重要組成部分，其頻率的大小與電壓的可調(diào)性決定了X光機成像質(zhì)量與疾病診斷范圍。本文就X光機高壓

2、電源的頻率和電壓可調(diào)性，分別從相關(guān)的理論分析及系統(tǒng)仿真模型，結(jié)合具體的實驗平臺，深入研究影響X光機成像質(zhì)量的因素以及其改進效果，并通過實驗對理論仿真結(jié)果進行驗證。
　　 論文首先闡述了X光機高壓電源的結(jié)構(gòu)和工作原理，在分析影響X光機成像質(zhì)量的因素基礎(chǔ)之上，將兩相交錯并聯(lián)Boost PFC和全橋LLC諧振變換器應用于醫(yī)用X光機高壓電源中。
　　 分析了兩相交錯Boost PFC工作原理，介紹其優(yōu)點，并對電路參數(shù)進行了設(shè)計。

3、選擇兩相交錯PFC控制芯片UCC28070，對芯片的外圍電路和控制器進行設(shè)計，解決了大功率PFC設(shè)計困難。
　　 在逆變部分采用全橋LLC諧振變換器，一方面通過改變開關(guān)頻率調(diào)節(jié)輸出電壓；另一方面使開關(guān)管實現(xiàn)軟開關(guān)，減小開關(guān)損耗。分析了LLC諧振變換器工作原理和軟開關(guān)實現(xiàn)的條件，推導并建立了基波等效模型。推導了諧振網(wǎng)絡參數(shù)的設(shè)計公式，并對參數(shù)進行優(yōu)化分析。解決了高頻下開關(guān)損耗大的問題，以及利用諧振電路升壓，減少了變壓器的匝比，使得

4、變壓器設(shè)計、制作相對簡單。
　　 在高壓部分，考慮到高壓變壓器的分布參數(shù)，對變壓器參數(shù)進行了設(shè)計，并對高壓變壓器的絕緣和制作工藝進行了設(shè)計，減少了分布電容的影響。
　　 由于X射線管的非線性特性，利用Saber仿真軟件建立其等效模型并對整個高壓電源系統(tǒng)進行仿真驗證，使得仿真更加逼近實際工況。同時，搭建實驗電路，對整機電路進行了實驗驗證。仿真和實驗結(jié)果表明，本方案的X光機高壓電源開關(guān)頻率高，開關(guān)損耗小，輸出電壓上升時間和紋