影像增強(qiáng)器控制電路研究

1、 西門子西門子Polydoros100 X線機(jī)線機(jī)影像增強(qiáng)器控制電路研究影像增強(qiáng)器控制電路研究李文獻(xiàn)李文獻(xiàn) 朱榮發(fā)朱榮發(fā)(郵政編碼 710038)西安第四軍醫(yī)大學(xué)唐都醫(yī)院介入放射科西安第四軍醫(yī)大學(xué)唐都醫(yī)院介入放射科一、影像增強(qiáng)器電路組成結(jié)構(gòu)一、影像增強(qiáng)器電路組成結(jié)構(gòu) 該影像增強(qiáng)器主要采用振蕩該影像增強(qiáng)器主要采用振蕩變頻式電路結(jié)構(gòu)為其供電，由電變頻式電路結(jié)構(gòu)為其供電，由電源供給單元，電流電壓控制調(diào)節(jié)源供給單元，電流電壓控制調(diào)節(jié)電路，逆變電路，倍壓整流、高電路，逆變電路，倍壓整流、高壓單元、輔助聚焦等部分組成壓單元、輔助聚焦等部分組成。二、影像增強(qiáng)器各部電路描述二、影像增強(qiáng)器各部電路描述 電源電路

2、電源電路 該該電電源源電電路路的的變變壓壓器器部部分分采采用用兩兩組組線線圈圈。由由于于其其每每組組線線圈圈的的初初級(jí)級(jí)都都可可接接 110V 電電壓壓，這這樣樣就就給給不不同同國國家家采采用用不不同同電電壓壓標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)時(shí)時(shí)，使使用用該該電電路路系系統(tǒng)統(tǒng)提提供供了了方方便便。如如國國外外使使用用時(shí)時(shí)，可可將將輸輸入入級(jí)級(jí)分分開開接接，就就可可適適用用于于 110V 電電源源，在在我我們們國國內(nèi)內(nèi)使使用用時(shí)時(shí)，可可將將兩兩組組初初級(jí)級(jí)線線圈圈串串聯(lián)聯(lián)就就可可適適用用于于220V 電電源源了了 該變壓器次級(jí)第一組線圈輸該變壓器次級(jí)第一組線圈輸出出 30V 交流，電流如大于交流，電流如大于 1A 較較

3、長時(shí)間，其保護(hù)開關(guān)長時(shí)間，其保護(hù)開關(guān) U3 將被彈將被彈起，切斷負(fù)載電源，其起，切斷負(fù)載電源，其 30V 交交流經(jīng)整流后輸出流經(jīng)整流后輸出+26V0.1V 電電壓，供給影像增強(qiáng)器控制電路，壓，供給影像增強(qiáng)器控制電路，使其產(chǎn)生高壓等。使其產(chǎn)生高壓等。影像增強(qiáng)器控制調(diào)節(jié)影像增強(qiáng)器控制調(diào)節(jié), 振蕩振蕩, 逆變，高壓逆變，高壓反饋電路詳圖及工作過程反饋電路詳圖及工作過程電路祥圖電路祥圖增強(qiáng)器主要控制電路的控制增強(qiáng)器主要控制電路的控制調(diào)節(jié)過程。調(diào)節(jié)過程。 該增強(qiáng)器控制單元主要由四部分該增強(qiáng)器控制單元主要由四部分組成，組成，J1、V1組成電壓調(diào)節(jié)器，組成電壓調(diào)節(jié)器，J2高壓控制放大器，高壓控制放大器，J3

4、陽極控制放大陽極控制放大器和器和J4聚焦控制放大器。聚焦控制放大器。 電壓調(diào)節(jié)器電壓調(diào)節(jié)器 J1J1、V1V1，其輸，其輸入電壓是由電源板上的入電壓是由電源板上的+26V+26V 直直流電壓提供。流電壓提供。+26V+26V 的直流電壓的直流電壓通過電容通過電容 C1C1，加在，加在 J1J1 控制放大控制放大器的正向輸入端，再經(jīng)過器的正向輸入端，再經(jīng)過 PNPPNP型三極管型三極管 V1V1（MJE701MJE701）送給其）送給其反向輸入端。反向輸入端。 該調(diào)節(jié)器輸出電壓由該調(diào)節(jié)器輸出電壓由 J1（LM305）的）的6 腳提供。其高低由腳提供。其高低由 R5 和和 R6 組成的電壓組成的電

5、壓分配器的比例系數(shù)確定，該分配器最終在分配器的比例系數(shù)確定，該分配器最終在M2 點(diǎn)形成點(diǎn)形成+23V2V 的直流穩(wěn)定電壓，送的直流穩(wěn)定電壓，送給給 LC 振蕩器。振蕩器。R3、R4 在在 J1 的的 2 腳控制腳控制下，產(chǎn)生一個(gè)下，產(chǎn)生一個(gè) 600mA700mA 的最大電的最大電流，流，R1 和和 R2 形成一小于形成一小于 180mA 的短路的短路電流。電流。 高壓控制放大器高壓控制放大器 J2，主要功能是控制增，主要功能是控制增強(qiáng)器陽極高壓的產(chǎn)生。其輸入電壓由強(qiáng)器陽極高壓的產(chǎn)生。其輸入電壓由 V7 穩(wěn)穩(wěn)壓二極管將其限制在壓二極管將其限制在+6.2V，送給正向輸入，送給正向輸入端端 3 腳，

6、在其第腳，在其第 6 腳輸出腳輸出+6.2V0.3V 電壓。電壓。其輸出端通過其輸出端通過 R19 反饋給其反向輸入端反饋給其反向輸入端 2腳，腳，R20、V6、C10 作為該放大器的電源保作為該放大器的電源保護(hù)電路，使其工作電壓穩(wěn)定在護(hù)電路，使其工作電壓穩(wěn)定在+24V。 陽極控制放大器陽極控制放大器 J3，調(diào)節(jié)控制振蕩晶，調(diào)節(jié)控制振蕩晶體管體管 V1（MJE243）工作點(diǎn)，通過對(duì)）工作點(diǎn)，通過對(duì) J3 正正反向輸入電壓的放大，使高壓陽極的電壓反向輸入電壓的放大，使高壓陽極的電壓恒定不變。其正向輸入端通過恒定不變。其正向輸入端通過 R13，接收，接收由運(yùn)放由運(yùn)放 J2 送出的送出的+6.2V0

7、.3V 的基準(zhǔn)電的基準(zhǔn)電壓。反向輸入端接收從陽極串聯(lián)而來的反壓。反向輸入端接收從陽極串聯(lián)而來的反饋電壓，該反饋電壓通過饋電壓，該反饋電壓通過 R1、R11、R10、R9、R8、R7 后接地。后接地。 陽 極 電 壓 可 通 過 調(diào) 整 可 變 電 位 器陽 極 電 壓 可 通 過 調(diào) 整 可 變 電 位 器R10，使之在，使之在+22-27KV 之間變化，之間變化，R8 可可調(diào)電位器補(bǔ)償在測試點(diǎn)調(diào)電位器補(bǔ)償在測試點(diǎn) R10 上的分配系數(shù)上的分配系數(shù)使之達(dá)到使之達(dá)到 10000:1,即當(dāng)高壓為即當(dāng)高壓為 25KV 時(shí)，時(shí)，測試點(diǎn)電壓為測試點(diǎn)電壓為 2.5V。 V2、V3 和和 R10 為反向輸入

8、端為反向輸入端 J3、2提供防擊穿保護(hù)。提供防擊穿保護(hù)。C7 和和 R14 反饋耦合電路反饋耦合電路是為了抑制振蕩器是為了抑制振蕩器 V1、T1 的振蕩。的振蕩。J3、7是其運(yùn)放的電源端。是其運(yùn)放的電源端。R15、V4、C9 是其防是其防止電源電壓過高的保護(hù)電路，止電源電壓過高的保護(hù)電路，J3 的的 6 腳是腳是輸出端，該輸出電壓通過輸出端，該輸出電壓通過 R16、V5 控制振控制振蕩晶體管的基極。穩(wěn)壓二極管蕩晶體管的基極。穩(wěn)壓二極管 V13 在輸出在輸出電壓過高時(shí)，提供保護(hù)。電壓過高時(shí)，提供保護(hù)。 聚聚焦焦電電壓壓 E3 的的控控制制放放大大器器 J4 通通過過其其6 腳腳的的輸輸出出電電壓

9、壓對(duì)對(duì)其其進(jìn)進(jìn)行行控控制制。其其設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)方方式式和和 J3 運(yùn)運(yùn)放放相相同同。其其正正向向輸輸入入電電壓壓也也來來自自 J2的的輸輸出出（+6.20.3V） ，但但其其反反相相輸輸入入是是由由通通過過 D1.1 和和 R24 的的反反饋饋電電壓壓和和正正向向輸輸入入的的參參考考值值 （+6.2V0.2V） 經(jīng)經(jīng)過過可可變變電電位位器器 R22后后共共同同迭迭加加上上去去的的。 聚焦電壓聚焦電壓 E3 在在 0KV 和和 12KV 之間變之間變化。化。R22 旋轉(zhuǎn)電位器可以補(bǔ)償旋轉(zhuǎn)電位器可以補(bǔ)償 E3 的輸出電的輸出電壓使之不超過壓使之不超過 12KV。R34 用以對(duì)用以對(duì) E3 電壓電壓的測量

10、，用數(shù)字電壓表測量時(shí)，其分配系數(shù)的測量，用數(shù)字電壓表測量時(shí)，其分配系數(shù)是是 10000:1，即當(dāng)，即當(dāng) E3 輸出為輸出為 12KV 時(shí)，此點(diǎn)時(shí)，此點(diǎn)電壓應(yīng)為電壓應(yīng)為 1.2V，在測試電壓為，在測試電壓為 5KV 時(shí)，應(yīng)時(shí)，應(yīng)保證：保證：H21 上上 R7 電阻器電壓系數(shù)誤差應(yīng)小電阻器電壓系數(shù)誤差應(yīng)小于于0.2%，該增強(qiáng)器，該增強(qiáng)器 E3 電壓在常規(guī)視野為電壓在常規(guī)視野為2.03KV。輔助聚焦輔助聚焦E1、E2和可變視野和可變視野控制電路控制電路 輔助聚焦電路電壓來自輔助聚焦電路電壓來自T1變壓器的變壓器的6端，通過端，通過V3（HX20M）二極管和）二極管和D1.20，送給電阻排送給電阻排R

11、5后，使后，使E1、E2得到各自需得到各自需要的電壓，要的電壓，E1=84V，E2=37050V。 該影像增強(qiáng)器是三視野增強(qiáng)該影像增強(qiáng)器是三視野增強(qiáng)器。 常規(guī)情況下， 使用視野為器。 常規(guī)情況下， 使用視野為 33cm。在放大在放大 1 檔時(shí)檔時(shí)（Z00M1）視野為）視野為23cm，在放大，在放大 2 檔時(shí)檔時(shí)（Z00M2）視）視野為野為 17cm， 在， 在 33cm 視野時(shí)視野時(shí) （常規(guī)） ，（常規(guī)） ，繼電器繼電器 Ur1、Ur11、Ur2、Ur22 不不動(dòng)作。動(dòng)作。 E3 的電壓由經(jīng)過的電壓由經(jīng)過 R4、R3、Ur11、Ur12、R22、R21 使使 J4 反反向輸入電壓控制在向輸入電

12、壓控制在 2.03KV。E1 此此時(shí)由經(jīng)過時(shí)由經(jīng)過 R5、 R1 電阻、電阻、 Ur11、 Ur12常閉接點(diǎn)、常閉接點(diǎn)、R35 電阻得到電阻得到 84V 電電壓，壓，E2 此時(shí)由經(jīng)過此時(shí)由經(jīng)過 R5、R2、電阻、電阻Ur1、Ur2 常閉接點(diǎn)、常閉接點(diǎn)、R36 電阻得電阻得到到+37050V 電壓。電壓。在在常常規(guī)規(guī)視視野野、放放大大1、放放大大2時(shí)時(shí)，其其各各旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)電電位位器器A、E所所接接位位置置及及E1、E2、E3各各點(diǎn)點(diǎn)電電壓壓值值見見下下表表：Zoom1Zoom2A=25.0KVE1E2E3E1e2e3e1e2E333HN/Triplex/1182625/V5004r1r2r3r11

13、r12r13r21r22r23 CME1VE2VE3KVA EA EA EA EA EA EA EA EA E 3384370502.03B EH MT U 23108120303.65B FB FT V 1793115305.57B EB FU W三、影像增強(qiáng)器高壓單元三、影像增強(qiáng)器高壓單元 該增強(qiáng)器高壓單元由兩個(gè)該增強(qiáng)器高壓單元由兩個(gè) LC 振蕩器振蕩器（T1、C1；T2、C2）產(chǎn)生影像增強(qiáng)器的）產(chǎn)生影像增強(qiáng)器的高壓陽極高壓陽極 A，筆式吸氣器，筆式吸氣器 P，和聚焦，和聚焦（輔（輔助陽極）電路的高壓。通過控制助陽極）電路的高壓。通過控制 V1 和和 V2振蕩晶體管的工作點(diǎn)，使振蕩晶體管的

14、工作點(diǎn)，使 T1、T2 傳輸部傳輸部分運(yùn)行在諧振狀態(tài)，給串聯(lián)式電壓倍增器分運(yùn)行在諧振狀態(tài)，給串聯(lián)式電壓倍增器提供正弦曲線電壓。提供正弦曲線電壓。陽極振蕩器（逆變器）陽極振蕩器（逆變器）V1、T1控制電路控制電路 陽極振蕩器由陽極振蕩器由T1、C1、V1、C3組成。組成。T1初級(jí)由初級(jí)由D1.8提供提供+232V的的直 流 電 壓 ， 振 蕩 頻 率 是直 流 電 壓 ， 振 蕩 頻 率 是44KHz3KHz，次極，次極T1的的7腳輸出的腳輸出的2.43KV正弦曲線電壓通過正弦曲線電壓通過11倍倍壓整倍倍壓整流，在陽極流，在陽極A端產(chǎn)生端產(chǎn)生+25KV電壓。電壓。 筆式吸氣器電壓取自倍增筆式吸氣

15、器電壓取自倍增器初級(jí)經(jīng)過器初級(jí)經(jīng)過 R5 輸出，在影像輸出，在影像增強(qiáng)器工作期間，可由筆式插增強(qiáng)器工作期間，可由筆式插頭連續(xù)吸氣。頭連續(xù)吸氣。 +25KV 陽極高壓通過抗擊穿陽極高壓通過抗擊穿耐久電阻耐久電阻 R4 輸出，陽極導(dǎo)線輸出，陽極導(dǎo)線（長（長633mm）末端的紋波應(yīng)小于）末端的紋波應(yīng)小于 5V，串聯(lián)的串聯(lián)的 R2、R3 是影像增強(qiáng)器的是影像增強(qiáng)器的放電電阻，其放電時(shí)間約為放電電阻，其放電時(shí)間約為 8 秒。秒。30 秒后，用手觸摸之沒有危險(xiǎn)。秒后，用手觸摸之沒有危險(xiǎn)。 當(dāng)當(dāng) T1 次級(jí)電壓倍增次級(jí)電壓倍增 3 次次后，經(jīng)后，經(jīng) R1 通過通過 D1.6 送給控制送給控制放大器放大器 J3，作為其反饋電壓。，作為其反饋電壓。在在 T1 的的 6 腳，經(jīng)過二極管腳，經(jīng)過二極管 V3（HX20M）使）使 E1 和和 E2 獲得所獲得所需電壓需電壓（51010V） 。） 。聚焦電壓振蕩器（逆變器）聚焦電壓振蕩器（逆變器）V2、T2控制電路控制電路 此振蕩電路主要由此振蕩電路主要由V2、C2、T2、C4等組成，工作原理同等組成，工作原理同V1、T1振蕩振蕩器電路。器電路。 其其振振蕩蕩頻頻率率為為 3KHz，其其輸輸出出電電壓壓由由 6 個(gè)個(gè)倍倍增增器器整整流流后后輸輸出出，并并由由耐耐擊擊穿穿電電阻阻