第六次課 第五章第三節(jié)高壓初級(jí)-2012

第三節(jié)高壓初級(jí)電路主要內(nèi)容1、高壓控制的方法2、高壓調(diào)節(jié)的方法3、高壓指示的方法4、kV補(bǔ)償?shù)脑蚝头椒ㄒ弧⒏邏撼跫?jí)電路概述

1.作用：

給高壓變壓器供電，經(jīng)整流后構(gòu)成X線(xiàn)管的管電壓。

2.解決問(wèn)題：

高壓控制高壓調(diào)節(jié)高壓指示二、高壓控制方法控制高壓的通斷1、接觸器控制2、可控硅控制3、初次級(jí)控制（一）用接觸器控制高壓JC1：透視高壓接觸器接點(diǎn)JC3：攝影高壓接觸器接點(diǎn)R1/R2：防突波電阻（高壓提前接入/滯后斷開(kāi)）1、方法：在高壓初級(jí)回路中串接高壓接觸器接點(diǎn)，由限時(shí)電路或腳閘控制高壓接觸器的工作。2、優(yōu)點(diǎn)：控制方法操作簡(jiǎn)便，實(shí)用可靠。

3、缺點(diǎn)：電路瞬時(shí)沖擊大，簡(jiǎn)單滅弧，無(wú)零相位控制；接觸器體積大、慣性大、難以短時(shí)間開(kāi)合。4、改進(jìn)：在高壓電路中串聯(lián)兩個(gè)接觸器的控制接點(diǎn)，一個(gè)常開(kāi)接點(diǎn)用以接通高壓，另一個(gè)常閉接點(diǎn)用以斷開(kāi)高壓，分離控制，實(shí)現(xiàn)短時(shí)間曝光。

兩組接觸器控制高壓N：接通高壓F：切斷高壓t1～t2：曝光時(shí)間

對(duì)于接觸器控制高壓：接觸器固有吸合動(dòng)作時(shí)間在十幾毫秒之上，短時(shí)間內(nèi)無(wú)法多次開(kāi)合；缺乏對(duì)交流電壓時(shí)序和狀態(tài)的判識(shí)，易產(chǎn)生較大的電弧放電；采用可控硅交流無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)替代接觸器，避免電弧放電，實(shí)現(xiàn)快速通斷控制

SCR即晶體閘流管，簡(jiǎn)稱(chēng)晶閘管，是由三個(gè)PN結(jié)構(gòu)成的大功率半導(dǎo)體器件，多用于整流、逆變、調(diào)壓等，也作無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)?？煽毓柙CR可控硅/晶閘管的外型及符號(hào)控制極G陽(yáng)極陰極狀態(tài)條件說(shuō)明從關(guān)斷到導(dǎo)通1、陽(yáng)極對(duì)陰極加正向電壓2、控制極對(duì)陰極加正向電壓

(一旦導(dǎo)通，控制極即失效)兩者缺一不可維持導(dǎo)通1、陽(yáng)極電位高于陰極電位

2、陽(yáng)極電流大于維持電流兩者缺一不可從導(dǎo)通到關(guān)斷1、陽(yáng)極電位低于陰極電位（反向阻斷）2、陽(yáng)極電流小于維持電流（正向阻斷）任一條件即可

可控硅導(dǎo)通和關(guān)斷條件（二）用可控硅控制高壓1、方法：兩個(gè)可控硅在高壓初級(jí)反向并聯(lián)，在正負(fù)半周相繼導(dǎo)通，進(jìn)而控制高壓通斷。SC：攝影高壓準(zhǔn)備接觸器接點(diǎn)TC：透視高壓接觸器接點(diǎn)R、C：（攝影）過(guò)電壓保護(hù)元件2、優(yōu)點(diǎn)：避免電弧放電（交流無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)）實(shí)現(xiàn)零相位時(shí)序控制可行短時(shí)間曝光3、缺點(diǎn)：需兩個(gè)互相絕緣的控制信號(hào)源散熱問(wèn)題需配合零相位合閘電路4、改進(jìn)：采用雙向可控硅雙向可控硅對(duì)稱(chēng)伏安特性，相當(dāng)于2個(gè)SCR反向并聯(lián)控制極正、負(fù)信號(hào)皆可觸發(fā)導(dǎo)通，且控制信號(hào)間無(wú)需互相絕緣導(dǎo)通后電流小于維持電流時(shí)截止無(wú)需過(guò)電壓保護(hù)，但需過(guò)電流保護(hù)用于控制高壓接通零相位合閘制作工藝復(fù)雜應(yīng)用于三相電源的可控硅控制高壓SIEMENS公司三相電源SCR接在中性點(diǎn)，控制高壓接通D1~D6：二極管行橋式六波整流透視時(shí)，由腳閘直接控制接觸器TC的通斷，完成高壓控制攝影時(shí)，D1～D4為控制高壓通斷的可控硅（區(qū)別于橋式六波整流二極管D1-D6），等效為接在中性點(diǎn)的SCR實(shí)際高壓通斷電路

電源內(nèi)感D1~D6：橋式六波整流各可控硅的工作時(shí)序

實(shí)際高壓通斷電路（1）預(yù)熱期間，D4觸發(fā)導(dǎo)通，C上電壓由0充電至數(shù)百伏，極性上正下負(fù)（2）預(yù)熱完成，D1/D2先后觸發(fā)導(dǎo)通，高壓接通開(kāi)始攝影曝光（3）攝影曝光完成，D3觸發(fā)導(dǎo)通，C上的上正下負(fù)電壓經(jīng)L1、中性點(diǎn)、D3放電，放電電流在L1上形成反電動(dòng)勢(shì)，致D1/D2加上反向電壓而截止，高壓切斷（4）C放電完成后，在下一個(gè)預(yù)熱周期D4再次觸發(fā)導(dǎo)通，C再次充電…………＋－（1）（2）（3）（4）/（1）D1/D2順序?qū)?，控制攝影高壓通斷，避免電弧放電。R1為限流電阻。初級(jí)電流接通瞬間波形前沿由電阻R1決定，截止瞬間波形后沿由電容C放電時(shí)間決定。K1/K2根據(jù)管流大小，調(diào)節(jié)C容量/放電電流： 大mA/放電電流大/并入K1K2/大電容；

小mA/放電電流小/斷開(kāi)K1K2/小電容。實(shí)際高壓通斷電路

三相六波橋式整流電源內(nèi)感（三）初次級(jí)配合控制方法1、方法：初級(jí)串聯(lián)高壓預(yù)上閘接觸器接點(diǎn)，次級(jí)串聯(lián)高壓四級(jí)管。曝光手閘按下后先接通初級(jí)高壓，曝光信號(hào)到達(dá)后再將次級(jí)高壓輸送至球管。2、特點(diǎn)：

a、初級(jí)先通后斷起輔助控制作用，球管高壓通斷由次級(jí)高壓四級(jí)管控制；

b、類(lèi)似于兩步合閘，完全避免初級(jí)電弧放電；

c、多用于心血管造影機(jī)和電影攝影。二、高壓調(diào)節(jié)方法使管電壓可調(diào)，以滿(mǎn)足不同診斷治療的要求。1、調(diào)初級(jí)電壓2、調(diào)電源內(nèi)阻3、調(diào)初級(jí)匝數(shù)4、調(diào)初級(jí)電壓電流波形或頻率5、高壓次級(jí)調(diào)壓法（一）調(diào)初級(jí)電壓1、方法：調(diào)自耦變壓器輸出電壓→調(diào)初級(jí)電壓→調(diào)管電壓

2、抽頭式調(diào)節(jié)或滑輪式調(diào)節(jié)手動(dòng)調(diào)節(jié)或電動(dòng)調(diào)節(jié)SIEMENS1250型X線(xiàn)機(jī)的kV調(diào)整電路

可控硅在中性點(diǎn)接入控制高壓通斷（先整流后控制）電機(jī)M正反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)自耦變壓器上碳輪，以閉環(huán)方式行高壓調(diào)節(jié)曝光前通過(guò)比較器對(duì)自耦變壓器輸出電壓行靜態(tài)調(diào)整曝光過(guò)程中比較器接入實(shí)際管電壓信號(hào)，行動(dòng)態(tài)調(diào)整曝光繼電器（二）調(diào)電源內(nèi)阻1、方法：于高壓初級(jí)串聯(lián)可調(diào)電阻，調(diào)整初級(jí)內(nèi)阻壓降進(jìn)而調(diào)整次級(jí)管電壓2、缺點(diǎn)：電能效率低，在可調(diào)電阻上電能消耗大U1U2U3U4I1I2I3I4I5I6I7

I8（三）調(diào)初級(jí)匝數(shù)改變高壓初級(jí)線(xiàn)圈匝數(shù)，進(jìn)而調(diào)整管電壓:改變?cè)褦?shù)比由繼電器控制對(duì)應(yīng)子線(xiàn)圈從初級(jí)繞組斷開(kāi)（四）調(diào)初級(jí)電壓、電流的波形或頻率改變主可控硅導(dǎo)通角調(diào)節(jié)管電壓改變初級(jí)電流占空比調(diào)節(jié)管電壓多用于現(xiàn)代X線(xiàn)機(jī)/中頻機(jī)（五）高壓次級(jí)調(diào)壓法改變串接在次級(jí)的高壓調(diào)整管上壓降，實(shí)現(xiàn)高壓調(diào)整檢出實(shí)際kV→送入比較器→調(diào)整G1/G2柵極電位→調(diào)整G1/G2壓降→管電壓穩(wěn)定在預(yù)定值比較器比較器三、高壓指示方法

1、目的 解決實(shí)際管電壓的測(cè)量和指示問(wèn)題

2、方法

傳統(tǒng)X線(xiàn)機(jī)：根據(jù)高壓初級(jí)所預(yù)調(diào)的空載電壓來(lái)間接求得負(fù)載時(shí)的實(shí)際管電壓。

新型X線(xiàn)機(jī)：多用高壓衰減的方法來(lái)指示kV。3、kV補(bǔ)償：

由于存在電源內(nèi)阻和各種機(jī)器阻抗，且這些阻抗壓降隨管電流提高而增大，為保證實(shí)際管電壓達(dá)到預(yù)定數(shù)值，必須對(duì)這些阻抗壓降進(jìn)行補(bǔ)償，即稱(chēng)為kV補(bǔ)償。

一般采用預(yù)先提高高壓初級(jí)電壓的辦法進(jìn)行補(bǔ)償。（1）kV補(bǔ)償?shù)谋匾?/p>

上式中，第一項(xiàng)為空載管電壓，為常數(shù)，與管電流變化無(wú)關(guān)；第二～五項(xiàng)為各種阻抗壓降，隨管電流增大而增大。

由于第二～五項(xiàng)的存在，使得實(shí)際管電壓隨管電流增大而減小，因此必須進(jìn)行補(bǔ)償，以保證實(shí)際管電壓與預(yù)置值一致。此為kV補(bǔ)償?shù)恼鎸?shí)原因。管電壓Ex與初級(jí)空載電壓V1的關(guān)系隨著管電流增大，負(fù)載曲線(xiàn)右移且斜率遞減空載曲線(xiàn)負(fù)載曲線(xiàn)kV補(bǔ)償總值：Ex