关于UC3875移相控制技术的X射线管电源的研究 2.pptVIP

基于UC3875移相控制技术的X射线管 电源的研究 姓名：** 学号：**** 导师：***** 安 徽 工 业 大 学 Study of the Power Supply for X-ray Tube Based on UC3875 Phase-shifting Control 目 录 1 本课题的研究理论基础 2 本课题的主要工作 3 总结与展望 安 徽 工 业 大 学 安 徽 工 业 大 学 1.1 本课题研究背景 近年来，X射线检测装置在工业产品质量检验、医学、工业用X射线测厚仪、无损检测等领域都有非常重要的应用，而且其具有安装方便、重量轻、可靠性高、故障率低等许多优点。但由于高压直流电源技术的滞后阻碍了X射线检测装置的发展，所以如何解决高压直流电源技术在X射线检测装置中的应用成为人们越来越关心的问题。 本课题就是为了解决这一问题，提出了基于UC3875移相控制技术的X射线管电源的研究。 1 本课题的研究理论基础 安 徽 工 业 大 学 1.2 X射线管概况 如图1所示，X射线管主要由阴极、阳极和玻璃管三部分组成，阳极和阴极封装在高真空度的玻璃壳内。 图1.1 X射线的产生原理 安 徽 工 业 大 学 1.3 传统高压直流电源 图1.2 传统高压直流电源 缺点：所用设备、组件的电压较高，体积、重量和占地面积大。电压质量差，纹波系数比较大。 解决办法：电路的高频化。提高工作频率就可以减少变压器绕组的匝数以及减小铁芯的尺寸，从而使得变压器小型化。 安 徽 工 业 大 学 1.4 全桥逆变整流电路 图1.3 全桥逆变整流电路 存在的问题：在提高开关频率的同时，开关损耗以及电磁干扰都相应的增大了，电路效率严重下降。 解决的方法：软开关技术。它利用以谐振为主的辅助换流手段，可以解决开关损耗和开关噪声问题，从而使得开关频率可以大幅度提高。 安 徽 工 业 大 学 2 本课题的主要工作 2.1 系统框图 图2.1 系统框图 安 徽 工 业 大 学 2.2 移相全桥型零电压开关PWM电路 图2.2 移相全桥型零电压开关PWM电路 安 徽 工 业 大 学 2.2 移相全桥型零电压开关PWM电路 图2.3 模态1（t0~t1） 安 徽 工 业 大 学 2.2 移相全桥型零电压开关PWM电路 图2.4 模态2（t1~t2） 安 徽 工 业 大 学 2.2 移相全桥型零电压开关PWM电路 图2.5 模态3（t2~t3） 安 徽 工 业 大 学 2.2 移相全桥型零电压开关PWM电路 图2.6 模态4（t3~t4） 安 徽 工 业 大 学 2.2 移相全桥型零电压开关PWM电路 图2.7 模态5（t4~t5） 安 徽 工 业 大 学 2.3 UC3875的介绍和外围电路的设计 图2.8 UC3875外围电路图 芯片振荡频率由估算公式确定： 设计的电路工作频率为10kHz左右。 安 徽 工 业 大 学 2.4 UC3875单板实物图和输出的PWM波形 图2.8 UC3875单板实物图和输出PWM波形 安 徽 工 业 大 学 2.5 EXB841外围驱动电路设计图 当高电平驱动信号输入时，通过内部光耦电路，使互 补输出电路的上管导通，忽略饱和压降，3脚输出电压接近 15V，使IGBT导通。当低电平信号输入时，当3脚输出-5V 的低电平时，使IGBT关断。 图2.9 基于EXB841驱动电路图 安 徽 工 业 大 学 2.6 驱动电路实物图和驱动波形 图2.9 驱动电路实物图和驱动波形 安 徽 工 业 大 学 2.7 逆变电路测试与分析 由上图可以看出，经过移相全桥逆变之后，只有在对角的 两个开关管同时开通，电路才能完成能量的传递。通过改 变驱动脉冲的“重叠”部分，即可改变逆变电路输出的波形， 从而经过高压升压整流电路调节输出电压的大小。 图2.10 全桥逆变电路输出的波形 安 徽 工 业 大 学 2.8 倍压整流电路分析 图2.11 六倍压整流电路 安 徽 工 业 大 学 2.9 双向六倍压整流电路 逆变输出的交变电压经过1：30的高频升压变压器先升压， 得到峰值约为8.0kV左右的交流电压，然后经过两个6倍压整流 电路进一步升压，最后输出80kV左右的直流负高压。 图2.12 双向六倍压整流电路 2.10 高压电源电路的设计 图2.13 X射线管阴阳极供电高压电源电路图 安 徽 工 业 大 学 安 徽 工 业 大 学 2.11 高压直流电压的输出 采用10000：1比例的高压碳棒或者电阻分压电路测量输出电压。 经检测输出