X射線在醫(yī)學(xué)診斷、工業(yè)無損探測、安全檢查等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。X射線高壓電源作為X射線發(fā)生器的核心器件,主要用于提供產(chǎn)生X射線時(shí)所需的加速電場,它正逐步向高頻化、高功率密度、體積小型化、高可靠性的方向發(fā)展。在電源產(chǎn)熱增加,體積減小的發(fā)展趨勢下,熱量更容易在裝置中積聚,使得元器件的工作環(huán)境溫度升高,可靠性下降,因此對X射線高壓電源進(jìn)行熱設(shè)計(jì)具有十分重要的意義。本文利用有限元軟件Icepak對X射線高壓電源中發(fā)熱量大的逆變模塊進(jìn)行熱分析,本論文所做的工作如下:根據(jù)本項(xiàng)目中高壓電源大功率、高頻、小體積的特點(diǎn),采用全橋LLC諧振電路作為X射線高壓電源的主回路拓?fù)?以實(shí)現(xiàn)功率開關(guān)管的零電壓開通,減小逆變部分的熱功耗,然后根據(jù)高壓電源的主要技術(shù)指標(biāo)對逆變諧振電路進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)和電路仿真。根據(jù)相關(guān)傳熱理論,利用Icepak對一個(gè)散熱模型進(jìn)行溫度仿真,分析實(shí)際模型并對其進(jìn)行簡化,求解得到了與實(shí)際測量結(jié)果較為一致的模型的三維溫度分布云圖。說明了在熱仿真分析過程中,模型簡化、網(wǎng)格劃分、邊界條件設(shè)置的合理性以及采用該熱分析方法進(jìn)行后文散熱器熱特性仿真研究的可行性。根據(jù)電路工作原理及元器件工作時(shí)的電參數(shù),計(jì)算逆變模塊... 

【文章來源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

研究目標(biāo)體積與同等功率等級(jí)商用高壓電源體積對比圖

Q3Q4C4 100p圖 2-5 仿真模型Fig.2-5 Simulation Model表 2-1 仿真參數(shù)Tab.2-1 Simulation Parameters參數(shù) 數(shù)值 單位 參數(shù) 數(shù)值 額定輸入電壓U 220 V 諧振電容rC 29.19 電路輸入電壓inU 540 V 勵(lì)磁電感mL 15.06 輸出電壓oU 6 kV 諧振網(wǎng)絡(luò)最大增益maxG 1.0875諧振頻率 f 240 kHz 諧振網(wǎng)絡(luò)最小增益minG 0.9158諧振電感rL 15.06 變壓器變比 n 0.087真電路的輸出電壓波形和諧振電流波形分別如圖 2-6，2-7 所示。從圖中 2-6出電壓約為 6kV，滿足理論設(shè)計(jì)值。

圖 2-7 開關(guān)管開通瞬間漏源電壓 Vds波形和漏極電流 ID波形圖-7 Drain-source Voltage and Drain Current IDWaveforms of Power Switch during Turn-on Tr工作過程中，逆變模塊的四個(gè)功率開關(guān)管 Q1-Q4 依次交替開通，4 個(gè)開關(guān)管電壓 Vds值與漏極電流有效值 IRMS大小分別相等。其中開關(guān)管 Q1 的漏源電電流 ID波形圖分別如圖 2-8，2-9 所示：圖 2-8 功率開關(guān)管 Q1 的漏源電壓 Vds波形圖Fig.2-8 Drain-source Voltage Waveform of Power MOSFET Q1

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]SiC MOSFET靜動(dòng)態(tài)參數(shù)溫度特性的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 徐鵬,柯俊吉,鄒琦,趙志斌.  電力電子技術(shù). 2018(11)
[2]全浸式蒸發(fā)冷卻開關(guān)電源熱分析及實(shí)驗(yàn)[J]. 溫英科,阮琳.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2018(18)
[3]高導(dǎo)熱聚合物基復(fù)合材料研究進(jìn)展[J]. 杜伯學(xué),孔曉曉,肖萌,李進(jìn),錢子明.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2018(14)
[4]電源設(shè)計(jì)中的電熱混合仿真探討[J]. 周俊,蔣鴻勇,秦祖立.  中國集成電路. 2017(09)
[5]SiC MOSFET靜態(tài)溫度特性研究[J]. 汪洋,盧志飛,李世強(qiáng),李劍波.  電力電子技術(shù). 2017(08)
[6]某星載陣面電源熱設(shè)計(jì)與仿真分析[J]. 夏愛清.  現(xiàn)代雷達(dá). 2017(06)
[7]基于RBF網(wǎng)絡(luò)的模擬太空艙控?zé)峥照{(diào)放熱量軟測量研究[J]. 李瑜斌.  微型電腦應(yīng)用. 2017(02)
[8]彈丸初速測量系統(tǒng)X射線管高壓電源的研究[J]. 盧東東,顧金良,羅紅娥.  電子測量技術(shù). 2017(02)
[9]脈沖功率電源連續(xù)發(fā)射水冷模擬負(fù)載[J]. 戴宇峰,魯軍勇,張曉,王杰.  國防科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(06)
[10]開關(guān)電源技術(shù)發(fā)展綜述[J]. 張純亞,何林,章治國.  微電子學(xué). 2016(02)

碩士論文
[1]專用電子方艙的熱設(shè)計(jì)及其結(jié)構(gòu)改進(jìn)[D]. 李衛(wèi)洲.西安電子科技大學(xué) 2011



本文編號(hào)：2900228