本文關鍵詞：大功率軟開關X光機高壓直流電源，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

重慶大學

碩士學位論文

大功率軟開關X光機高壓直流電源

姓名：張正茂

申請學位級別：碩士

專業(yè)：電氣工程

指導教師：唐治德

20120523

中文摘要

摘要

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光機高壓電源的頻率和電壓可調(diào)性，分別從相關的理論分析及系統(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)構和工作原理，在分析影響ｘ光機成像質(zhì)量的因素基礎之上，將兩相交錯并聯(lián)ＢｏｏｓｔＰＦＣ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ＢｏｏｓｔＰＦＣ工作原理，介紹其優(yōu)點，并對電路參數(shù)進行了設計。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計，解決了大功率ＰＦＣ設計困難。

在逆變部分采用全橋ＬＬＣ諧振變換器，一方面通過改變開關頻率調(diào)節(jié)輸出電壓；另一方面使開關管實現(xiàn)軟開關，減小開關損耗。分析了ＬＬＣ諧振變換器工作原理和軟開關實現(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)的設計公式，并對參數(shù)進行優(yōu)化分析。解決了高頻下開關損耗大的問題，以及利用諧振電路升壓，減少了變壓器的匝比，使得變壓器設計、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)進行了設計，并對高壓變壓器的絕緣和制作工藝進行了設計，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光機高壓電源開關頻率高，開關損耗小，輸出電壓上升時間和紋波都較小。

關鍵詞：Ｘ光機電源，功率因數(shù)校正，ＬＬＣ諧振變換器，脈沖頻率控制，倍壓整流

重慶大學碩士學位論文

ＡＢＳＴＲＡＣＴ

Ｗｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｍｏｄｅｍｍｅｄｉｃｉｎｅ，Ｘ—ｒａｙｍａｃｈｉｎｅｐｒｏｖｉｄｅｓｔｒｏｎｇｔｅｃｈｎｉｃａｌｓｕｐｐｏｒｔａｎｄ

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Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｈｉｇｈｖｏｌｔａｇｅｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｏｆＸ．ｒａｙｍａｃｈｉｎｅ

ｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅＸ．ｒａｖｍａｃｈｉｎｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｗｏｒｋｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅ．Ｏｎ

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ｏｆＸ－ｒａｙｍａｃｈｉｎｅ．ｃｏｎｖｅｒｔｅｒｈａｖｅｂｅｅｎｕｓｅｄｉｎｍｅｄｉｃａｌｈｉｇｈｖｏｌｔａｇｅｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙ

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ａｎｄｐｈａｓｅｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄｉｔｓｃｏｎ仃Ｄ１１ｅｒｈａｖｅＰＦＣｃｏｎｔｒｏｌｃｈｉｐＵＣＣ２８０７０．Ｔｈｅ

ｂｅｅｎｄｅｓｉｇｎｅｄ．ＳｏｌｖｅｔｈｅｐｅｒｉｐｈｅｒｙｃｉｒｃｕｉｔｏｆＵＣＣ２８０７０ｄｅｓｉｇｎｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓｈｉｇｈ－ｐｏｗｅｒＰＦＣ．

ｏｎｅＴｈｅｉｎｖｅｒｔｅｒｕｓｉｎｇＬＬＣｒｅｓｏｎａｎｃｅｃｏｎｖｅｒｔｅｒ．Ｏｎｔｈｅｈａｎｄ，ｂｙｃｈａｎｇｉｎｇｔｈｅ

ｓｗｉｔｃｈｆｒｅｑｕｅｎｃｙ

ａｃｈｉｅｖｅｓｏｆｔ

ｃｏｎｖｅｒｔｅｒａｄｊｕｓｔｏｕｔｐｕｔｖｏｌｔａｇｅ，Ｏｎｔｈｅｏｔｈｅｒｈａｎｄｔｏｍａｋｅｔｈｅｓｗｉｔｃｈｔｌｌｂｅｒｅｓｏｎａｎｃｅｓｗｉｔｃｈ，ｒｅｄｕｃｉｎｇｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎｓｗｉｔｃｈｉｎｇｌｏｓｓ．ＡｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆＬＬＣｓｏｆｔｓｗｉｔｃｈｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅａｎｄｔｈｅｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｈａｎｎｏｎｉｃａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｍａｉｎｃｉｒｃｕｉｔｈａｖｅｂｅｅｎｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓ

ＬＬＣｒｅｓｏｎａｎｃｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄ．Ｓｏｌｖｅｔｈｅｈｉｇｈｆｒｅｑｕｅｎｃｙｓｗｉｔｃｈｉｎｇｌｏｓｓ．Ｕｓｉｎｇｔｈｅｃｉｒｃｕｉｔ，ｗｈｉｃｈｒｅｄｕｃｅｔｈｅｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｓｉｚｅ，ｍａｋｉｎｇｔｈｅｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒＩＩＩ

重慶大學碩士學位論文

ｄｅｓｉｇｎｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｓｉｍｐｌｅ．

１１１ｔｈｅｈｉ曲ｖｏｌｔａｇｅｐａｒｔ，ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｈｉｇｈｖｏｌｔａｇｅｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｆｏｒｄｅｓｉｇｎｉｎｇ．Ｔｈｅｈｉ曲ｖｏｌｔａｇｅｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｉｎｓｕｌａｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｈａｖｅｂｅｅｎｄｅｓｉｇｎｅｄ，ｗｈｉｃｈｒｅｄｕｃｅｄｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ?

Ｂｅｃａｕｓｅｔｈｅｎｏｎ—ｌｉｎｅａｒｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅＸｒａｙｔｕｂｅ，ｕｓｉｎｇＳａｂｅｒｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｏｆｔｗａｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｉｔｓｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｍｏｄｅｌ．Ｔｈｅｎｔｈｅｓｙｓｔｅｍｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｈａｓｂｅｅｎｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇａｃｔｕａｌｗｏｒｋｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎ．Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ｂｕｉｌｄｉｎｇｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｃｉｒｃｕｉｔ．ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅＸ－ｒａｙｍａｃｈｉｎｅｈｉ曲ｖｏｌｔａｇｅｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｓｗｉｔｃｈｉｎｇｆｒｅｑｕｅｎｃｙｉｓｈｉｇｈ，ａｎｄｔｈｅｏｕｔｐｕｔｖｏｌｔａｇｅａｄｊｕｓｔｅｄｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙｗｉｔｈｉｎ４０ｋＶ——１２０ｋＶ．ＴｈｅＸ．ｒａｙｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｔｏａｃｈｉｅｖｅａｑｕｉｃｋｒｉｓｅａｎｄｌｏｗｒｉｐｐｌｅｏｆｏｕｔｐｕｔｖｏｌｔａｇｅ

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｘ—ｒａｙｍａｃｈｉｎｅｓｕｐｐｌｙ，Ｐｏｗｅｒｆａｃｔｏｒｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ，ＬＬＣｒｅｓｏｎａｎｃｅｃｏｎｖｅｒｔｅｒ，

Ｐｕｌｓｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ，ＶｏｌｔａｇｅｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒＩＶ

  本文關鍵詞：大功率軟開關X光機高壓直流電源，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。