第六次课 第五章第三节高压初级-2012

第三节高压初级电路主要内容1、高压控制的方法2、高压调节的方法3、高压指示的方法4、kV补偿的原因和方法一、高压初级电路概述

1.作用：

给高压变压器供电，经整流后构成X线管的管电压。

2.解决问题：

高压控制高压调节高压指示二、高压控制方法控制高压的通断1、接触器控制2、可控硅控制3、初次级控制（一）用接触器控制高压JC1：透视高压接触器接点JC3：摄影高压接触器接点R1/R2：防突波电阻（高压提前接入/滞后断开）1、方法：在高压初级回路中串接高压接触器接点，由限时电路或脚闸控制高压接触器的工作。2、优点：控制方法操作简便，实用可靠。

3、缺点：电路瞬时冲击大，简单灭弧，无零相位控制；接触器体积大、惯性大、难以短时间开合。4、改进：在高压电路中串联两个接触器的控制接点，一个常开接点用以接通高压，另一个常闭接点用以断开高压，分离控制，实现短时间曝光。

两组接触器控制高压N：接通高压F：切断高压t1～t2：曝光时间

对于接触器控制高压：接触器固有吸合动作时间在十几毫秒之上，短时间内无法多次开合；缺乏对交流电压时序和状态的判识，易产生较大的电弧放电；采用可控硅交流无触点开关替代接触器，避免电弧放电，实现快速通断控制

SCR即晶体闸流管，简称晶闸管，是由三个PN结构成的大功率半导体器件，多用于整流、逆变、调压等，也作无触点开关。可控硅元件SCR可控硅/晶闸管的外型及符号控制极G阳极阴极状态条件说明从关断到导通1、阳极对阴极加正向电压2、控制极对阴极加正向电压

(一旦导通，控制极即失效)两者缺一不可维持导通1、阳极电位高于阴极电位

2、阳极电流大于维持电流两者缺一不可从导通到关断1、阳极电位低于阴极电位（反向阻断）2、阳极电流小于维持电流（正向阻断）任一条件即可

可控硅导通和关断条件（二）用可控硅控制高压1、方法：两个可控硅在高压初级反向并联，在正负半周相继导通，进而控制高压通断。SC：摄影高压准备接触器接点TC：透视高压接触器接点R、C：（摄影）过电压保护元件2、优点：避免电弧放电（交流无触点开关）实现零相位时序控制可行短时间曝光3、缺点：需两个互相绝缘的控制信号源散热问题需配合零相位合闸电路4、改进：采用双向可控硅双向可控硅对称伏安特性，相当于2个SCR反向并联控制极正、负信号皆可触发导通，且控制信号间无需互相绝缘导通后电流小于维持电流时截止无需过电压保护，但需过电流保护用于控制高压接通零相位合闸制作工艺复杂应用于三相电源的可控硅控制高压SIEMENS公司三相电源SCR接在中性点，控制高压接通D1~D6：二极管行桥式六波整流透视时，由脚闸直接控制接触器TC的通断，完成高压控制摄影时，D1～D4为控制高压通断的可控硅（区别于桥式六波整流二极管D1-D6），等效为接在中性点的SCR实际高压通断电路

电源内感D1~D6：桥式六波整流各可控硅的工作时序

实际高压通断电路（1）预热期间，D4触发导通，C上电压由0充电至数百伏，极性上正下负（2）预热完成，D1/D2先后触发导通，高压接通开始摄影曝光（3）摄影曝光完成，D3触发导通，C上的上正下负电压经L1、中性点、D3放电，放电电流在L1上形成反电动势，致D1/D2加上反向电压而截止，高压切断（4）C放电完成后，在下一个预热周期D4再次触发导通，C再次充电…………＋－（1）（2）（3）（4）/（1）D1/D2顺序导通，控制摄影高压通断，避免电弧放电。R1为限流电阻。初级电流接通瞬间波形前沿由电阻R1决定，截止瞬间波形后沿由电容C放电时间决定。K1/K2根据管流大小，调节C容量/放电电流： 大mA/放电电流大/并入K1K2/大电容；

小mA/放电电流小/断开K1K2/小电容。实际高压通断电路

三相六波桥式整流电源内感（三）初次级配合控制方法1、方法：初级串联高压预上闸接触器接点，次级串联高压四级管。曝光手闸按下后先接通初级高压，曝光信号到达后再将次级高压输送至球管。2、特点：

a、初级先通后断起辅助控制作用，球管高压通断由次级高压四级管控制；

b、类似于两步合闸，完全避免初级电弧放电；

c、多用于心血管造影机和电影摄影。二、高压调节方法使管电压可调，以满足不同诊断治疗的要求。1、调初级电压2、调电源内阻3、调初级匝数4、调初级电压电流波形或频率5、高压次级调压法（一）调初级电压1、方法：调自耦变压器输出电压→调初级电压→调管电压

2、抽头式调节或滑轮式调节手动调节或电动调节SIEMENS1250型X线机的kV调整电路

可控硅在中性点接入控制高压通断（先整流后控制）电机M正反转驱动自耦变压器上碳轮，以闭环方式行高压调节曝光前通过比较器对自耦变压器输出电压行静态调整曝光过程中比较器接入实际管电压信号，行动态调整曝光继电器（二）调电源内阻1、方法：于高压初级串联可调电阻，调整初级内阻压降进而调整次级管电压2、缺点：电能效率低，在可调电阻上电能消耗大U1U2U3U4I1I2I3I4I5I6I7

I8（三）调初级匝数改变高压初级线圈匝数，进而调整管电压:改变匝数比由继电器控制对应子线圈从初级绕组断开（四）调初级电压、电流的波形或频率改变主可控硅导通角调节管电压改变初级电流占空比调节管电压多用于现代X线机/中频机（五）高压次级调压法改变串接在次级的高压调整管上压降，实现高压调整检出实际kV→送入比较器→调整G1/G2栅极电位→调整G1/G2压降→管电压稳定在预定值比较器比较器三、高压指示方法

1、目的 解决实际管电压的测量和指示问题

2、方法

传统X线机：根据高压初级所预调的空载电压来间接求得负载时的实际管电压。

新型X线机：多用高压衰减的方法来指示kV。3、kV补偿：

由于存在电源内阻和各种机器阻抗，且这些阻抗压降随管电流提高而增大，为保证实际管电压达到预定数值，必须对这些阻抗压降进行补偿，即称为kV补偿。

一般采用预先提高高压初级电压的办法进行补偿。（1）kV补偿的必要性

上式中，第一项为空载管电压，为常数，与管电流变化无关；第二～五项为各种阻抗压降，随管电流增大而增大。

由于第二～五项的存在，使得实际管电压随管电流增大而减小，因此必须进行补偿，以保证实际管电压与预置值一致。此为kV补偿的真实原因。管电压Ex与初级空载电压V1的关系随着管电流增大，负载曲线右移且斜率递减空载曲线负载曲线kV补偿总值：Ex0－Ex2平移补偿值：Ex0－Ex1斜率补偿值：Ex1－Ex2空载曲线与负载曲线的关系空载曲线负载曲线（二）kV补偿的形式1、平移补偿主要补偿由于管电流流经高压变压器和整流管所引起的电压降落。这种压降对某一固定mA而言，是不随管电压变化的定值。（Ex0－Ex1

）2、斜率补偿

主要补偿因管电流波形随管电压升高而畸变、电源阻抗随管电压变化而变化所引起的电压降落。这种压降不仅与mA有关，而且随管电压增大而增大。（Ex1－Ex2）（三）kV指示电路的具体实现管电压负载曲线可简化为Ex＝aV1－b其中：a随管电流增大而减小↘b随管电流增大而增大↗

只要有kV表的指示数值变化能够反映上式的线性关系，即可用此kV表的表头电压来正确指示负载时的真实管电压。

V表＝a1V1-b1V表→

Ex补偿方法：a、电阻法b、变压器法Ex＝aV1－b初级空载电压IV表→

Ex电阻法kV补偿

V表＝V1-V2-V3=(1-m)V1－V2

B2行平移补偿，B3行斜率补偿V3=mV1变压器法kV补偿Ex＝aV1－bV表→

Ex∵存在阻抗压降，为实现预置管电压∴必须行kV补偿为正确指示补偿后的实际管电压实际管电压的指示方式就必须反映出阻抗压降、kV补偿及其变化规律∴kV指示电路中，表头电压示值的变化也必须同步体现kV补偿中的斜率补偿和平移补偿

即kV表表头电压与管电压的变化规律必须以同类表达式表述四、KB-500高压初级电路及kV预示电路包括： 透视和摄影高压初级电路

kV预示电路及空间电荷补偿压器JBB

电容电流抵偿变压器KB4

主晶闸管短路信号变压器KB5的初级线圈

*R1为透视防突波电阻

高压初级电路105

kV预示电路碳轮一定：mA越小，KB1次级输出电压越高；KB2次级输出电压越小；KB1输出随mA增大而减小；KB2输出随mA增大而增大；KB1/KB2反相串联→kV补偿五、中频X线机

高压电源和灯丝加热电源的工作频率处在无线电频域的中频段，一般为400Hz--20KHz。

采用双向可控硅进行高压控制。通过调整可控硅的导通角或振荡频率来实现高压调节。

由高压变压