第八次课第五章第七节曝光限时电路-2012

第七节曝光限时电路主要内容1、曝光限时的目的2、限时的实现方法3、零相位合闸4、KB-500限时电路5、剩磁的消除一、概述（一）限时目的

控制X线曝光时间，以准确控制X线照射量（二）限时器种类机械限时器：钟表式、电机式控时精度低电子限时器：电子管式、半导体式控时精度高（三）限时实现方法接触器控制可控硅控制本质上是控制高压通断1、控制主回路中接触器通断的方法（1）限时与电源相位无关（2）易引起过电压，使绝缘受损（3）曝光重复性较差（4）控时相对误差较大（5）适用于小型X线机

2、控制主回路中可控硅通断的方法（1）限时与电源的相位有关（2）零相位接入，避免过电压的产生（3）曝光重复性好（4）控时精确，精度可达0.003S（5）适用于大、中型X线机二、简单限时电路（单结晶体管+接触器）原理：限时器控制接触器通断，以控制曝光方法：通过RC充电回路触发控制UJT导通，控制主电路上的接触器通断，实现曝光控时。单结晶体管UJT在一个低掺杂N型硅棒上扩散一个高掺杂P区，形成PN结，构成单结晶体管UJT分为发射极e、基极b1、基极b2，又称为双基极晶体管UJT特性及应用特性：当Ve

↗使得Veb1＞VP（峰点电压），UJTON，rb1↘，Ieb1↗，放电，使得Ve↘；当Ve↘使得Veb1＜VV（谷点电压），UJTOFF，rb1↗，Ieb1↘，放电结束，Ve得以再次↗；只要存在外接电源，无需触发信号，Ve将保持振荡；直至外接电源断开，UJT才会完全停止动作。振荡：无须外加激励而自行产生的恒稳而持续的信号输出。指在没有外接信号激励的情况下，电路自行将直流电能转变成一定频率、一定幅值的电压或电流信号输出。应用：a、作阈值开关元件（导通特性）b、与C组成振荡电路（振荡特性）----根据阻容参数设置，以决定导通还是振荡。

充电速率＞放电速率，UJT/C取导通特性充电速率＜放电速率，UJT/C发生振荡S1ON→RY1ON→RC开始充电，VC由0↗，RY3ON→限时、曝光同步开始限时到达→UJTON→SCRON→RY2ON→RY3OFF→曝光结束三、限时电路（单结晶体管+双向可控硅）原理：限时器控制双向可控硅通断，以控制曝光方法：通过晶体管相位特性实现零相位合闸；通过RC充电回路触发UJT导通，控制主电路上的双向可控硅通断，实现曝光控时。双向二极管：两端电压高于转折电压（VFB），ON

导通后电流小于维持电流，OFF

用于形成2kHz振荡脉冲双向可控硅：控制极正、负信号皆可触发，ON导通后电流小于维持电流，OFF

用于控制高压零相位合闸同步触发脉冲：Q1基极为脉动直流，交流过零时Q1OFF，其余时间饱和导通→则Q1集电极有过零高电位→触发SCR1零相位导通→形成过零同步触发脉冲→主电路零相位合闸2kHz振荡触发脉冲：直流接入→C4充电→高于VFB时，SCR3ON→C5充电→ISCR3↘＆VC5↗→ISCR3小于维持电流时SCR3OFF＆

同时C5通过SCR4放电→SCR3电压高于VFB再次ON→C5再次充电→…SCR3反复导通截止→C5反复充放电→触发SCR4（

2kHz）VC4=VSCR3+VC51、按下曝光开关P交流电过零时SCR1导通2kHz振荡电路工作、触发SCR4ON＆

RC电路开始充电高压零相位合闸曝光＆限时电路工作VC2由0开始充电上升，曝光/限时同步开始2、限时到达后Q2ON基极输出触发信号，SCR2ON振荡电路被短路停振SCR4在交流过零点处自行OFF曝光结束仍然存在部分电子器件延时，控时精度有待提高限时到达后VC2＞VP，Q2导通，输出触发信号 由稳压电源电路、同步信号发生电路、振荡触发电路、限时电路、极性记忆电路及相关控制电路组成。四、KB－500型X线机限时电路为了短时间曝光的准确性及避免高压初级电路接通时产生的突波，KB500采用了无触点开关（晶闸管）在零相位接通高压初级的控制方法（即零序控制法），故需产生相应的零序触发脉冲。方法：利用半导体元件形成超前交流电零点的同步触发脉冲，考虑到后续电路的固有延迟，精确实现高压零相位合闸，避免过电压，最终准确实现曝光限时。KB500限时电路

稳压电源电路同步信号发生电路振荡触发电路RC限时电路极性记忆电路主可控硅触发电路1、稳压电源电路来自KB33-4的交流30V经桥式整流、电容滤波、晶体管串联稳压，在C102上得到24V直流电压。24V电压要加至后续电路，必经Jf3接点;Ja1常开接点得电闭合，JZON；JZ1常开接点闭合，SCR101触发导通。Jf3、Ja1为关键接点2、同步触发电路RC相移电路开关电路

来自KB3-5/6的交流E1；经C103的相移、整流桥整流；在R107上获得超前交流零点约10°的同步直流E2。（1）RC相移电路（2）电子开关电路JH1/2+D113，在R109上得到同相半波E3/E4;叠加E2得到超前零点10°的E5/E6；经DZ102削波稳压，得到E7/E8；经BG103基极-集电极翻转，得到E9/E10;获得超前正负半周交流零点约10°的同步触发脉冲；3、振荡触发电路UJT101/C105组成振荡器，D115提供起振电源振荡脉冲由BG104放大，由B8输出主触发脉冲。其中AB/CD去触发主可控硅，另外一组经D120触发SCR104曝光结束，SCR102触发导通，振荡器停振；主可控硅过零截止4、限时电路包括RC限时电路（C107/C108+限时电阻群）、UJT102曝光开始，限时电路通电→电容充电，VC上升曝光限时至，UJT102ON→经D125触发，SCR102导通→UJT101/C105被钳制停振→主可控硅失去振荡触发信号OFF→曝光结束从电容C107/C108开始充电到UJT102导通，这段时间即为曝光时间/限时R120、Jf4、Ja2组成限时电容泄放电路，以保证电容充电的初始电位R117/R118/D121为预充电电路，给C107/C108预置电位W102：短时间精度调节；W103：长时间精度调节5、极性记忆电路组成：SCR104、D126~D129、晶闸管GTO、取样记忆继电器Jd目的：记忆上次曝光末次脉冲极性，使得下次曝光首次脉冲能以相反极性接入，消除剩磁。（1）剩磁现象大功率X线机要求在极短时间内连续多次曝光由于高压变压器铁芯存在剩磁现象，短时间内连续多次曝光，将使铁芯很快进入磁饱和状态铁芯磁饱和将大大增大磁化电流、初级电流和电源压降，影响设备正常工作，甚至损坏设备

因此必须设法消除剩磁（2）消除剩磁的原理现代X线机均采用脉冲式曝光： 一个脉冲=10ms（半周） 一次曝光=n*10ms若上次曝光末次脉冲发生在交流电正半周，后次曝光首脉冲出现在负半周，则前后两次曝光的剩磁可被完全抵消。反之亦然。

设计极性记忆电路，记忆脉冲极性并传导至下次曝光，翻转触发曝光限时开始→来自B8的小幅度脉冲经D120触发SCR104ON→D126~D129整流桥ON→R126/R128与电源电压同相位→正半周GTOON，反之负半周GTOOFF→Jd随之ON/OFF→JH随之ON/OFF末次正半周→GTOON→JdON→JHON→JH1/2切换→R109上得到负半周脉冲E4→继而对应脉冲E6/E8→最终获得超前交流电负半周零点10°的同步触发脉冲E10末次负半周→GTOOFF→JdOFF→JHOFF→JH1/2维持常态→

R109上得到正半周脉冲E3→继而对应脉冲E5/E7→最终获得超前交流电正半周零点10°的触发脉冲E96、限时电路自检KB3ON→经W102/R119向C107/C108充电自检限时到后→UJT102ON→SCR103ON→JXON→JfON并自锁并Jf3OFF→+24VOFF→JXOFFJfON标志自检通过，说明限时电路工作正常7、曝光限时开始SJON→JaON→JZON→同步触发信号经JZ1，超前零点触发SCR101ON→（1）JGON→JG1使Jd释放→做好极性记忆准备（2）24V电源经D115对C105充电→UJT101起振→B8输出三组触发脉冲→主可控硅触发导通，曝光开始；经D120触发SCR104ON→GTO反复通断→跟随记忆脉冲极性（3）24V电源经D114对RC限时电路充电，限时开始8、曝光限时到达

限时到达→

UJT102ON→（1）经D125触发SCR102ON→UJT101停振→主可控硅过零截止；SCR104由ON转为OFF→GTO记忆末