基于UC3875移相控制技术的X射线管电源的研究2课件

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StudyofthePowerSupplyforX-rayTubeBasedonUC3875Phase-shiftingControl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1.3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2.3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2.7模态5（t4~t5）

安徽工业大学2.3UC3875的介绍和外围电路的设计

图2.8UC3875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2.5EXB841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2.9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2.13X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。经检测输出的高压直流电压约为80kV，稳定度在100V之内。满足高压直流电源设计要求。

图2.13输出的直流电压和电阻分压电路安徽工业大学电压反馈电路的设计电流保护电路的设计

2.13高压直流电源闭环反馈网络MAX471

安徽工业大学2.14灯丝电源闭环反馈网络设计

电流调理电路

电流反馈电路

安徽工业大学3.2展望（1）高压直流电源的高电压绝缘技术与结构工艺技术。由于本电源的电压等级比较高，所以在具体试验过程中的绝缘问题会遇到些麻烦，安全及其稳定性能都需要进一步加强。（2）集成控制器UC3875控制电路和快速保护电路的技术。基于UC387