医学影像设备学X线机主机单元电路课件.ppt

1、 L10L2L003RD001002RD10040350321AN3ANDCDC0304AN2ANDCDC007V6V0V170V270V2XDSC1XDTCLV1621610V20V180V240V2E006B1033031034005 220V图 5-4 KF -200型 X线 机 电 源 电 路医学影像设备学X线机主机单元电路1四、电源电压自动调整电路四、电源电压自动调整电路 U?JX -+LSV-15VL1L2L3-R8-01LPVLV-SET5.1k 10k23K-RMR11-02M1-02LV SENSE-15V+15VK-LLK-LU1-02QQ2-020V0V图 5-6（1）电

2、 源 电 压 自 动 调 整 电 路w 工作原理：由L1、L2、L3取得电源取样信号，经整流滤波再由R8-0l调节后加至运算放大器M1-02的脚，Ml-02的脚施加固定的基准电位LSV(约-10V)。Ml-02是差分放大器，当电源电压低(或高)时，LPV端电位绝对值低于(或高于)LSV基准电位，则Ml-02输出为负(或正)电压信号，晶体管Ql-02(或Q2-02)导通，继电器K-LU(或K-LL)工作；使双向晶闸管D2-04(或D2-03)触发导通，伺服电机得电正转(或反转)、带动碳轮在自耦变压器端面上滑行直至LPV=LSV，使自耦变压器的输出电压符合机组设计的额定值。此时Ml-02无输出，电

3、机停转。医学影像设备学X线机主机单元电路2注意点w 1 K-RM 的作用：防止碳轮在曝光过程中运动w 2 LU、LL的作用：限位开关w 3 LU、LL继电器线圈两端二极管的作用：续流医学影像设备学X线机主机单元电路3 第三节第三节 高压初级电路高压初级电路高压初级电路包括高压初级电路包括：管电压调节、控制、预示及补偿管电压调节、控制、预示及补偿电路电路 一、管电压调节一、管电压调节 1.方法：方法：w N1、N2不变，调不变，调U1；w N2、U1不变，调不变，调N1；w N1、U1不变，调不变，调N2。w 2.电路分析：电路分析：w（一）调高压初级电压（一）调高压初级电压U1：w 1抽头分档

4、式抽头分档式 w 2滑轮连续式滑轮连续式 医学影像设备学X线机主机单元电路4 kVVU?JD2U?JD2U?JD2 U?JD2U?JD2RR 0V4V8V12V16V20V105106107108109110111112113114KVFCKVRC161162KVRC120121FC101102RCT10FRC104103104115116R135FC1231241581561551541531521KV2KV3KV4KV5KV151T142125126127128129130131132133134 136220V163164S915911S3-12R1P2P122365V1110160图

5、5-7 KB-400型 X线 机 高 压 初 级 电 路抽头分档式抽头分档式 1）透视：）透视：0V120FC121P2T2初级线圈初级线圈P111610F3136124KVFC125134。（2）摄影：）摄影：0V20VKVRC1101RC102P2T2初级线圈初级线圈P1116KVRC2105114。医学影像设备学X线机主机单元电路5w 滑轮连续式滑轮连续式 w(1)透视高压初透视高压初级电路：级电路：B1-A5RD2R2JC1（常开）（常开）DZ1-7B2DZ1-8JC1（常开）（常开）B1-11。w(2)摄影高压初摄影高压初级电路：级电路：B1-A4RD1DZ1-7B2DZ1-8JC3

6、（常开）（常开）B1-12。BBBRRB1212XK150V0V-100V563456DZDZ B1R17R19R20R18RD2RD113123121014kVLVBA-15BA-1-121-111-81-71-100B1A7-JCJCJCJCF30-G型X线机高压初级电路图 5-8医学影像设备学X线机主机单元电路6w 调节方式调节方式.w 调初级电压U1可采用手动、电动两种调节方式.w 目前大型X线机多采用电动调节，即用一个伺服电动机提供动力，带动自耦变压器输出碳轮在自耦变压器裸线面上滑动，自动地调节高压初级电压。w 控制方式控制方式:w 电动调节有开环控制的，即在曝光前完成对管电压的调节

7、，例如XHD150B-10型X线机的摄影管电压调节就是采用这种方式；也有闭环控制的，能够实现管电压的动态调节.医学影像设备学X线机主机单元电路7（二）调高压初级匝数（二）调高压初级匝数N1（三）调高压次级（三）调高压次级（四）调高压初级电压、电流波形或频率（四）调高压初级电压、电流波形或频率医学影像设备学X线机主机单元电路8二、管电压控制二、管电压控制 w （一）用接触器控制高压初级电路一）用接触器控制高压初级电路w （二）用晶闸管控制高压初级电路（二）用晶闸管控制高压初级电路w （三）初、次级配合控制与三极（三）初、次级配合控制与三极X线管线管 控制控制医学影像设备学X线机主机单元电路9一用

8、接触器控制高压初级电路一用接触器控制高压初级电路KVRKVFR2R1TCTCXCXCTCTCXCXCHTABO图 5-10接触器控制的高压初级电路1 接触器接触器体积体积：摄影摄影用体积很用体积很大大 透视透视用体积很用体积很小小2 防突波防突波电阻电阻：医学影像设备学X线机主机单元电路10二用晶闸管控制高压初级电路二用晶闸管控制高压初级电路w 接触器缺点：因受接触器固有动作时间的影响，不能满足在ls时间内使其“闭合”与“断开”数次的要求。尤其是接触器缺乏时序和状态的判断力，负载时其触点间又会产生较大的电弧放 w 晶闸管优点：晶闸管优点：w 避免电弧放电，且控制敏捷，无噪声、电路压降低w 能在

9、每秒200次的范围内与其它控制电路协调地工作 w 注意点：w 1 短路保护:SCw 2 RC保护:w 3 零相位合闸医学影像设备学X线机主机单元电路11三、管电压预示与管电压补偿电路三、管电压预示与管电压补偿电路w（一）管电压预示（一）管电压预示w 由于管电压很高（由于管电压很高（30kV以上）且随管电流的变化而变以上）且随管电流的变化而变化，用一般的仪表直接测量和精确指示是非常困难的，化，用一般的仪表直接测量和精确指示是非常困难的，所以对管电压的测量一般采取间接测量的方法。所以对管电压的测量一般采取间接测量的方法。即先测即先测量高压初级电压，然后根据高压变压器的变压比，计算量高压初级电压，然

10、后根据高压变压器的变压比，计算出高压次级电压，从而间接地得到出高压次级电压，从而间接地得到kV值。由于值。由于X线摄影线摄影时曝光时间很短，要想在这么时曝光时间很短，要想在这么短的时间内测出初级电压短的时间内测出初级电压用以间接指示出管电压也是很困难的用以间接指示出管电压也是很困难的，因此对管电压的，因此对管电压的指示一般采取预示的方法，即在指示一般采取预示的方法，即在X线管未加负载（空载）线管未加负载（空载）时、预先将本次曝光时、预先将本次曝光X线管两端可能加的实际管电压指线管两端可能加的实际管电压指示出来，故又称为管电压预示示出来，故又称为管电压预示 w 1刻度盘预示法刻度盘预示法 w 2

11、电压表预示法电压表预示法 w（二）管电压补偿（二）管电压补偿w 由于电源电阻、自耦变压器阻抗、高压变压器阻抗及其由于电源电阻、自耦变压器阻抗、高压变压器阻抗及其他器件内阻的存在，电路中将产生电压降。管电流越大，他器件内阻的存在，电路中将产生电压降。管电流越大，产生的电压降也就越大。产生的电压降也就越大。医学影像设备学X线机主机单元电路12w 1.管电压补偿的基本管电压补偿的基本原理是原理是:w 用某种方法按不同用某种方法按不同管电流预先增加高管电流预先增加高压变压器初级电压，压变压器初级电压，以补偿负载时的电以补偿负载时的电压降，补偿的压降，补偿的kV值值正好等于负载时降正好等于负载时降落的落

12、的kV数值。数值。w 管电压的补偿分为管电压的补偿分为平移补偿和斜率补平移补偿和斜率补偿两部分偿两部分 w 2.补偿方法补偿方法:w 有电阻式和变压器有电阻式和变压器式补偿。式补偿。医学影像设备学X线机主机单元电路131电阻式管电压补偿电路 医学影像设备学X线机主机单元电路142变压器式管电压补偿电路 医学影像设备学X线机主机单元电路15第四节第四节 X线管灯丝加热电路线管灯丝加热电路w 原理：灯丝加热电压原理：灯丝加热电压Uf灯丝温度灯丝温度灯丝发射灯丝发射的电子数量的电子数量管电流管电流IaX线量线量w 结构结构：医学影像设备学X线机主机单元电路16一、谐振式磁饱和稳压器一、谐振式磁饱和稳

13、压器w 1磁饱和磁饱和 w 当线圈中通过一定量的电流当线圈中通过一定量的电流时，由于磁化介质是铁磁性时，由于磁化介质是铁磁性材料，则磁化曲线为非线性材料，则磁化曲线为非线性的的 w 2磁饱和稳压器原理磁饱和稳压器原理w 这个变压器的铁心截面与一这个变压器的铁心截面与一般的变压器不同，初级线圈般的变压器不同，初级线圈L1铁心截面积大，为非饱和铁心截面积大，为非饱和线圈；次级线圈线圈；次级线圈L2的铁心截的铁心截面积小，为饱和线圈，面积小，为饱和线圈，w 3谐振式磁饱和稳压器谐振式磁饱和稳压器 医学影像设备学X线机主机单元电路17 1UUiCL2oUAB（1）原理图 UiL1CL2L3（2）实用电

14、路oUL1图 5-19 谐 振 式 磁 饱 和 稳 压 器医学影像设备学X线机主机单元电路18二、空间电荷补偿器二、空间电荷补偿器w Uaw Ia不变不变w（一）线性补偿（一）线性补偿w 补偿变压器的初级线圈补偿变压器的初级线圈接在高压初级电路，其接在高压初级电路，其次级输出电压与稳压变次级输出电压与稳压变压器的次级输出电压反压器的次级输出电压反相串联，使灯丝加热电相串联，使灯丝加热电压随管电压上升而降低，压随管电压上升而降低，同时在空间电荷补偿变同时在空间电荷补偿变压器上有多个抽头与压器上有多个抽头与mA选择器联动来改变补偿选择器联动来改变补偿电压。电压。w（二）非线性补偿（二）非线性补偿a

15、faIUI空间电荷效应使空间电荷补偿使 与高压初级电路并联mA选择器 WY220VR5T3灯丝变压器初级图 5-22 变 压 器 式 空 间 电 荷 补 偿 电 路医学影像设备学X线机主机单元电路19三、三、X线管灯丝加热电路举例线管灯丝加热电路举例w 1小焦点小焦点mA调节电路调节电路w (1)透视透视mA调节电路调节电路w (2)摄影摄影mA调节电路调节电路2大大焦点焦点mA调节调节电路电路(只用于摄只用于摄影影)w 3点片摄影点片摄影mA调节电路调节电路(继电器继电器WC工工作作)医学影像设备学X线机主机单元电路20(二二)F30-IID型型X线机灯丝加热电路线机灯丝加热电路w(1)透视

16、透视mA调节电路：调节电路：w(2)小焦点小焦点30mA摄影摄影mA调节电路调节电路w(3)大焦点大焦点50200mA摄影摄影mA调节电路调节电路 w(4)点片摄影点片摄影mA调节电路调节电路医学影像设备学X线机主机单元电路21第五节第五节 高压次级电路高压次级电路一、单相全波整流高压次级电路一、单相全波整流高压次级电路w（一）高压整流电路（一）高压整流电路w 当当B的次级上正、下负时，管电流经的次级上正、下负时，管电流经D1、X线管、线管、D4形形成回路。在第二个半周时，高压变压器成回路。在第二个半周时，高压变压器B次级上端为负、次级上端为负、下端为正，整流器下端为正，整流器D2和和D3加正

17、向电压而导通，流过加正向电压而导通，流过X线线管的电流经管的电流经D2、X线管、线管、D3形成回路。形成回路。医学影像设备学X线机主机单元电路22w(二二)电流测量电路电流测量电路w 1.流过流过X线管的电流是脉动直流电，而高压变压器的次线管的电流是脉动直流电，而高压变压器的次级电流却是级电流却是w 交流电交流电 2.电容电流电容电流：w 形成原因：形成原因：w 影响因素影响因素:w 电容电流的电容电流的w 大小，随管大小，随管w 电压而变，电压而变，w 管电压高，管电压高，w 电容电流大，电容电流大，w 反之则小。反之则小。A?icicicic icicicic ic icBCMNmA+-D

18、1D4D3D2R阴极高压电缆阳极高压电缆医学影像设备学X线机主机单元电路23图图5-33 电阻分流式电阻分流式电容电流补偿电路电容电流补偿电路 A?icicicic icicicic ic icBCMNmA+-D1D4D3D2R阴极高压电缆阳极高压电缆医学影像设备学X线机主机单元电路24图5-34 变压器式电容电流补偿电路 A?XX9 RB010250JC1D5D4D3D2D1JC3 mAG8医学影像设备学X线机主机单元电路25二、三相全波整流高压次级电路二、三相全波整流高压次级电路 w 三相与单相全波桥式三相与单相全波桥式整流电路比较有以下整流电路比较有以下优点优点:w 1.脉动率很小脉动率

19、很小w 2.曝光最短时限曝光最短时限:单相单相全波全波20ms；三相多波；三相多波整流整流3ms。w 3.X线连续，焦点轨线连续，焦点轨迹均匀迹均匀 w 4X线输出量是单相线输出量是单相全波桥式整流高压次全波桥式整流高压次级电路的级电路的1.5倍（六倍（六波）波）2倍（十二波倍（十二波 w 5造成供电系统严造成供电系统严重失衡重失衡 w（一）三相六波桥式整流（一）三相六波桥式整流 高压次级电路高压次级电路医学影像设备学X线机主机单元电路26医学影像设备学X线机主机单元电路27mA测量电路 U?SXBXX1 mA+-医学影像设备学X线机主机单元电路28（二）双三相六波桥式整流（二）双三相六波桥式

20、整流高压次级电路高压次级电路医学影像设备学X线机主机单元电路29（三）三相十二波桥式整流高压次级电路（三）三相十二波桥式整流高压次级电路/Y法连接 mA-+XG EaEbE31E3E1E2EcE23E12 1 1 1 1 1 1 1 10Emte1+Eme2（3）（1）（2）（4）输出电压1.9321.866EmEm S1E1E2E3EcEaEbS2t-输出电压医学影像设备学X线机主机单元电路30三、倍压整流高压次级电路三、倍压整流高压次级电路w 现假定现假定A端为端为正、正、B端为负，端为负，对电容器对电容器C1充电，充电回充电，充电回路为：路为：AD1R1C1D3EB。当。当B端端为正时，

21、将对为正时，将对电容器电容器C2充充电，其路径为：电，其路径为：BED4R2C2DD2A。医学影像设备学X线机主机单元电路31五、高压次级电路举例五、高压次级电路举例（一）（一）XG-500型型X线机高压次级电路线机高压次级电路1ZG2ZG3ZG4ZGXJB2DJB2SQZ2XGDQZ1XGXQZmA10500405403402SFJSFJ401411(M)DBW1K412SFJ416WJ414FDZFDG4x2CP25GYB23XG 医学影像设备学X线机主机单元电路32（二）（二）XHD150B-10型型X线机线机mA测量电路测量电路 236+-236+-N2N1mA+-F-mAC8C1-0

22、1C2C7C1-02C4-02C3 C4-01 mAsk2-B R6-03R6-02R2R4-02R5R4-01R11-01R6-01 R31K9KR150VR1k2-BVR3VR2M1M2-02k2-Uk2-Uk2-B10K1K1M200D2-12-2D10K10K20K10K10KLM21+-医学影像设备学X线机主机单元电路33 第六节第六节 限时电路限时电路w 一、电子限时电一、电子限时电路的工作原理路的工作原理:w 利用电容器和电阻构成利用电容器和电阻构成的的RC充放电特性。充放电特性。医学影像设备学X线机主机单元电路34二、使用单结晶体管和晶闸管的简单限时电路二、使用单结晶体管和晶闸

23、管的简单限时电路w 当当S1闭合，闭合，Ry1得电，导得电，导致致Ry3得电，得电，X线曝光开始，线曝光开始，因为此时单结晶体管因为此时单结晶体管UJT、晶闸管晶闸管SCR尚未导通，所尚未导通，所以以Ry2不工作。曝光开始不工作。曝光开始的同时，电容的同时，电容C1通过通过Rx充充电，当电，当C1两端电压达到两端电压达到UJT的峰点电压时，的峰点电压时，UJT立即导通，并在立即导通，并在R1上产生上产生脉冲电压，经脉冲电压，经R2、D1耦合耦合到到SCR的控制极，触发的控制极，触发SCR导通，导通，Ry2得电，切得电，切断断Ry3得电回路，曝光停得电回路，曝光停止。曝光时间决定于止。曝光时间决

24、定于Rx与与C1的乘积，适当选择的乘积，适当选择Rx的的值，便可选取所需的曝光值，便可选取所需的曝光时间。图中二极管时间。图中二极管D1为防为防止晶闸管误触发，二极管止晶闸管误触发，二极管D2为续流二极管，防止晶为续流二极管，防止晶闸管在导通或切断时闸管在导通或切断时SCR两端产生异常电压。两端产生异常电压。医学影像设备学X线机主机单元电路35三、使用单结晶体管和三端双向晶闸管的限时电路三、使用单结晶体管和三端双向晶闸管的限时电路医学影像设备学X线机主机单元电路36V tV tV tV tV tV tV tV tV t X 线开关闭合电源变压器次级电压C基极的输入电压集电极输出电压的阳极电压的阳极电压的发射极电压的充放电电压1的充电电压1Tr1Tr1SCR2SCR2Tr3C 1T2TDLAC和 C端子间电压4振荡电压波形（2kHz）医学影像设备学X线机主机单元电路37四、四、JSB-23型限时器电路型限时器电路J220VD14XSJC1BG2R1W4R3BG1BG3R2W2W1BG4R4R5D5R6D6D8D7R1R8R9R10C1tR7C2R11SCRC2tJ2B131W3Dt1S1R2t4R2t1R1t232AE S医学影像设备学X线机主机单元电路38