????X射線檢測技術在無損檢測技術和醫(yī)院診斷領域有著重要的應用，因此人們不斷研究X射線產(chǎn)生的相關技術，比如如何減小設備的體積，提高高壓直流電源的穩(wěn)定性和可靠性，X射線的品質與其所需的燈絲電流及陽極電壓的相互關系等。本文從高頻逆變技術的角度出發(fā)，介紹了X光機主要部分的設計，以及陽極電流與陽極高壓及燈絲加熱之間實現(xiàn)控制的方法。其主要特點是合理利用高頻變壓器的寄生參數(shù)來設計諧振變換器。燈絲加熱采用高頻交流電壓信號。??

1 系統(tǒng)電路組成??

??? X射線機有陽極高壓、陽極電流以及曝光時間三個物理量需要控制。陽極高壓決定X射線的質，而陽極電流的大小決定X射線的量，三者共同決定放射劑量的大小。為了完成上述三個物理量的控制，決定采用如圖1所示的拓撲結構。其中，陽極高壓部分由全橋逆變電路和倍壓整流電路產(chǎn)生；燈絲加熱電路采用推挽技術產(chǎn)生的高頻交流加熱；曝光時間由單片機控制。??

1．1 陽極高壓產(chǎn)生及控制電路??

??? 陽極高壓產(chǎn)生部分需要解決兩個關鍵問題：??

??? (1)高壓變壓器的問題??

??? 因為升壓變壓器的次級繞組與初級繞組間變比大，在初級側的等效漏感、分布電容等參數(shù)較大，不能忽視高壓變壓器繞組的繞制方法問題。按照常規(guī)的次級線圈繞組分層來回繞制很多層，上下層間存在分布電容，這樣每個周期內都有電流通過，產(chǎn)生較高的損耗，影響逆變器的運行。??

??? 目前，工程上采用分槽繞制的方法，能減少分布電容的影響。本設計用了一種新的方法，即采用雙面電路板印制次級繞組，在中間開孔，然后相同的電路板疊加串聯(lián)起來組成，使用UU型鐵氧體功率磁芯。這種方法的好處是層間能可靠的絕緣，類似于分槽繞制，分布電容小且有確定的值，有利于工程制造的調試和減少成本。??

??? (2)高壓器件部件的集成、絕緣和散熱問題??

??? 本設計區(qū)別于傳統(tǒng)做法，將升壓變壓器、倍壓整流電路板、X球管等幾個部分安裝在一起，采用變壓器油絕緣散熱，這樣可以解決升壓變壓器繞組間、倍壓二極管和電容的絕緣，同時解決球管陽極的散熱，便于絕緣工藝施工與維護，還可以用普通電線連接全橋變換器與升壓變壓器，取代價格昂貴、笨重的專用高壓電纜，減小了體積與成本。??

??? 高頻逆變技術產(chǎn)生高頻交流供給升壓變壓器，可以采用硬開關電路產(chǎn)生方波電壓，也可以采用高頻諧振變換器產(chǎn)生近似正弦電壓。因方波脈沖內含有豐富的高次諧波，這些高次諧波可能與后級倍壓電路構成諧振Ⅲ，諧振電壓疊加在直流成分上形成比預計更高的電壓，易產(chǎn)生放電打火現(xiàn)象；而后者輸出近似正弦波，高次諧波頻率單一，可以合理設計參數(shù)，規(guī)避在后級電路產(chǎn)生諧振。所以在合理利用升壓變壓器的寄生參數(shù)方面，提高逆變器的效率有較多研究。本設計中也合理利用了升壓變壓器的這些參數(shù)，如圖1*率變換采用零電壓開關準諧振全橋變換器的主電路拓撲結構，它實際上是一種串并聯(lián)混合諧振變換器，并聯(lián)諧振電容(圖中沒有標出) 采用次級繞組在初級側的等效分布電容；諧振電感Lr包括了高頻變壓器的漏感；串聯(lián)諧振電容Cr為MOSFET管的輸出電容和外加電容，它具有串聯(lián)諧振變換器和并聯(lián)諧振變換器各自的優(yōu)點，適應X球管這樣的大動態(tài)范圍負載。??

??? 圖2為陽極高壓控制電路。其核心芯片為零電壓開關諧振型控制器MC34067，它采用恒關斷時間而改變頻率來達到改變占空比的方式穩(wěn)定輸出電壓。其中， R1和C1決定諧振頻率；U0為陽極電壓反饋信號；輸出信號A，B信號經(jīng)驅動電路分別接圖1的S1／S4，S2／S3。??

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