基于高频逆变技术用于X光机研究设计与解决方案

，然后再送入脉宽调制集成电路TL494的PWM比较器;若误差信号增大，它与振荡三角波信号比较后，输出的方波信号占空比变小，这样会使通过灯丝的电流变小，进一步降低了阳极电流。至于阳极高压对阳极电流的影响，它巧妙地利用了TL494的死区时间控制端，即用输出电压的大小改变输出灯丝驱动信号占空比的最大值。这是一种非线性补偿方法。

2 整机控制电路

X光机的整机控制电路采用单片机，任务包括设定阳极高压、电流、曝光时间、保护电路、高压与灯丝工作的使能时序控制等。这里特别需要强调高压产生电路与灯丝加热的控制时序问题。与其他真空电子管设备一样，灯丝加热需要一定时间预热才能稳定发射电子，而高频逆变器与倍压电路相结合产生高压这种电路类型，它的特性类似于电压源，与传统的工频升压变压器相比较而言，其内阻小；如果高压反馈电路的取样位置与控制闭环回路的设计不是很恰当，且灯丝没有工作或轻载工作时容易造成高压部分空载或轻载工作，这样全桥变换器的功率开关器件工作在极低占空比下，高压输出还有高次谐波分量多， EMI严重，容易产生尖脉冲在X球管内产生打火，损坏球管。所以两者的工作时序要配合好，高压部分工作前要先启动灯丝加热，高压部分关闭也先于灯丝加热关闭，即灯丝加热工作时序宽度要覆盖阳极高压工作时序。3 实验与结论

根据上述思路和电路设计了样机，阳极高压部分的设计要求是输出范围为50～90kV，电流为4～20mA。实验分下面几个部分进行：

(1)检测高压产生部分。检测项目包括输出高压在电网波动情况下(220 V土10%)的稳定性与调整情况、高压输出上升沿的时间、开关机时有没有输出电压过冲现象、保护电路的可靠性以及其他有关的电气安全。

(2)对X球管产生部分的安装绝缘处理检查。所有的高压电路与球管采用优质特氟龙安装固定，并在真空状态下灌注变压器油、密封，防止气泡融入油中影响绝缘等级。

(3)灯丝加热电路的实验。主要是对推挽变压器和保护电路进行测试，防止输出的17kHz交流加热信号中因漏感造成有过高的幅度烧坏灯丝。根据所选用X球管的情况，确定灯丝加热的预热时间比高压产生部分的启动信号早2～3s，而关闭时间比高压结束信号迟1s。图5为X球管在正常工作时高压输出信号和阳极电流的采样波形。上面的波形为阳极电流Ia△7.2mA，下面的波形为阳极高压Va△68 kV。从波形可看出，整个阳极高压稳定，高压逆变器部分效率约为89%。图6为阳极高压与阳极电流的关系曲线。从图中可以看出，阳极电流基本上不变，说明上面提到的灯丝加热控制电路非常有效。

4 结语

本文使用高频逆变技术设计了X光机的高压产生电路与灯丝加热电路，使用非线性控制技术实现了阳极电流的精确控制，并对控制时序关系进行了说明。该装置体积小，重量轻，效率高。