Изобретение относится к рентгенотехнике, а именно к источникам высокого напряжения для рентгеновских генераторов с высокочастотным преобразованием напряжения в главной цепи.
Известен рентгеновский генератор, содержащий последовательно соединенные сетевой выпрямитель, фильтр, высокочастотный инвертор, высокЬвольтный трансформатор с регулировочным трансформатором, высоковольтный выпрямительный блок и рентгеновскую трубку, задающий генератор, подключенный к управляющему входу инвертора, средства получения управляющего сигнала для регулирования анодного напряжения, включающее измерительный делитель напряжения, подключенный к рентгеновской трубке, источник опорного напряжения и схему сравнения, к которой подключены делитель напряжения и источник опорного напряжения, а выход которой может быть подключен к блоку управления инвертором либо к регулировочному трансформатору Cll.
Недостатком этого генератора является невысокая степень подавления
пульсаций анодного напряжения на рентгеновской трубке.
Наиболее близким к изобретению техническим решением является источник высокого напряжения для рентгеновского генератора, включающий -высоковольтный трансформатор, содержащий систему намагничиваемых ярм, на которых размещены первичная и
10 вторичные обмотки трансформатора, а также обмотки управления, подключенные к средствам получения управляющих сигналов для регулирования анодного напряжения.
15
В 3ITOM источнике регулирование анодного напряжения осуществляется путем изменения магнитных проводимостей намагничивающих ярм за счет пропускания тока через обмотки управ20ления .
Этот источник может использоваться в рентгеновских генераторах с различными схемами питания, в том 25 числе и в генераторах с высокочастотным преобразованием напряжения в главной цепи 2.
Однако степень подавления пульсаций анодного напряжения на рентгеновской трубке, обусловленных пульсациями выпрямленного сетевого напряжения, невысока.
Цель изобретения - повышение степени стабилизации анодного напряжения в рентгеновском генераторе с высокочастотным преобразованием напрялсения в главной цепи.
Поставленная цель достигается тем, что в источник высок эго напряжения для рентгеновского генератора, включающий высоковольтный трансформатор, содержёидий систему намагничиваемых ярм, на которых размещены первичная и вторичные обмотки трансформатора, а также обмотки упрацления, подключенные к средствам получения управляющих сигналов, введен конденсатор, подключенный к первичной обмотке трансформатора и образующей с ней LC-контур, резонансная частота которого равна частоте преобразования напряжения в главной цепи при минимальном уровне выпрямленного сетевого напряжения, а в . средства получения управляющих сигналов введены последовательно включенные фильтр-переменной составлякмей выпрямленного сетевого напряжения и формирователь тока управления, причем формирователь подключен к обмотке управления, размещенной на том же ярме, что и первичная обмотка трансформатора.
На чертеже показана схема рентгеновского генератора с высокочастотным преобразованием напряжения в главной цепи, в которой использован высоковольтный трансформатор с магнитным управлением.
Рентгеновский генератор содержит сетевой выпрямитель 1, фильтр 2, высокочастотный инвертор 3, управляемый от задающего генератора 4, высоковольтный трансформатор 5, содержащий систему намагничиваемых ярм 6-8 с обмотками 9-11 управления первичную обмотку 12, размещенную на среднем ярме 7, вторичные обмотки 13, которые размещены на боковом ярме 8, причем к первичной обмотке 12 подключен конденсатор 14, который образует вместе с ней LC-контур. Вторичные обмотки 13 подключены к высоковольтному выпрямительному блоку 15 , в качестве которого может быть использован каскадный умножитель напряжения или каскадно-конденсаторно-трансформаторный умножитель напряжения. К выпрямительному блоку 15 подключена рентгеновская трубка 16 .
Система регулирования анодного напряжения трубки 16 содержит измерительный делитель 17 напряжения, подключенный к рентгеновской трубке 16, а своим измерительным выходом к одному входу схемы 18 сравнения, к другому входу которой подключен
источник 19 опорного напряжения. Выход сх€)мы 18 сравнения соединен с входом дифференциального усилителя 20, выходы которого подключены к усилителям 21 и 22 тока, нагрузками которых служат обмотки 9 и 11 управления на намагничиваемых ярмах 6 и 8
Кроме того, в генератор введены фильтр 23 переменной составляющей, подключенный к выходу сетевого выпрямителя 1, формирователь тока 24 управления, вход которого подключен к выходу фильтра 23, а выход к обмотке 10 управления на ярме 7, на котором размещена также первичная обмотка 12 трансформатора 5.
Генератор работает следующим образом.
В зависимости от напряжения, снимаемого с делителя 17, схема 18 сравнения формирует сигнал отклонения этого напряжения от опорного значения, задаваемого источником 19 опорного напряжения. Сигнал рассогласования со схемы 18 поступает на дифференциальный усилитель 20 и далее на .усилители 21 и 22 тока, которые через обмотки 9 и 11 управления изменяют в противоположных направлениях магнитные проводимости боковых ярм 6 и 8, причем при увеличении магнитной проводимости ярма 8 выходное напряжение трансформатора 5 увеличивается и наоборот.
Таким образом, осуществляется глубокое регулирование и стабилизация в замкнутой системе анодного напряжения на рентгеновской трубке 16,
Вместе с тем, это регулирование не позволяет устранить пульсации анодного напражения, вызываемые изменениями сетевого напряжения, которые данная система регулирования не успевает отрабатывать из-за неодноврег- енности появления сигнала искажения на выходе трансформатора 5 и сигналов управления, снимаемых с усилителей 21 и 22 тока,
Для исключения этих пульсаций производят фильтрацию низкочастотных составляющих напряжения на выходе сетевого выпрямителя. 1 с помощью фильтра 23 и формируют ток управления намагничиваемого ярма 7. За счет изменения магнитной проводимоети ярма 7 изменяется резонансная частота LC-контура, в результате чего появляется несоответствие резонансной частоты LC-контура и рабочей частоты инвертора, приводящее к изменениям амплитуды высоковольтного напряжения высокой частоты трансформатора 5. При этом огибающая амплитуда напряжения высокой частоты изменяется таким образом, что компенсируется переменная составляющая напряжения низкой частоты сетевого выпрямителя. Работа быстродей.ствующей система компенсации пульсаций на входе высо ковольтного трансформатора 5 с магнитным управлением, полагая, что высокочастотный инвертор 3 питается пульсирующим нефильтрованным напряжением, поступающим с сетевого выпрямителя (однофазного, трехфазного), происходит следующим образом. На первичную обмотку 12 высоковольтного трансформатора 5 с магнит ным управлением поступает с высокочастотного инвертора 3 амплитудномодулированная последовательность импульсов Зсщающего генератора 4. Разложим в ряд Фурье последовательность модулированных импульсов высокочастотного инвертора Гсо, и E-:i-H-msinS t ZZc ooskto Т 1. 1 ° (V«)2:fc,,6in(Ku,.Q TV -Т -N - I частота следова где Wg ния импульсов (рабочая частот высокочастотног инвертора) ,E(i+msinS t) амплитудная модуляция импульсов по гармоническому закону нефильтрованным пульсирующим на пряжением; Sir.1(U)o -относительная с1мплит да гармо о у ники дискретног спектра; -номер гармоник; -коэффициент амп литудной модуля ции/ - постоянная составляющая. Индуктивность первичной обмотки 12 высоковольтного трансформатора 5 с магнитным управлением по сигналу с выхода формирователя 24 тока упра ления изменяется согласно выражению (1 иг где k - коэффициент пропорциональности, учитывающий магнитные потоки рассе ния и коэффициент размагничивания}w - количество витков первичной обмотки; G ) - полная магнитная прово димость ярма 7 с перви ной обмоткой 12 i /x-d - дифференциальная магни ная проницаемость мате риала магнитной системы высоковольтного трансформатора 5 с магнитным управлением, В формирователе 24 тока управления ыходное напряжение изменяется обрато пропорционально пульсирующему ефильтрованному напряжению сетевого ыпрямителя 1, питающего высокочас-. отный инвертор 3. При этом наименьшему значению наряжения формирователя 24 соответстует наибольшее значение индуктивноси первичной обмотки 12 высоковольтого трансформатора 5, а наибольшеу значению напряжения формирователя 24 соответствует наименьшая индуктивность этой обмотки, т.е. индуктивность обмотки 12 изменяется согласно выражению )-аЬ( где U(t) - пульсирующее напряжение на выходе сетевого выпрямителя 1. При этом настройка резонансного LC-контура (без учета активных элементов) определяется выражением L.W-C u, (yUd)-VU(t)-C Этому значению частоты соответствует амплитуда соответствующей гармоники дискретного спектра 7 Sin ko;-Г/2 ,и,,°д cosKc.i - ( U-E.O ( т til ()-C Из выражения (6) видно, что возрастанием номера гармоники умевьша- ется амплитуда этой гармоники. В результате этого появляется возможность подавить пульсации напряжения на первичной обмотке 12 высокочастотного трансформатора 5 с магнитным управлением, вызванные питанием высокочастотного инвертора 3 пульсирующим нефильтрованным напряжением от сетевого выпрямителя 1 без использования низкочастотного LC-фильтра в цепи этого выпрямителя. В формирователе 24 - жа управле-. ния происходит формироьание тока управления (тока намагничивания ярма 7), на котором размещена первичная обмотка 12 высокочастотного трансформатора 5 в соответствии с выражением (6) .
Наибольшему значению коэффициен а амплитудной модуляции m пульсирующего нефильтрованного напряжения сетевого выпрямителя 1 (высокочастотного инвертора 3) соответствует наибольшее значение тока управления в обмотке 10 на ярме 7, т.е. наименьшая индуктивность первичной обмотки 12 высоковольтного трансформатора 5. В этом случае резонансный LC-контур, настроен на рабочую (основную) частоту высокочастотного инвертора 3,
С увеличением амплитуды пульсации нефильтрованного напряжения сетевого выпрямителя 1 величина тока управления обмотки 10 на ярме 7 уменьшается, а индуктивность резонансного контураувеличивается. В этом случае амплитуда на выходе высоковольтного трансформатора 5 уменьшается ввиду расстройки согласования частоты резонансного контура и рабочей частоты высокочастотного инвертора 3.
Изобретение обеспечивает повышение качества радиаилонного контроля за счет более высокого качества рентгеновского излучения.
Формула изобретения
Источник высокого напряжения для рентгеновского генератора, включающий высоковольтньлй трансформатор, 1 содержащий систему намагничиваемых ярм, на которых размещены первичная и вторичные обмотки трансформатора, а также обмотки управления, подключенные к средствам получения управляющих сигналов, отличающийс я тем, что, с целью-повышения степени стабилизации анодного напряжения в рентгеновском генераторе с
высокочастотным преобразователем напряжения в главной цепи, в него введен конденсатор, подключенный к первичной обмотке трансформатора и образ-ующий с ней LC-контур, резонансная частота которого равна час. тоте преобразования напряжения в главной цепи при минимальном уровне ;выпрямленного сетевого напряжения, а в средства получения управляющих
0 сигналов введены последовательно включенные фильтр переменной составляющей выпрямленйого сетевого напряжения и формирователь тока управления, причем формирователь
5 подключен к обмотке управления, размещенной на том же ярме, что и первичная обмотка трансформатора.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1.Выложенная заявка ФРГ 112913622, кл. Н 05 G i/10, опублик, 1979.
2.Авторское свидетельство СССР по заявке 2832461/18-25,
кл. Н 05 G 1/32, 1979 (прототип).
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
Трехфазный рентгеновский генератор | 1990 |
|
SU1697285A1 |
Рентгеновский аппарат | 1981 |
|
SU1003395A1 |
Рентгеновский генератор | 1977 |
|
SU711708A1 |
ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ С ФИЛЬТРОКОМПЕНСИРУЮЩЕЙ ЦЕПЬЮ И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЕГО ВЫХОДНОЙ МОЩНОСТЬЮ | 2007 |
|
RU2335841C1 |
Рентгеновский аппарат | 1982 |
|
SU1073904A1 |
БЛОК УПРАВЛЕНИЯ СИЛОВЫМ ИНВЕРТОРОМ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА В ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК СХЕМЫ РЕЗОНАНСНОГО СИЛОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ, В ЧАСТНОСТИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА В ПОСТОЯННЫЙ ТОК, ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ЦЕПЯХ ГЕНЕРАТОРА ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ СОВРЕМЕННОГО УСТРОЙСТВА КОМПЬЮТЕРНОЙ ТОМОГРАФИИ ИЛИ РЕНТГЕНОГРАФИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ | 2009 |
|
RU2499349C2 |
Рентгеновский генератор | 1984 |
|
SU1225051A1 |
Рентгеновский аппарат | 1983 |
|
SU1123120A1 |
Рентгеновский аппарат | 1981 |
|
SU995395A1 |
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ | 2003 |
|
RU2245598C1 |
Авторы
Даты
1982-09-23—Публикация
1981-03-24—Подача