X射線管高壓電源設計及穩(wěn)壓控制方法研究.pdf

1、自X射線發(fā)現(xiàn)以來，X射線在醫(yī)學和工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應用。傳統(tǒng)的X射線管采用工頻整流高壓電源，電源體積龐大、效率低、功耗高，輸出X射線的穩(wěn)定性差。本文將開關電源技術和單片微型計算機控制技術應用到X射線管高壓電源的研制中，設計并研制了一臺最高輸出30KV直流電壓，最大輸出2.5mA管電流的X射線管高壓電源，并且對高壓電源穩(wěn)壓控制方法進行了研究。
　　本論文的主要研究內(nèi)容如下：
　　(1)首先闡述了課題的背景，介紹了X射線發(fā)射

2、原理及射線管伏安特性曲線，在了解國內(nèi)外X射線管高壓電源系統(tǒng)的基礎上，提出了該高壓電源的性能指標，分析了本系統(tǒng)的結構組成和實現(xiàn)原理，以及本系統(tǒng)的硬件、軟件總體結構設計。
　　(2)設計了X射線管高壓電源控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)以DSP芯片TMS320F2812為核心，實現(xiàn)直流高壓、管電流穩(wěn)定輸出，過壓過流保護及指示和直流高壓、管電流顯示等功能;通過CAN總線與上位機通信，接受上位機遠程控制以及將電壓電流采樣信號發(fā)送給上位機。
　　(3

3、)設計了X射線管高壓電源硬件電路，對高壓電源的主要功能模塊進行分析，詳細介紹了各模塊電路的設計方法和參數(shù)計算。在硬件基礎上對X射線管高壓電源進行軟件開發(fā)，對系統(tǒng)各模塊初始化程序和功能程序進行了介紹。
　　(4)對系統(tǒng)穩(wěn)壓控制方法進行研究。為獲得穩(wěn)定性高的輸出電壓，高壓電源須采用閉環(huán)控制。本系統(tǒng)在選用PID控制方法實現(xiàn)穩(wěn)壓的基礎上，對滑模變結構控制方法在本系統(tǒng)中的控制效果進行了探討:在開環(huán)系統(tǒng)數(shù)學模型建立的基礎上，利用Matlab/