CN204046910U - 一种高压直流电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种高压直流电源，包括主控板、驱动板、AEC板、灯丝板、逆变组件、谐振组件以及高压组件，其中主控板分别连接灯丝板、AEC板、高压组件，主控板通过驱动板连接逆变组件，逆变组件输出的逆变电流通过谐振组件送至高压组件；主控板接收逆变组件的电流采样信号和高压组件的电压采样信号，输出逆变驱动信号通过驱动板送至逆变组件。本实用新型通过电流和电压双闭环控制，电压建立快，稳定输出电压，简化倍压整流电路的结构，按照组件功能分类，模块化设计，合理布局，达到减小电源体积，减轻重量、小型化，便于安装调试和维护的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种驱动电源，具体的说是一种高压直流电源。
背景技术
X射线是由高压直流电源驱动球管产生的，目前本行业对X射线的质量提出越来越高的要求，除了X线球管以外，高压直流电源的性能至关重要。由于高压直流电源需要提供宽范围的直流电压，同时要求直流高压建立时间快、拖尾小、精度高、体积小以及重量轻等，这些都为高压直流电源的开发设计带来很大的困难。
虽然现在已经有很多高压直流电源的成型产品在应用，但一般都是工作频率低、体积大、外观粗糙、重量大、搬运费力、内部结构复杂，拆装困难，不易维护。
高压组件(俗称油箱)，因为绝缘强度要求高，内装变压器油，一般体积大，重量大，易打火放电而损坏。
实用新型内容
针对现有技术中的高压直流电源存在工作频率低、重量大、内部结构复杂以及不易维护等不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种建立时间快、拖尾小、精度高、重量轻的高压直流电源。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：
本实用新型涉及一种高压直流电源，包括主控板、驱动板、AEC板、灯丝板、逆变组件、谐振组件以及高压组件，其中主控板分别连接灯丝板、AEC板、高压组件，主控板通过驱动板连接逆变组件，逆变组件输出的逆变电流通过谐振组件送至高压组件；主控板接收逆变组件的电流采样信号和高压组件的电压采样信号，输出逆变驱动信号通过驱动板送至逆变组件。
所述主控板包括移相控制器和PID闭环调节电路，其中PID闭环调节电路接收逆变组件的电流采样信号和高压组件的电压采样信号以及电压设定信号组成双闭环控制电路，输出端接至移相控制器，移相控制器输出移相控制信号至驱动板。
所述谐振组件包括磁环、谐振电感、谐振电容以及电流采样变压器，其中，谐振电感为两根，分别缠绕于磁环上，形成共模电感，其中一根连接于逆变组件和高压组件之间，另一根分别通过电流采样变压器的初级及谐振电容与逆变组件和高压组件相连，电流采样变压器的次级输出采样电流送至主控板，高压组件输出采样电压送至主控板。
所述电源输入组件为整流桥及储能电容，输出电源接至逆变组件。
所述高压组件包括阴极高压包、阳极高压包、磁芯、阴极高压插座、阳极高压插座以及灯丝变压器，其中阴极高压包及阳极高压包分别环设于磁芯的两端框架上，阴极高压包、阳极高压包和磁芯整体外部设有绝缘支架，绝缘支架外侧布置一个阴极倍压板和一个阳极倍压板，阴极倍压板和阳极倍压板上设有2～4个串联连接的倍压整流电路；阴极高压插座和阳极高压插座分别布置在阴极倍压板和阳极倍压板的输出侧，在阴极高压插座和阳极高压插座之间设有灯丝变压器。
所述高压组件包括阴极高压包、阳极高压包、磁芯、阴极高压插座、阳极高压插座以及灯丝变压器，其中阴极高压包及阳极高压包分别环设于磁芯的两端框架上，阴极高压包、阳极高压包和磁芯整体外部设有绝缘支架，阴极倍压板为2～4个，每个阴极倍压板上设有一个倍压整流电路，2～4个倍压整流电路串联连接；阳极倍压板为2～4个，每个阳极倍压板上设有一个倍压整流电路，2～4个倍压整流电路串联连接。本实用新型具有以下有益效果及优点：
1.本实用新型采用模块驱动的全桥IGBT逆变电路，通过LCC串联谐振电路产生高频交变电流,此电流输入高压组件，经过升压、整流后输出直流高压电压，通过电流和电压双闭环控制，达到电压建立快，稳定输出电压的目的。
2.本实用新型主要通过提高全桥逆变的工作频率，简化倍压整流电路的结构，按照组件功能分类，模块化设计,合理布局，达到减小电源体积，减轻重量、小型化，便于安装调试和维护的目的。
3.本实用新型的高压组件部分，提供了两种布局方案，都采用阴阳极对称布局，根据电场分布的梯度变化，合理布置各组件，不但体积小，绝缘强度高，而且电场分布均匀，可靠性很高。
附图说明
图1为本实用新型电气结构框图；
图2为本实用新型中部分电气结构原理图；
图3为本实用新型第一个实施例的高压组件机械结构图；
图4为本实用新型第二个实施例的高压组件机械结构图
其中，1为绝缘支架，3为阴极倍压板，4为阳极倍压板，5为阴极高压包，6为阳极高压包，7为磁芯，8为阴极高压插座，9为阳极高压插座，10为灯丝变压器。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步阐述。
实施例1
如图1所示，本实用新型一种高压直流电源，包括主控板、驱动板、AEC板、灯丝板、逆变组件、谐振组件以及高压组件，其中主控板分别连接灯丝板、AEC(Automatic Exposure Control自动曝光控制)板、高压组件，主控板通过驱动板连接逆变组件，逆变组件输出的逆变电流通过谐振组件送至高压组件；主控板接收逆变组件的电流采样信号和高压组件的电压采样信号，输出逆变驱动信号通过驱动板送至逆变组件。
如图2所示，主控板包括移相控制器和PID闭环调节电路，其中PID闭环调节电路接收逆变组件的电流采样信号和高压组件的电压采样信号以及电压设定信号组成双闭环控制电路，输出端接至移相控制器，移相控制器输出移相控制信号至驱动板。
所述谐振组件包括磁环、谐振电感、谐振电容以及电流采样变压器，其中，谐振电感为两根，分别缠绕于磁环上，形成共模电感，其中一根连接于逆变组件和高压组件之间，另一根分别通过电流采样变压器的初级及谐振电容与逆变组件和高压组件相连，电流采样变压器的次级输出采样电流送至主控板，高压组件输出采样电压送至主控板。
所述电源输入组件为整流桥及储能电容，输出电源接至逆变组件。
本实用新型中逆变组件采用模块驱动的IGBT全桥逆变电路，谐振组件为由连接电感和电容组成的LCC串联谐振电路，产生交变的谐振电流，后端接入高压组件；谐振电流在高压组件内经过升压，整流、滤波后，输出直流电压。
本实用新型采用电压和电流的双闭环控制，通过调整驱动IGBT占空比的大小，改变谐振电流的大小，达到调整和稳定输出直流电压值的目的。
本实用新型机箱为长方体结构，整体外罩上面开有百叶窗。本实用新型由主控板，自动曝光控制板(AEC)，接口板，灯丝板(2块)，电源板，驱动板，逆变组件，谐振组件，高压组件(TANK)以及电源输入组件(包括空气开关、滤波器、交流接触器、变压器、开关电源(2个)、整流桥以及储能电容等主要组件组成。
本实用新型的高压组件部分，提供了两种布局方案，如图3所示，所述高压组件包括阴极高压包5、阳极高压包6、磁芯7、阴极高压插座8、阳极高压插座9以及灯丝变压器10，其中阴极高压包5及阳极高压包6分别环设于磁芯7的两端框架上形成高压变压器，阴极高压包5、阳极高压包6和磁芯7整体外部设有绝缘支架1，绝缘支架1外侧布置一个阴极倍压板3和一个阳极倍压板4，阴极倍压板3和阳极倍压板4上设有2～4个串联连接的倍压整流电路；阴极高压插座8和阳极高压插座9分别布置在阴极倍压板3和阳极倍压板4的输出侧，在阴极高压插座8和阳极高压插座9之间设有灯丝变压器10。
本实施例中，阴极倍压板3和阳极倍压板4分别位于高压组件的两端，它们之间是高压变压器、灯丝变压器10和阴、阳极高压插座8、9。各部分之间有电线连接，空间通过绝缘材料绝缘，上述组件都放入油桶中，整体浸入变压器油中。
实施例2
如图4所示，与实施例1的不同之处在于：高压组件(TANK)中的阴极倍压板为2～4个，每个阴极倍压板上设有一个倍压整流电路，2～4个倍压整流电路串联连接；阳极倍压板为2～4个，每个阳极倍压板上设有一个倍压整流电路，2～4个倍压整流电路串联连接。
本实施例中阴极倍压板3和阳极倍压板4均为3块，它们分别围绕高压变压器阴极侧和阳极侧的三个面，各阴极倍压板3之间和各阳极倍压板4之间通过电线连接，空间通过绝缘材料绝缘，上述组件都放入油桶中，整体浸入变压器油中。
本实用新型的两种布置方式均采用阴阳极对称布局，根据电场分布的梯度变化，合理布置各组件，不但体积小，绝缘强度高，而且电场分布均匀，可靠性很高。
Claims (6)
1.一种高压直流电源，其特征在于：包括主控板、驱动板、AEC板、灯丝板、逆变组件、谐振组件以及高压组件，其中主控板分别连接灯丝板、AEC板、高压组件，主控板通过驱动板连接逆变组件，逆变组件输出的逆变电流通过谐振组件送至高压组件；主控板接收逆变组件的电流采样信号和高压组件的电压采样信号，输出逆变驱动信号通过驱动板送至逆变组件。
2.按权利要求1所述的高压直流电源，其特征在于：所述主控板包括移相控制器和PID闭环调节电路，其中PID闭环调节电路接收逆变组件的电流采样信号和高压组件的电压采样信号以及电压设定信号组成双闭环控制电路，输出端接至移相控制器，移相控制器输出移相控制信号至驱动板。
3.按权利要求1所述的高压直流电源，其特征在于：所述谐振组件包括磁环、谐振电感、谐振电容以及电流采样变压器，其中，谐振电感为两根，分别缠绕于磁环上，形成共模电感，其中一根连接于逆变组件和高压组件之间，另一根分别通过电流采样变压器的初级及谐振电容与逆变组件和高压组件相连，电流采样变压器的次级输出采样电流送至主控板，高压组件输出采样电压送至主控板。
4.按权利要求1所述的高压直流电源，其特征在于：所述电源输入组件为整流桥及储能电容，输出电源接至逆变组件。
5.按权利要求1所述的高压直流电源，其特征在于：所述高压组件包括阴极高压包、阳极高压包、磁芯、阴极高压插座、阳极高压插座以及灯丝变压器，其中阴极高压包及阳极高压包分别环设于磁芯的两端框架上，阴极高压包、阳极高压包和磁芯整体外部设有绝缘支架，绝缘支架外侧布置一个阴极倍压板和一个阳极倍压板，阴极倍压板和阳极倍压板上设有2～4个串联连接的倍压整流电路；阴极高压插座和阳极高压插座分别布置在阴极倍压板和阳极倍压板的输出侧，在阴极高压插座和阳极高压插座之间设有灯丝变压器。
6.按权利要求1所述的高压直流电源，其特征在于：所述高压组件包括阴极高压包、阳极高压包、磁芯、阴极高压插座、阳极高压插座以及灯丝变压器，其中阴极高压包及阳极高压包分别环设于磁芯的两端框架上，阴极高压包、阳极高压包和磁芯整体外部设有绝缘支架，阴极倍压板为2～4个，每个阴极倍压板上设有一个倍压整流电路，2～4个倍压整流电路串联连接；阳极倍压板为2～4个，每个阳极倍压板上设有一个倍压整流电路，2～4个倍压整流电路串联连接。
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|---|---|---|---|---|
| CN107425723A (zh) * | 2017-06-23 | 2017-12-01 | 华中科技大学 | 一种基于微控制器的宽范围连续可调的高压直流电源 |
| CN110601548A (zh) * | 2019-07-17 | 2019-12-20 | 王志勇 | 基于网络化的高频高压控制系统及其控制方法 |
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| CN107425723B (zh) * | 2017-06-23 | 2019-07-23 | 华中科技大学 | 一种基于微控制器的宽范围连续可调的高压直流电源 |
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