SU1441488A1

SU1441488A1 - Импульсный рентгеновский генератор

Info

Publication number: SU1441488A1
Application number: SU853855423A
Authority: SU
Inventors: Сергей Борисович Красильников; Леонид Николаевич Лозовой; Сергей Николаевич Марков; Ефим Иосифович Синдаловский
Original assignee: Ленинградское научно-производственное объединение "Буревестник"
Priority date: 1985-02-18
Filing date: 1985-02-18
Publication date: 1988-11-30
Also published as: BG48920A1

Abstract

Изобретение относитс к рентгенотехнике . Цель изобретени - повышени стабильности мощности дозы при колебани х напр жени питани . В импульсном рентгеновском генераторе вторична обмотка трансформатора 5 положительной обратной св зи по току нагружена на низкоомный вход сумматора-распределител 2 импульсов,к выходам которого подключены управл ющие входы транзисторных ключей 3, которые форсированно закрываютс по достижении насыщени потока магнитной -индукции в сердечнике трансформатора 5 и изменении знаков ЭДС в обмотках зар дного трансформатора 4 и трансформатора 5 поло ительной обратной св зи. При закрьшании транзисторных ключей 3 ЭДС во вторичной обмотке трансформатора 4 от1.лр ает выпр митель 6 и ток вторичной обмотки , создаваемый энергией магнитного пол в магнитопроводе трансформатора 4, подзар жает накопительный конденсатор 7. Процесс повтор етс с частотой задающего генератора 1, и напр жение на конденсаторе 7 растет по закону U.,kVt до напр жени провода коммутирующего разр дника 8. За счет этого достигаетс посто нство частоты срабатьшани разр дника 8, При этом стабилизаци средней мощности дозы рентгеновского излучени в импульсе достигаетс при условии WT/RMT 7Уз„/к з д г, и УЗП количество витков в первичных обмотках , R т и R n,j- магнитные сопротивлени соответственно трансформатора 5 положительной обратной св зи и зар дного трансформатора 4. 2 ил. о to Stmssa ,SS&amp;

Description

Изобретение относитс к рентгенотехнике , а более конкретно к импульсным рентгеновским аппаратам с емкостными накопителем.

Цель изобретени - повысить стабильность мощности дозы при колебани х напр жени питани .

На фиг.1 показана схема импульсного рентгеновского генератора; на

фиг.2 - вариант выполнени схемы сумматора-распределител импульсов.

Импульсный рентгеновский генератор содержит задающий генератор 1, управл ющий через сумматор-распределитель 2 работой транзисторных ключей 3, зар дный трансформатор 4, п первичных обмоток которого гальванически разв заны между собой и намотаны таким образом, что магнитные потоки , вызванные коммутируемым током, складываютс во вторичной обмотке, п первичных обмоток зар дного трансформатора 4 соединены последовательно с п первичными обмотками трансформатора 5 положительной обратной св зи по току, вторична обмотка которого соединена с входом сумматора-распределител импульсов 2. Вторична обмотка зар дного трансформатора 4 соединена с выпр мителем 6, который соединен с накопительным конденсатором 7 и через разр дник 8 с первичной обмоткой высоковольтного импульсного трансформатора 9, во вторичную обмотку которого последовательно включены разр дни-обостритель 10 и рентгеновска трубка 11,

Сумматор-распределитель 2 содержит два входа 12 и 13, резистор 14, диод 15 обратной св зи, диод 16 св зи с задающим генератором 1, диод 17 защиты от перенапр жений, выходные резисторы 18.1-18;п и выходы 19.1 19.П, Вход 12 сумматора-распределител 2 присоединен к вторичной обмотке -трансформатора 5 положительной обратной св зи по току, вход 13 к выходу задающего генератора, 1, а выходы 19.1-|9.п - к входам транзисторов 3, Вход 12 через резистор 14 и диод 15 . присоединен к .диодам диодов 16 и 17, через резисторы 18.1-18,п и к выходам 19.1 -19,п.

Анод диода 15 присоединен к выходу задающего генератора 1, а анод диода 17 - к общему проводу. Сумматор-распределитель импульсов может быть выполнен на активных элементах.

0

5

0

5

0

5

0

5

например, интегральных операционных усилител х, с целью расширени функциональных возможностей, но при значительном усложнении схемы.

Импульсный рентгеновский генератор работает следующим образом.

Задающий генератор 1 формирует импульсы синхронизации с посто нной частотой следовани , которые через вход 13 cyNTMaTOpa-распределител 2 поступают через резисторы ,18.1-18.п и выходы 19.1-19.П Одновременно на управл ющие входы (базы) транзисторных ключей 3. При этом транзисторые ключи 3 открываютс , и через их коллекторные цепи начинают протекать линейно нарастающие токи по цепи +Е источника питани посто нного тока через п параллельных ветвей, образованных последовательным соединением одной первичной обмотки зар дного трансформатора 4 и -одной первичной обмотки трансформатора 5 положительной обратной св зи по току.

Вторична обмотка зар дного трансформатора 4 подключена к однополупе- риодному выпр мителю 6 в такой фазе что возникающа на выводах этой обмотки ЭДС в момент открывани ключей

3запирает выпр митель 6, В результате ток во }зторичной обмотке зар дного трансформатора в этот момент времени не проте -гает, и через первичные обмотки зар дного трансформатора

4протзкает только ток намагничивани сердечника этого трансформатора. Такой режим характеризуетс большой величиной индуктивности первичных обмоток зар дного трансформатора 4. В то же врем вторична обмотка трансформатора 5 положительной обратной св зи по току нагрузкена на низкоом- ный вход 12 - сумматора-распределител импульсов 2, к выходам 19..п которого подключены управл ющие входы транзисторных ключей 3, Поэтому основна часть напр жени источника . питани посто нного тока-в этой последовательной цепи оказьшаетс приложенной к ггервичным обмоткам зар дного трансформатора 4 и только мала его часть к первичным обмоткам трансформатора 5 положительной обратной св зи по току, поскольку индуктивность первичнь Х обмоток этого I трансформатора мала. В .результате этого, токи в указанных параллельных цеп х определ ютс в основном

характером сопротивлени первичных обмоток зар дного трансформатора 4 и поэтому линейно насраста- ют. При этом пропорционально растут магнитные потоки в сердечниках обоих трансформаторов 4 и 5 и, когда величина магнитной индукции в сердечнике трансформатора 5 положительной обратной св зи по току достигает насыщени , индуктивность намагничивани его резко падает и, соответственно , падают ЭДС как в первичных так и во вторичной обмотках, что приводит к резкому уменьшению напр же-. ни , подводимого- через вход i2 сумма тора-распределител 2, В свою оче- ре.ць это приводит к резкому уменьшению базовых токов транзисторных ключей 3, они выход т из режима насыщени и начинают закрьшатьс . В результате производна по току первичных

обмоток трансформаторов 4 и 5 становитс отрицательной, и мен ют свой

знак на противоположный ЭДС в обмотках трансформаторов 4 и 5,

В указанном режиме напр жение обратной пол рности через вход 12 сумматора-распределител 2 импульсов и выходы 19.i-19.n прикладьшаетс к управл ющим входам транзисторных ключей 3, что Бызьшает их форсированное запирание. Одновременно ЭДС во вторичной обмотке зар дного трансформатора 4 отпирает выпр митель 6, и возникающий скачког. линейно уменьшающийс ток вторичной обмотки подзар жает накопительный конденсатор 7 до более высокого потенциала. Этот ток создаетс энергией магнитного пол , накопленного в магнитопроводе зар дного трансформатора 4, Одновременно энерги магнитного пол трансформатора положительной обратной св зи по току 5 рассеиваетс в активных элементах сумматора-распределител импульсов 2„ По окончании этого процесса трансформаторы 4 5 и транзисторные ключи 3 обесточиваютс и наход тс в эдущем режиме до по влени нового запускающего импульса от задающего генератора 1,

В результате повторени описанного импульсного процесса с частотой, определ емой задающим генератором 1, напр жение на накопительном конденсаторе 7 посто нно растет по закону и. k /b до момента достижени уровн напр жени пробо коммутирующего

4U88

разр дника 8, который подключает зар женный накопительный конденсатор 7 к первичной обмотке высоковольтного импульсного трансфбрматора 9. Во вторичной обмотке трансформатора 9 формируетс высоковольтный импульс напр- - жени , который подаетс через разр д- ник-обостритель 10 на рентгеновскую

10 трубку 1i.

Дл обеспечени оптимального алгоритма работы импульсного рентгеновского генератора, кроме ПJepeчиcлeнныx св зей между его элементами необходи15 МО соблюдение определенных соотношений между параметрами этих элементов. Стабильность величины средней мощности дозы рентгеновского излучени любого импульсного рентгеновского ге20 нератора определ етс стабильностью частоты срабатывани коммутирующего разр дника 8, что в свою очередь определ етс стабильностью среднего значени мощности, протекающей по за25 р дной цепи накопительного конденсатора 7, причем усреднение происходит за врем всего цикла зар дки накопительного конденсатора, т,е, за врем от начала процесса зар дки полностью

30 разр женного конденсатора до момента срабатьшани коммутирующего разр дника 8. В зар дную цепь вторична обмотка зар дного трансформатора 4 - выпр митель 6 - накопительный конденсатор 7 практически без потерь передаетс вс энерги магнитного пол , запасенного в магнитопроводе зар дного трансформатора 4 к моменту обрыва тока в его первичных обмотках. Вели- 40 чина этой энергии определ етс выражением

W, ь,-

.где I „„(,кс максимальное значение лгсуммарного тока первичных обмоток;

LT - приведенна величина индуктивности первичных обмоток зар дного транс- форматор а 4,

Дл линейного режима работы сердечника этого трансформатора имеют место соотношени В „ В„дсь.11х, L const (I).

Поэтому энерги , запасенна в маг- нитогроводе, пропорциональна квадрату максимального значени суммарного тока, т,е.

WCP I

55

PV8.2

Claims

Формула изобретения

Импульсный рентгеновский генератор, содержащий зарядный трансформатор с η первичными гальванически раз- ₂q вязанными обмотками, в каждую из которых включен управляемый транзисторный ключ, накопительный конденсатор, подключенный через выпрямитель к вторичной обмотке зарядного трансфор- 25 матора, высоковольтный импульсный трансформатор, первичная обмотка которого через разрядник соединена с · накопительным конденсатором, последовательно включенные разрядник-обо- зо стритель и рентгеновскую трубку, подсоединенные к вторичной обмотке высоковольтного импульсного трансформатора, и задающий генератор,.о т л и чающийся тем, что, с целью gg повышения стабильности мощности дозы при колебаниях напряжения питания,дополнительно введены трансформатор положительной обратной связи по току с η первичными и одной вторичной обмотками и сумматор-распределитель импульсов с двумя входами и η выходами, которые подключены к транзисторным ключам, причем каждая первичная обмотка трансформатора положительной обратной связи по току последовательно соединена с одной из первичных обмоток зарядного трансформатора, к входам сумматора-распределителя импульсов подключены задающий генератор и вторичная обмотка трансформатора положительной обратной свя- . зи по току, а отношение количества витков пе.рвичных · обмоток трансформатора положительной обратной связи по току и зарядного трансформатора к магнитному сопротивлению этих трансформаторов выбрано из условия

Wr_n

МТ где W_Tn и W_Jn - количества витков в первичных обмотках;

R _мт-и R_MJ - магнитные сопротивления соответственно трансформатора положительной обратной связи по току и зарядного трансформатора.

^3- —О 13] —О 13 2 ----1 г-*-:! —ЯГ _ач51_ —*13_п

Фиг. 2