浅谈北京高频机KV工作原理及其相关故障分析

　　X 线机的数字化已经是必然的发展趋势，目前所有的教材上对于数字机的讲解仅仅是简单的原理讲解，本文主要目标是根据北京万东 HF50-R 型高频机的图谱，详细讲述其 KV 发生原理及其相关的故障代码、故障判断思路。

　　1整机KV发生的原理讲解

　　1.1 KV 工作原理

　　HF5004 板中 ，U4 根据输入的差分电压值实现PWM (pulse width modulation)———脉宽调制功能，本机使用 TL594 集成块， 其余也有使用 TL494、SG3525等集成块，在此不一一详述。 频率控制测试端为 TP3，TP3 端应为一 25 kHz 的锯齿波。 输出端 EA、EB 输出相位相差 180°的方波信号。

　　TL594 的输入端 1-接入的为 KV-SET 值， 该数值来源于 HF5003 CPU 板。 由 U18 根据 KV 设置获得的信号送出 KV-SET 设置值，该信号应满足 1V=33.3 kV;1+信号来源于采样板的 KV+、KV-采样值， 此信号一方面送 U4 计算设定值与采样值之间的差值， 去控制U4 输出的 25kHz 的脉宽， 一方面通过 PA1-4 作为采样值 KV(A)，以及 PA1-5 的/KVOVER 信号。 当 KV 值大于 160 kV， 即 N1C 的同向输入端大于 4.8V (4.8×33.3 kV=160 kV)， 其/KVOVER 为低电平， 该信号经HF5003 的 PC3-5，再经光耦 E10(TLP521-4)送入 U8(8255A)，通知 CPU KV 超出了允许的最大值，并显示故障代码 E24。

　　脉宽调制器的输出信号 EA、EB 经反相后送至IPM 驱动板 (HF5007)， 作为 KVDR1、KVDR2 信号而驱动光耦 E1、E3， 最终送往高压逆变电路 HF5008，HF5007 的输出端 VP1(+15V)、SPR1(+5V)、CP1(驱动信 号 )、VPC1 (GND1)、FPO1 (-FAULT1) 和 VN1(+15V)、SNR1(+5V)、CN1(驱动信号)、VNC1(GND2)、FNO1(-FAULT1)。 其中 FPO1、FNO1 通过光耦 E2、E4送出/IMPFLT1 信号去往 HF5004 的 PA3-6，最终送至HF5003 的 PC3-1 作为故障信号， 提示智能功率模块故障，故障代码 E25。 CP1、CN1 驱动信号控制高压逆变元件 IGBT(isolated gate bipolar transistor)———绝缘栅双极晶体管，该管具有输入阻抗高、工作速度快、热稳定性好、通态电压低、耐压高、承受电流大、驱动功率小、损耗低，并具有很高的工作稳定性和可靠性。 三相全波整流后的电压 BUS+、BUS-经过 IPM 逆变后送至 V1、V2。 IPM 的触发信号频率固定，脉宽随 KV 设置变化而变化。

　　1.2 KV 控制过程

　　HF5004 的 TL594 受控于 CPU 板。 受控于手闸 2档的/EXP 或 AEC 模式下的/AECE 信号，与 CPU 板的U1 发出的 P15 信号，经过或非门 U12A 后，反相经光耦 E9， 从 PC3-3 送 出/KVON 指 令 ， 该指令送至HF5004 的 PA1-3，为负脉冲信号，此信号送至 TL594的 16 脚，16 脚的信号同时还受控于实测 KV 信号，当　　KV 超出 160 kV 时，N1C 的输出端变为高电平， 送往CPU 的/KVOVER 报错的同时，也控制 TL594 的 16 脚　　停止工作。 CPU 在一档手闸后，接受到旋转阳极启动信 号 STLOW 、 IPMFLT 、 FILA1FLT 、FILA2FLT 、/ KVOVER 、 MPSFLT 等信号均正常的情况下 ，P15发出信号使得 TL594 开始工作，曝光开始，到达预置曝光时间，/KVON 信号消失，KV-SET 信号也被拉下，曝光结束。