X射线探伤机系统高压直流电源的设计

　　1 结论

　　随着医疗器械、压力管道和工业机械等行业快速发展，这些行业使用的金属、非金属等材料制成零部件，铸造及焊接部件进行无损检测，定其内部是否存 在缺陷，为了实现对上述产品实行无损检测，就需要X射线及超声波探伤设备，而现有的X射线及超声波探伤设备高压电源的体积大，并且多采用进口的设备。为了 减少体积和成本，本文设计出一款体积少成本低的高压直流电源。

　　450X射线探伤机系统使用的X射线管的主要参数：

　　1)X射线管的高压线圈电压为20～450kV连续可调;

　　2)X射线管的管电流调节范围小焦点工作时0～2mA，大焦点工作时0～10mA。

　　由此可见，450X射线探伤机系统是属于高电压、小电流的地方，所以可以使用倍压整流电路。所谓倍压整流，可以把较低的交流电压，用耐压较低的 整流二极管和电容器，“整”出一个较高的直流电压。倍压整流电路一般按输出电压是输入电压的多少倍，分为二倍压、三倍压与多倍压整流电路。

　　450X射线探伤机系统采用单片机作为核心芯片，采用彩色液晶显示屏作为显示器，控制系统主要分为两部分，其一是控制X射线管的两端电压和流过 的电流大少，其二是控制X射线管的灯丝两端电压和流过的电流大少。X射线管的控制回路有X射线管过电流保、直流电机驱动、X射线管交流调压、倍压电路、X 射线管电压和X射线管电流的检测;X射线管的灯丝 控制回路有X射线管灯丝过电流保护、X射线管灯丝电源变压器和X射线管灯丝电流的检测等组成

　　2 450X射线探伤机系统直流高压电源框图

　　3 450X射线管直流高电压电路（仅以6倍压为例）

      450X射线管的直流高电压控制系统框图如图1所示，该电路主要由运算放大器、放大驱动电路、直流电动机、工频自耦变压器、C-W倍压整流电路、X射线管 的高电压和X射线管的高电压回路电流检测等电路组成，其工作原理是：Ug为系统的给定电压信号，Ui为系统的电流负反馈信号，系耐压值要大于 1.5×2U2MAX，在使用上才安全可靠。通过运算放大器进行运算放大后，在经过功率放大电整流电路带载能力很差，输出很小的功率就会导致输出电压的大 幅度跌路驱动直流电动机，直流电动机可以实现正反转，直流电动机与自耦变压落。假设输出电流为I，每个电容的容量相同为C，交流电源频率为f，输器转轴相 连，当直流电动机正转带动工频自耦变压器转轴旋转，使工频自耦变压器输出交流电压升高，反之，当直流电动机反转带动工频自耦变压器转轴旋转，使工频自耦变 压器输出交流电压降低，工频自耦变压器的二次侧与C-W倍压整流电路相连，使工频自耦变压器输出的交流电转化为高圈相连，X射线管的高电压线圈通过高压直 流电将产生高压电场，与X射线管的高电压线圈有一个电流采样电路输出电流反馈信号Ui，电流反馈信号Ui加到运算放大器的输入端，形成一个闭环控制系统