РЕНТГЕНОВСКОЕ ПИТАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Заявляемый объект относится к медицинской технике, точнее к рентгеновской, а именно, к конструкции главной цепи рентгеновских генераторов, которыми комплектуются рентгенодиагностические аппараты медицинского назначения.
Известно рентгеновское питающее устройство, содержащее включенные последовательно сетевой выпрямитель, высокочастотный инвертор с задающим генератором и средствами регулирования отношения импульс-пауза выходного напряжения инвертора, высоковольтный трансформатор и высоковольтный выпрямитель (Патент SU №1032598 от 07.04.1982 [1]).
Известно также рентгеновское питающее устройство моноблочного типа, содержащее сетевой выпрямитель, высокочастотный инвертор с задающим генератором, высоковольтный трансформатор и высоковольтный выпрямитель (Патент USA №8243885 от 27.12.2007 [2]).
Наиболее близким по конструкции к заявляемому объекту является рентгеновское питающее устройство, содержащее последовательно включенные сетевой выпрямитель, высокочастотный инвертор, имеющий две группы IGBT-транзисторов, соединенных параллельно, работающих по резонансной схеме с частотно-импульсной модуляцией, с задающим генератором, высоковольтный трансформатор и высоковольтный выпрямитель (Кит Сукер Силовая Электроника.- М.: Издательский дом «Додэка-XXI», 2007.-c.181 [3]).
Рентгеновское питающее устройство [3], выбранное нами в качестве прототипа, как и вышеприведенные аналоги [1], [2], работают на частотах до 30 кГц, что делает невозможным их применение в современных цифровых рентгеновских аппаратах медицинского назначения. Теоретические расчеты показывают, что оптимальными частотами для инверторов, работающих в составе главной цепи рентгеновских питающих устройств цифровых рентгеновских аппаратов медицинского назначения общего профиля, являются частота в диапазоне 100-125 кГц. Дело в том, что при таких частотах полностью исключается влияние на пациента низкочастотной составляющей рентгеновского излучения и как следствие этого происходит снижение лучевой нагрузки на организм обследуемого.
Целью настоящей работы является разработка рентгеновского питающего устройства с инвертором, работающем в диапазоне 100-125 кГц.
1
2
3
1
2
3
1
2
Технический результат полезной модели выражается в обеспечении возможности работы на более высоких частотах, до 125 кГц, рентгеновских питающих устройств с инвертором на IGBT-транзисторах. Он достигается тем, что в рентгеновском питающем устройстве, содержащем последовательно включенные сетевой выпрямитель, высокочастотный инвертор, построенный по полумостовой схеме, имеющий две группы IGBT-транзисторов, соединенных параллельно, работающих по резонансной схеме с частотно-импульсной модуляцией, с задающим генератором, высоковольтный трансформатор и высоковольтный выпрямитель, индуктивность резонансного контура состоит из трех индуктивностей l, l, l, причем индуктивности L=L и подключены последовательно между эммиторами и коллекторами первой и второй групп IGBT-транзисторов резонансного контура, а индуктивность L подключена между точкой взаимного соединения индуктивностей L, L и проходным конденсатором в цепи, идущей на высоковольтный трансформатор.
На прилагаемом рисунке приведена принципиальная схема высокочастотного инвертора, входящего в состав заявляемого рентгеновского питающего устройства, где:
1 - сетевой выпрямитель;
2 - высокочастотный инвертор;
3 - высоковольтный трансформатор;
1
2
4 - высоковольтный выпрямитель; L=L - внутренние индуктивности;
3
L - проходная индуктивность;
3
C - проходная емкость;
1
2
1
2
1
10
R, R, C, C, D, D - снабберные цепи;
ф1
ф2
C=C - емкостные фильтры;
1
10
T÷T - силовые ключи IGBT.
1
5
6
10
1
10
1
10
Сам высокочастотный инвертор 2 построен по полумостовой схеме, имеет две группы IGBT-транзисторов (T÷T и T÷T), соединенных параллельно, работает по резонансной схеме с частотно-импульсной модуляцией, с задающим генератором (на рисунке не показан). Параллельно каждому IGBT-транзистору T÷T подсоединены инверсно включенные диоды D÷D, обеспечивающие защиту ключей от бросков напряжения при коммутации индуктивной нагрузки.
1
2
3
Включение в схему инвертора внутренних индуктивностей L, L, L позволяет уменьшить динамические потери на включение IGBT-транзисторов, так как они ограничивают di/dt, а как следствие - возможность работы на более высоких рабочих частотах инвертора.
1
2
3
3
Приведем конкретный пример. В цифровом рентгеновском флюорографе «РЕНЕКС-ФЛЮОРО», разработанного «С.П. ГЕЛПИК», используется рентгеновское питающее устройство, построенное по вышеописанной схеме с IGBT-транзисторами IRGPS 60 B 120 KD, L=L=L=1,2 µH, C=0,275 µF. Рабочая частота инвертора составляет 125 кГц.