第五章学习目标第一节概述一、高频X线机主要特点1、病人的皮肤剂量低：高频机高压发生器输出波形近似于恒定直流，脉动率非常低，波纹系数<±5%，输出x线的能量单一性大大提高，病人的皮肤剂量大为降低。2、成像质量高：单能窄束x线，物质对其吸收遵守指数规律，射线透过物质以后，只有光子数量的减少，没有光子能量的变化，这对于提高成像质量十分有利。3、输出剂量大：因高频机属恒定直流曝光，故在胶片获得同样黑化度的情况下，高频机的mAs值是工频机的60%。4、实时控制：曝光过程中可对kV和mA进行实时控制。高频机的kV通常由直流逆变器输出脉冲的频率来调节，逆变器输出频率不仅受kV设定值控制，同时还受kV检测信号控制，在曝光过程中，输出频率可根据检测信号与设定值比较的结果进行迅速的跟踪调整，以确保kV实际值等于设定值。另外，高频机的mA通常由直流逆变器输出脉冲的宽度来调节，逆变器输出脉宽不仅受mA设定值控制，同时还受灯丝加热或mA检测信号控制，在曝光过程中，输出脉宽可根据检测信号与设定值比较的结果进行迅速的跟踪调整，以确保mA实际值等于设定值。实时控制还可使高频x线机曝光书的重复性大大提高。不论影像kV和mA的因素有多少，只要其变化幅度在某一允许范围内，高频机每次曝光输出量都可以保持基本一致5、高压变压器的体积小、重量轻：根据变压器的工作原理，变压器初级线圈的匝数和铁芯截面积的乘积与初级电压和电源频率之间的关系为：NS=E/4.44fB公式中：N为初级匝数；S为铁芯截面积；E为初级电压；f是工作频率；B为磁感应强度。由于f越大，NA就越小，因此高频高压发生器比工频高压发生器的体积和重量要小得多，这一优点对生产便携式和移动式x线机非常有利。6、可实现超短时曝光：x线机超短时曝光取决于高压波形的上升沿。因高频机高压波形上升沿很陡，一般是十几至几十微秒，故最短曝光时间可达1ms。工频机的高压波形按正弦波形变化，上升沿缓慢。例如单相全波整流x线机，管电压波形一个周期是10ms，因有效曝光电压只占5ms，故工频机最短曝光时间至少要大于3ms。7、便于智能化：高频机使用单片机对整机进行控制和管理，这和工频机相比有着显著的不同，单片机的应用将高频机的各种性能提高到一个崭新的水平。比如降落负载、曝光限时、故障报警、实时控制、数据存储、自动处理等，这些都是为x线机的数字化和智能化创造了必要条件。二、工作原理50赫兹交流电源经过二极管整流、电容器平滑为恒定直流电压后，经过逆变器转换成具有一定频率的方波电压，该方波电压经变压器升压，再经整流、滤波，变为平滑的直流高压后，施加于X线管两端。与此同时，采样电路对管电压进行采样，并将采样值送到比较器，与预置的管电压值进行比较。如果采样值低于预置值，则调节器发出调节信号，升高逆变器的频率，或增加逆变器输出的脉冲宽度，直到从实际的管电压采样值与预置值相等为止。反之，若采样值高于预置值，则调节电路降低逆变器的工作频率或减少脉冲宽度，直到采样值与预置值相等。同理，对管电流也采用同样的方法进行调节与控制。第二节直流逆变电源一、直流电源小型高频X线机可直接用蓄电池供电，或由220V单相交流电整流转换为直流电源15kV以下高频X线机一般使用220V单相交流电经桥式整流或倍压整流后转换成直流电源15kV以上的高频X线机多采用380V三相交流电源，经三相桥式整流，滤波后转换成直流电源二、桥式逆变时间t1：k1、k2闭合，k3、k4断开，电流为i1，Z上电压为E时间t2：k1、k2断开，k3、k4断开，电流为0，Z上电压为0时间t3：k1、k2断开，k3、k4闭合，电流为i2，Z上电压为-E时间t4：k1、k2断开，k3、k4断开，电流为0，Z上电压为01.IGBT逆变电路IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)，绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大；MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。桥式晶闸管逆变电路192．桥式场效应管逆变电路第三节高频X线机的使用二、技术参数（1）三相电源：（380±38）V（2）电源频率：（50±1）Hz（3）电源容量：55kVA（4）电源内阻：<0.3Ω（5）接地保护电阻：<4Ω（6）最高输出电压：150kV（7）输出最高管电压时的管电流：320mA（8）最大输出功率：100kV、50mAs（500mA，100ms）时大焦点最大输出功率为50kW。（9）标称功率：