X线机灯丝逆变电路实验.doc

1、X 线机灯丝逆变电路实验【实验目的】X 线机灯丝逆变电路采用交流逆变技术，能自动稳定 X 线管灯丝的加热电流，当选择不同的 mA 时，产生一个与 mA 值相对应的控制信号来控制灯丝加热脉冲宽度，以达到稳定控制灯丝电压，提供合适的曝光量、以满足诊断需要。通过实验熟悉电路的工作原理，理解灯丝逆变的过程及工作特性。【实验器材】X 线机灯丝变频电路实验箱，示波器一台，数字万用表一块【实验原理】电源开关曝光开关大小焦点模拟5V 电源模块 9V 电源模块电流、频率显示及控制电路信号发生电路灯丝逆变电路信号处理电路图 1 实验板结构及原理图实验原理如图 1 所示，主要由电源电路、信号发生电路、信号处理电路、

2、灯丝逆变电路和电流、频率显示及控制电路五个部分组成。1 电源电路电源电路分成两部分，一路为9V 电源模块，220V 交流电经过整流滤波输出直流12V 电压，两电压相位相差 180，加至灯丝逆变电路中三极管 Q3、Q4 的发射极上。另一路为 5V 电源模块，220V 交流电经过整流滤波，通过 7805 生成 5V 直流电供给信号发生电路、电流频率显示及控制电路、信号处理电路和一部分灯丝逆变电路。2信号发生电路信号发生电路由 CPU 控制，通过调整电流、频率显示及控制电路中加减电流和频率的按钮，信号发生电路将根据输入的输入的相关参数产生逆变电路所需要的频率控制信号（占空比为 1:1 的方波信号，见

3、图 2 ）和电流控制信号（根据电流的大小，对同频率的方波信号经过占空比调制的信号，见图 2）。3信号处理电路信号处理电路主要由 40106、4024、4093 三种集成电路组成。两路输入信号先经过40106（U11）整形之后，频率控制信号输入 4024（U14），4024 的输出信号一路直接输入4093（U15），另一路经过 40106（U11）反向后输入 4093（U15），汇同电流控制信号，经过两个与非门电路的运算，输出最终的逆变控制信号（见图 2 ），以上两组信号分别送入灯丝逆变电路，经逆变后产生一个交流电压（见图 2 ），供给灯丝供电电路。4灯丝逆变电路经信号处理电路处理后生成两组逆变

4、控制信号（见图 2 ），经过隔离器件后送Q1、Q3 逆变，产生一个交流电压，供给灯丝供电电路。5电流、频率显示及控制电路用于设定和显示系统的电流强度和电流的频率。详细实验电路见本节实验教程后的图 3 所示。【方法及步骤】1接通电源：给 X 线灯丝逆变实验箱接入 220V 电源，打开电源开关，观察 D10、D11指示灯亮，说明电源调整电路供给灯丝逆变的正负电压正常；观察 PWR 指示灯亮，说明供给信号发生器的电压正常。2频率显示：开机后，电源工作正常可以看到显示频率的数码管显示 200Hz，可以使用数码管旁边的频率+和频率-按钮在 200Hz500Hz 范围内上下调节频率的大小。3MA 调节：开

5、机后，电源工作正常可以看到显示 MA 的数码管显示 50mA，可以使用数码管旁边的 MA+和 MA-按钮在 50mA500mA 范围内上下调节 MA 的大小。当数码管显示为50、100mA 时，为小焦点灯丝加热，可以看到小焦点指示灯亮；当数码管显示为200、300、400、500mA 时，继电器 K2 切换工作电路，为大焦点灯丝加热，可以看到大焦点指示灯亮。4灯丝加热：调节好大小焦点后，按下加热开关，控制电路的继电器 K1 闭合，可以看到对应大小焦点的灯丝开始加热，随着电流的大小由发红逐渐变亮。5数据测量：分别测量 TP2 与 G 点电压、TP3 与 G 点电压，测量 TP1 与 GND 点电

6、压，观察电压是否正常。6电压波形测量：在测量波形前调节频率为 200Hz，MA 为 50mA。注意波形测试时各测试点不共地，每次测量波形时，要先关断电源开关，再放探头输入线测量波形。7测量各点电压波形测量 TP4 与 GND 的电压波形； TP5 与 GND 的电压波形；TP6 与 GND 电压波形；TP7 与GND 电压波形；TP8 与 G 的电压波形。TP4 与 GNDTP7 与 GNDTP6 与 GNDTP5 与 GNDTP8 与 G 图 2 电路各点波形8分别调整电流值为 50、100、200、300、400、500mA 时，观察大小焦点的灯丝的转换及亮度，并测量 TP8 与 G 之间

7、的电压，并观察各测试点波形的变化情况。9调整频率旋钮，观察大小焦点的灯丝的转换及亮度，并测量电压，并使用示波器观察 TP8 与 G 点之间的波形变化情况。【思考题】1分析实验电路工作原理。2信号处理电路是如何产生逆变控制信号的。3频率信号的大小是否影响灯丝的加热电压。【注意事项】1因本电路接地点不共地，在测试波形和电压时要看好每个接地点，再进行测试。2示波器测量波形时，不要使用示波器电源插头的公共地，最好采用单通道测量波形，以免由于示波器的测试点连接不当造成仪器短路损坏。3每次测量波形时，首先要关断电源开关，再放探头输入端进行波形测量。4用万用表测量直流电压时，注意表笔的测量极性。5实验过程中请勿用手触摸散热片，以免引起短路、烫伤现象的出现。