一种一体化小型负输出X射线管高压电源的制造方法与工艺

本发明涉及广泛应用于医疗、工业、无损探测等领域中的一体化小型负输出X射线管高压电源。

背景技术：
目前市场上X射线管电源的阳极高压多数采用正高压电源供电，在该情况下，灯丝供电处于低压侧而无需悬浮，控制容易，其生产制作相对简单且易小型化，但从X射线管结构看，这就要求X射线管的阳极部分要承受几万伏的耐压，这样无论从X射线管在用户系统整机中的结构安装，还是对长期工作必须考虑的散热处理等都会产生较大影响。而同功率下负高压电源的外形尺寸又较大，也有悖于其小型化的发展趋势。另外灯丝供电多采用直流输出，长期工作会降低X射线管灯丝寿命，且对X射线管工作的辐射强度有一定影响。因此市场对负高压、小体积且一体化的X射线管高压电源的需求越来越大。

技术实现要素：
鉴于现有技术存在的不足以及目前市场需求，本发明提供一种稳流精度高、可靠性和稳定性好、体积小的一体化小型负输出X射线管高压电源。本发明为实现上述目的，所采取的技术方案是：一种一体化小型负输出X射线管高压电源，包括封装在壳体内的电源电路，电源电路包括辅助供电及基准电路、高压控制及驱动电路、倍压整流滤波电路，其特征在于：电源电路还包括灯丝控制及输出电路、管流反馈及显示电路、高压反馈及管压显示电路；所述辅助供电及基准电路分别与灯丝控制及输出电路、管流反馈及显示电路、高压控制及驱动电路、高压反馈及管压显示电路相连，倍压整流滤波电路分别与灯丝控制及输出电路、管流反馈及显示电路、高压控制及驱动电路、高压反馈及管压显示电路相连，所述管流反馈及显示电路与灯丝控制及输出电路相连，高压反馈及管压显示电路与高压控制及驱动电路相连，电源电路上连接有D型混装连接器、航空连接器Ⅰ、航空连接器Ⅱ和接地柱；所述灯丝控制及输出电路中，三极管T1的发射极接供电输入端+Vin，三极管T1的集电极分别与MOS管T3的漏极和电容C5的正极连接，管流给定端Iadj通过电阻R1分别接放大器U1A的同相输入端3脚和电阻R3的一端，电阻R3的另一端接输入地GND，放大器U1A的反相输入端2脚分别接电阻R2和电容C2的一端，放大器U1A的输出端1脚分别接电阻R5的一端、电容C2的另一端，二极管D1和电阻R7并联，电阻R5的另一端分别与二极管D1的负极、三极管T2的基极连接，二极管D1的正极与三极管T2的发射极相连并接输入地GND，三极管T2的集电极通过电阻R6与三极管T1基极相连，放大器U1A的电源正输入端8脚接内部供电正电源端Vcc，放大器U1A的电源负输入端4脚与内部供电负电源端Vee连接，控制芯片U2的电源输入端1脚分别接内部供电正电源端Vcc和二极管D2的正极，控制芯片U2的定时电阻输入端2脚通过电阻R8分别接电容C3的一端、控制芯片U2的定时电容器输入端3脚，控制芯片U2的接地端4脚与电容C3的另一端相连并接输入地GND，控制芯片U2的高侧栅驱悬浮电源正端8脚分别与二极管D2的负极和电容C4的一端连接，电容C4另一端分别与控制芯片U2的高侧悬浮电源负端6脚、MOS管T3的源极、MOS管T4的漏极和变压器TRF1初级绕组Lp1的b1端连接，控制芯片U2的高侧栅驱输出端7脚通过电阻R9与MOS管T3的栅极连接，控制芯片U2的低侧栅驱输出端5脚通过电阻R10与MOS管T4的栅极连接，电容C5的负极分别与变压器TRF1初级绕组Lp1的a1端、电容C6的正极连接，电容C6的负极与MOS管T4的源极相连后接输入地GND，变压器次级绕组Ls1的11端接电阻R64的一端并作为灯丝输出的一端Vf引出，变压器次级绕组Ls1的12端分别与电阻R64的另一端和倍压整流滤波电路中的负高压输出端-HV连接；所述管流反馈及显示电路中,电容C13、电阻R24和二极管D6并联，瞬态抑制二极管D7和电容C14并联，电阻R26与电容C15并联，二极管D6的正极分别与电阻R47的一端、倍压整流滤波电路中变压器TRF2次级绕组Ls的异名端22、灯丝控制及输出电路中电阻R2的另一端连接，二极管D6的负极与电阻R25和电容C14的一端相连后接输入端GND，电阻R25的另一端分别接电阻R26和电阻R45的一端，电阻R26的另一端分别接电容C14的另一端和高压输出地HGND，电位器RW3的2和3脚短接后接基准电压端Vref，电位器RW3的1脚通过电阻R46分别与电容C27的一端、放大器U4B的反相输入端6脚和电阻R45的另一端连接，放大器U4B的同相输入端5脚通过电阻R44接输入地GND，放大器U4B的输出端7脚分别与电容C27的另一端和二极管D13的正极连接，二极管D13的负极分别接电阻R41的一端和电容C26的正极，电阻R41的另一端分别与电阻R42的一端、三极管T5的基极和二极管D12的负极连接，电容C26的负极分别与电阻R42的另一端和三极管T5的发射极相连后接输入地GND，二极管D12的正极通过电阻R32与高压控制及驱动电路中MOS管T6的源极连接，三极管T5的集电极接二极管D11的负极，二极管D11的正极与高压控制及驱动电路中控制芯片U3的电压控制端5脚连接，放大器U1B的同相输入端5脚分别接电容C28的一端和电阻R47的另一端，电容C28的另一端接输入地GND，电容C29和电阻R48并联，放大器U1B的反相输入端6脚分别与电容C29和电阻R49的一端连接，电容C29的另一端接输入地GND，放大器U1B的输出端7脚分别接电阻R50的一端和电阻R49的另一端，电阻R50的另一端与电容C30的一端相连并作为管流显示端Idis引出，电容C30的另一端接输入地GND；所述高压反馈及管压显示电路中，电容C18和二极管D8并联，二极管D8的正极分别接电阻R13和电阻R35的一端，二极管D8的负极接输入地GND，电阻R13的另一端分别接电阻R4和电容C17的一端，电容C17的另一端接倍压整流滤波电路中电容C37和C38的相连处，电阻R4的另一端接倍压整流电路中电阻R51和R52的连接处，电阻R35的另一端分别接电阻R59、电阻R37的一端，二极管D9与电阻R31并联，放大器U4A的同相输入端3脚分别与电阻R11、电阻R36的一端和电阻R59的另一端连接，电阻R11的另一端接高压给定端Vadj，放大器U4A的反相输入端2脚分别接电容C20和电阻R34的一端，放大器U4A的输出端1脚分别接二极管D9的负极、电阻R33的一端和电容C20的另一端，电阻R33的另一端接输入地GND，电阻R34、电阻R36的另一端相连后接输入地GND，二极管D9的正极接高压控制及驱动电路中控制芯片U3的电压控制端5脚，放大器U4A的电源正输入端8脚接内部供电正电源端Vcc，放大器U4A的电源负输入端4脚接内部供电负电源端Vee，放大器U5A的同相输入端3脚接电阻R37的另一端，放大器U5A的反相输入端2脚与输出端1脚短接后分别接电阻R60和电阻R61的一端，电位器RW1的2脚和3脚短接后接电阻R60的另一端，电位器RW1的1脚接管流反馈及显示电路中二极管D6的正极，放大器U5A的电源正输入端8脚接内部供电正电源端Vcc，放大器U5A的电源负输入端4脚接内部供电负电源端Vee，电位器RW2的2脚和3脚短接后分别接放大器U5B的输出端7脚和电阻R38的一端，电位器RW2的1脚通过电阻R62分别接放大器U5B的反相输入端6脚和电阻R61的另一端，放大器U5B的同相输入端5脚通过电阻R63接输入地GND，电阻R38的另一端接电容C21的一端并作为管压显示端Vdis引出，电容C21的另一端接输入地GND。本发明的有益效果是：该X射线管电源为负高压输出，其中灯丝供电为高压悬浮式输出，一体化结构设计；灯丝供电采用自振式半桥驱动，交流开路输出，既能通过输出管流值大小控制灯丝供电输出，又可延长射线管（灯丝）的使用寿命；具有管流给定和管流、管压输出实时监测功能；同比体积小，长期工作稳定性好，可靠性高，且方便用户使用和安装。附图说明图1为本发明中的电路连接框图；图2为本发明的电路原理图；图3为本发明的壳体示意图。具体实施方式如图1、2、3所示，一种一体化小型负输出X射线管高压电源，包括封装在壳体1内的电源电路，电源电路包括辅助供电及基准电路、高压控制及驱动电路、倍压整流滤波电路，还包括灯丝控制及输出电路、管流反馈及显示电路、高压反馈及管压显示电路。辅助供电及基准电路分别与灯丝控制及输出电路、管流反馈及显示电路、高压控制及驱动电路、高压反馈及管压显示电路相连，倍压整流滤波电路分别与灯丝控制及输出电路、管流反馈及显示电路、高压控制及驱动电路、高压反馈及管压显示电路相连，管流反馈及显示电路与灯丝控制及输出电路相连，高压反馈及管压显示电路...