论文摘要
X射线在医疗、考古、检测、基础研究等方面有着广泛的应用。稳定可靠、高精度、智能化的电源是产生X射线的关键。本文在分析X射线管外特性的基础上,设计制作了开关电源功率主电路,分析了有源功率因数校正器原理、LCC半桥谐振变换器原理及倍压整流电路原理。本文详细叙述了电源主电路的设计过程及功率器件关键参数的计算和选择。本文依据估计参数采用工程方法设计了千伏、毫安两个调节器实现了电路闭环调节。本文完成了以TMS320LF2407为核心的控制板软硬件设计,分析了MOSFET驱动原理设计了驱动隔离电路和信号反馈电路。完成了PWM、AD、SCI模块的软件编程,实行了数字PID控制算法。编写了PC监控软件,实行了对电源的远程监控与给定,并设计了数据库来对电源运行数据进行保存。综合以上工作,使该电源具有以下特点:1、前级采用单相APFC使输入端功率因数近似为1且在110Vac～270Vac的宽范围电压输入下均可正常工作。2、采用LCC半桥谐振倍压拓扑,提高了电源的效率使输出电压精度大大提高,且连续可调。满足各种场合应用。3、完善的过压、过流保护措施,使电源更加稳定可靠,可长时间连续不间断的工作。4、可实现PC对电源的远程控制,采用数据库记录电源使用情况,便于监测维护。首先,论文介绍了X射线的产生机理及对供电电源的要求。介绍了电源主电路原理及关键功率器件选择,重点分析了LCC谐振变换器原理、电源升压原理并对前级APFC部分作了SIMULINK仿真,给出了仿真波形。其次,完成了系统调节器的工程设计,调节器调试。完成了功率MOSFET驱动隔离及反馈信号调理电路设计。再次,完成了基于TMS320LF2407的射线控制器硬件原理设计、软件编程及PC监控程序设计。最后,对DSP控制器作了软件调试,对主电路作了参数优化调试,对监控系统作了串口、数据库调试。并给出了调试过程中的波形及软件截图。