x光透视机辐射有多大_《北京交通大学》2009年硕士论文

发布时间：2016-11-04 07:49

  本文关键词：X光机电源设计与研究，，由笔耕文化传播整理发布。

《北京交通大学》 2009年

X光机电源设计与研究

贾振宇  

【摘要】： X光具有很强的穿透力,医学上常用作透视检查,工业中可以用来探伤。X光机在我们的日常生活以及工业生产中有着极其广泛的应用,在车站、机场入口处的安检门、安检通道等就是X光机的典型应用。本论文设计的就是X光机电源。论文首先介绍了现代X光机电源的基本原理,在此基础之上进一步论述了电源系统总体的设计框架和设计目标。X光机电源在硬件上包括两大部分:高压控制器和灯丝电流控制器。除了主体电路之外,为了提高输入端功率因数并降低输入电流谐波影响,论文还设计了基于UC3854的有源功率因数校正电路;为了给电源系统的芯片等供电,实现了具有多路输出的反激变换辅助电源。论文正文部分详细阐述了电源系统主电路和控制电路的设计方法、原理等,包括功率开关器件选取,电感、电容阻值的计算。高压控制器由BUCK和半桥逆变电路等几个部分组成,灯丝电流控制器主要由半桥逆变电路等组成。主电路开关管选用MOSFET,BUCK电路开关频率100kHz,半桥逆变频率30 kHz。电源系统输出电压值由BUCK电路来给定。论文完成了整个电源系统的硬件电路设计、元器件选取,PCB的绘制和最终电路的调试。电源的控制系统分别采用两种模式:采用传统的PWM芯片模式和采用dsPIC30F2020的数字化控制模式。论文中三个功率主电路完成了基于UC3825的PWM驱动,反馈控制由PI调节器校正;此外,论文实现了以dsPIC30F2020为核心的数字化控制,完成了PWM、RS232串口通信和数字PID控制。编写了PC远程监控软件,在人机界面可以对输出电压、电流进行给定和实时监测,实现了对X光机电源的远程控制。

【关键词】：
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TH774
【目录】：

致谢5-6

中文摘要6-7

ABSTRACT7-10

第一章 绪论10-14

1.1 论文背景10

1.2 X光的产生原理10-11

1.3 X光机电源系统的总体设计11-13

1.4 论文的主要研究内容13-14

第二章 高压控制器设计14-32

2.1 高压控制器主电路的设计14-22

2.1.1 Buck变换器设计15-19

2.1.2 半桥逆变电路设计19-20

2.1.3 倍压整流电路分析20-22

2.2 高压控制器驱动电路设计22-27

2.2.1 PWM控制芯片介绍22-24

2.2.2 高压控制器PWM驱动电路设计24-27

2.3 高压控制器闭环控制设计27-32

2.3.1 电压电流反馈电路设计27-29

2.3.2 PI调节器的设计29-32

第三章 灯丝电流控制器设计32-36

3.1 电流控制器主电路设计32-33

3.2 电流控制器驱动电路设计33-34

3.3 灯丝电流控制器闭环控制设计34-36

第四章 有源功率因数校正器及辅助电源的设计36-52

4.1 有源功率因素校正器基本原理及控制方法36-37

4.1.1 APFC原理简介36-37

4.1.2 APFC控制方法选择37

4.2 功率因素校正器主电路设计37-42

4.2.1 热敏电阻选择38-39

4.2.2 整流桥的选取39

4.2.3 储能电感的选择39-40

4.2.4 支撑电容的选择40-41

4.2.5 开关管与二极管的选择41

4.2.6 电流采样电阻的选取41-42

4.3 功率因素校正器控制电路设计42-45

4.3.1 APFC集成控制芯片选择42

4.3.2 乘法器电路的设计42-44

4.3.3 APFC的仿真设计44-45

4.4 辅助电源设计45-52

4.4.1 TOP芯片工作原理分析46-48

4.4.2 TOP电源具体电路设计48-52

第五章 电源系统数字化研究52-68

5.1 数字化原理介绍52-55

5.1.1 数字PID控制算法简介52-54

5.1.2 X光机电源系统传递函数模型54-55

5.2 电源数字化硬件设计55-57

5.2.1 dsPIC30F介绍56

5.2.2 控制系统总体描述56-57

5.3 电源数字化软件设计57-68

5.3.1 MAPLAB开发环境57-59

5.3.2 数字PID软件设计59-61

5.3.3 串行通信软硬件设计61-65

5.3.4 通信界面软件设计65-68

第六章 X光机电源系统实验68-76

6.1 高压控制器实测波形68-69

6.2 灯丝电流控制器实验波形69-70

6.3 TOP电源实验波形70-71

6.4 PI调节实验波形71-76

第七章 结论76-78

参考文献78-80

作者简历80-82

学位论文数据集82

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本文编号：163708