一種X射線機的有源功率因數(shù)校正電路制造技術(shù)

本實用新型專利技術(shù)公開一種X射線機的有源功率因數(shù)校正電路，包括橋式整流電路、電感L、主開關功率管VT、功率二極管VD和輸出電容C0；橋式整流電路的輸出正極端、電感L、功率二極管VD、輸出電容C0和橋式整流電路的輸出負極端依次串聯(lián)形成一個回路；橋式整流電路的輸出端還并聯(lián)有高頻濾波電容C1；輸出電容C0兩端還并聯(lián)兩個串聯(lián)在一起的電阻R1、R2；主開關功率管VT的輸入端、輸出端分別與電感L的輸出端、橋式整流電路的輸出負極端相連接；還包括開關控制電路；開關控制電路主要由電壓誤差放大器U1、電流誤差放大器U2、PWM比較器U3、RS觸發(fā)器U4、乘法器和振蕩器組成。該電路電路結(jié)構(gòu)簡單、設計合理、安全可靠。（*該技術(shù)在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】本技術(shù)公開一種X射線機的有源功率因數(shù)校正電路，包括橋式整流電路、電感L、主開關功率管VT、功率二極管VD和輸出電容C0；橋式整流電路的輸出正極端、電感L、功率二極管VD、輸出電容C0和橋式整流電路的輸出負極端依次串聯(lián)形成一個回路；橋式整流電路的輸出端還并聯(lián)有高頻濾波電容C1；輸出電容C0兩端還并聯(lián)兩個串聯(lián)在一起的電阻R1、R2；主開關功率管VT的輸入端、輸出端分別與電感L的輸出端、橋式整流電路的輸出負極端相連接；還包括開關控制電路；開關控制電路主要由電壓誤差放大器U1、電流誤差放大器U2、PWM比較器U3、RS觸發(fā)器U4、乘法器和振蕩器組成。該電路電路結(jié)構(gòu)簡單、設計合理、安全可靠。【專利說明】—種X射線機的有源功率因數(shù)校正電路
本技術(shù)涉及一種功率因數(shù)校正電路，尤其涉及了一種應用在X射線機上的有源功率因數(shù)校正電路。
技術(shù)介紹
一般來說，頻率在40KHZ以上的高頻移動X射線機，一般只需3.5-5KW就能完全滿足常規(guī)拍片要求，因X射線效率高，同等拍片要求下功率較小，只需220V單相交流電即可正常使用(選用帶內(nèi)置充電式電池的儀器在停電或外出的情況下仍可以正常工作)；同時，移動式X射線機，安全防護設計較好，達到國家移動式X射線機的安全防護要求，使用時不需鉛房防護，使用方便，成本低，任何醫(yī)院包括鄉(xiāng)鎮(zhèn)衛(wèi)生院，在現(xiàn)有的條件下都能直接使用。然而，在鄉(xiāng)鎮(zhèn)衛(wèi)生院，特別是邊遠地區(qū)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)衛(wèi)生院和廣大的鄉(xiāng)村衛(wèi)生室，供電質(zhì)量很不理想，我國規(guī)定的電網(wǎng)電壓幅值一般允許上下有10%的波動，但在邊遠山區(qū)和廣大農(nóng)村，市電電壓甚至可以低到120伏左右，使得傳統(tǒng)的高頻醫(yī)用X射線機根本不能正常工作。此外，歐盟和美國在2011年開始強制實行國際電工委員會(IEC)的IEC6300的有關標準，對所有的電子設備的功率因數(shù)等指標有新的要求，傳統(tǒng)的高頻移動X射線機不能滿足IEC6300的有關標準。因此，在目前市場上現(xiàn)有的X射線機中嵌入功率因數(shù)校正電路成了該行業(yè)發(fā)展的關鍵和趨勢。但是，目前尚未有針對上述情況而設計的功率因數(shù)校正電路，現(xiàn)有的功率因數(shù)校正電路還不能同時滿足上述的要求，因此，市場上急需一種針對上述情況而設計的并專門應用于X射線機的功率因數(shù)校正電路。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的在于提供一種電路結(jié)構(gòu)簡單、既可以使得高頻醫(yī)用X射線機能適應農(nóng)村電壓質(zhì)量等級低的要求(采用功率因數(shù)校正電路后，其輸入電壓范圍在85伏至270伏之間都能正常工作)，也使得高`頻醫(yī)用X射線機能滿足歐美市場的技術(shù)指標要求，安全可靠的X射線機的有源功率因數(shù)校正電路。為了實現(xiàn)上述目的，本技術(shù)采用了以下技術(shù)方案:一種X射線機的有源功率因數(shù)校正電路，包括橋式整流電路、電感L、主開關功率管VT、功率二極管VD和輸出電容Ctl ;所述的橋式整流電路的輸出正極端、電感L、功率二極管VD、輸出電容Cci和橋式整流電路的輸出負極端依次串聯(lián)形成一個回路；所述的橋式整流電路的輸出端還并聯(lián)有高頻濾波電容仏；所述的輸出電容Ctl兩端還并聯(lián)兩個串聯(lián)在一起的電阻Rp R2 ;所述的主開關功率管VT的輸入端、輸出端分別與電感L的輸出端、橋式整流電路的輸出負極端相連接；該X射線機的有源功率因數(shù)校正電路還包括開關控制電路；所述的開關控制電路主要由電壓誤差放大器U1、電流誤差放大器U2、PWM比較器U3、RS觸發(fā)器U4、乘法器和振蕩器組成；其中，所述的電壓誤差放大器仏的負極輸入端連接在電阻Rp R2之間的線路上，采樣輸出電壓信號；電壓誤差放大器U1正極輸入端為給定電壓參考信號Vref的輸入端，電壓誤差放大器U1的輸出端與乘法器的一個輸入端相連接，向乘法器輸入放大后的電壓誤差信號；所述的乘法器的另一個輸入端與橋式整流電路的正極輸出端相連接，向乘法器輸入電網(wǎng)電壓整流后正弦半波信號；乘法器的輸出端與電流誤差放大器U2的正極輸入端相連接，向電流誤差放大器U2輸入給定電流信號；所述的電流誤差放大器U2的負極輸入端與設置在橋式整流電路負極輸出端線路上的線圈相連接，電流誤差放大器U2的輸出端與PWM比較器U3的負極輸入端相連接，向PWM比較器U3輸入電流誤差信號；所述的PWM比較器U3的正極輸入端與振蕩器相連接，輸入鋸齒波，經(jīng)與電流誤差信號比較，產(chǎn)生PWM控制信號；PWM比較器U3的輸出端與RS觸發(fā)器U4的R線端相連接，RS觸發(fā)器U4的S線端與振蕩器相連接，RS觸發(fā)器U4的Q線端與主開關功率管VT的控制端相連接，控制主開關功率管VT的通斷狀態(tài)。作為本技術(shù)的進一步改進，以上所述的主開關功率管VT的兩端還并聯(lián)有二極管VDs和諧振電容Cr。作為本技術(shù)的進一步說明，以上所述的橋式整流電路由四個整流二極管DpD2、D3、D4組成，并且橋式整流電路的輸入端與交流電流AC相連接；所述的輸出電容Ctl的兩端并聯(lián)負載R。本技術(shù)的電路工作原理:在本技術(shù)中，首先電壓誤差放大器U1對電路輸出電壓進行采樣，采樣輸出電壓信號與給定電壓參考信號在電壓誤差放大器U1中比較形成電壓誤差信號，并經(jīng)電壓誤差放大器U1輸出與電網(wǎng)電壓整流后正弦半波信號相乘，作為電流誤差放大器U2的給定電流信號，在電流誤差放大器U2中與電感電流比較產(chǎn)生并放大電流誤差信號。電流誤差放大器U2的輸出接到PWM比較器U3的負端，將電流誤差信號與振蕩器輸出的鋸齒波相比較，產(chǎn)生PWM信號控制開關管的通斷。開關管VT處于導通狀態(tài)時，電網(wǎng)能量存儲在電感L上，負載所需能量由輸出電容提供；開關管VT關斷時，輸入交流電整流后與電感一起給負載供電。有源功率因數(shù)校正電路的控制電路，包含電壓環(huán)和電流環(huán)兩個閉環(huán)回路，控制器的設計采用常規(guī)的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)設計的方法。內(nèi)環(huán)為電流環(huán)(平均電流負反饋)，使輸入電流快速跟隨輸入電壓的變化；外環(huán)為電壓環(huán)(電壓負反饋)，穩(wěn)定輸出電壓，通過雙閉環(huán)控制實現(xiàn)功率因數(shù)的校正。電流內(nèi)環(huán)調(diào)節(jié)器采用PI調(diào)節(jié)器，其帶寬要遠大于電壓外環(huán)。同時，電流內(nèi)環(huán)的帶寬受限于開關頻率，一般取開關頻率的五分之一到十分之一。相應的，電壓外環(huán)的調(diào)節(jié)器也采用PI調(diào)節(jié)器。由于電壓誤差放大器的輸出與整流后的正弦半波電壓信號相乘，作為電流誤差放大器的給定信號，所以電壓環(huán)的帶寬既受限于電流環(huán)帶寬，也受限于正弦半波電壓信號。一般情況下，電壓環(huán)截止頻率取正弦半波電壓頻率的五分之一到十分之一 O本技術(shù)具備的有益效果:電路結(jié)構(gòu)簡單、設計合理、安全可靠；將該有源功率因數(shù)校正電路嵌入高頻醫(yī)用X射線機，既可以使得高頻醫(yī)用X射線機能適應農(nóng)村電壓質(zhì)量等級低的要求(采用功率因數(shù)校正電路后，其輸入電壓范圍在85伏至270伏之間都能正常工作)，也使得高頻醫(yī)用X射線機能滿足歐美市場的技術(shù)指標要求；且對X射線機的改進成本低，無需另外過多的費用，可以為各級醫(yī)療衛(wèi)生機構(gòu)節(jié)省不少的經(jīng)費，極大地降低了醫(yī)療機構(gòu)的醫(yī)療成本，滿足邊遠地區(qū)人民群眾的醫(yī)療要求，促進我國醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展，也會帶來良好的社會效益和顯著的經(jīng)濟效益。【專利附圖】【附圖說明】圖1是本技術(shù)的電路原理圖。在附圖中:AC表示交流電源；DpD2、D3、D4四個整流二極管組成整流橋(橋式整流電路)，起到整流作用；C1為高頻濾波電容，其容值一般較小，一般為0.1-1uF級別；L為電感，起存儲和傳遞能量的作用；VT為主開關功率管，VDs為其寄生并本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種X射線機的有源功率因數(shù)校正電路，包括橋式整流電路、電感L、主開關功率管VT、功率二極管VD和輸出電容C0；所述的橋式整流電路的輸出正極端、電感L、功率二極管VD、輸出電容C0和橋式整流電路的輸出負極端依次串聯(lián)形成一個回路；所述的橋式整流電路的輸出端還并聯(lián)有高頻濾波電容C1；所述的輸出電容C0兩端還并聯(lián)兩個串聯(lián)在一起的電阻R1、R2；所述的主開關功率管VT的輸入端、輸出端分別與電感L的輸出端、橋式整流電路的輸出負極端相連接；其特征在于：該X射線機的有源功率因數(shù)校正電路還包括開關控制電路；所述的開關控制電路主要由電壓誤差放大器U1、電流誤差放大器U2、PWM比較器U3、RS觸發(fā)器U4、乘法器和振蕩器組成；其中，所述的電壓誤差放大器U1的負極輸入端連接在電阻R1、R2之間的線路上，采樣輸出電壓信號；電壓誤差放大器U1正極輸入端為給定電壓參考信號Vref的輸入端，電壓誤差放大器U1的輸出端與乘法器的一個輸入端相連接，向乘法器輸入放大后的電壓誤差信號；所述的乘法器的另一個輸入端與橋式整流電路的正極輸出端相連接，向乘法器輸入電網(wǎng)電壓整流后正弦半波信號；乘法器的輸出端與電流誤差放大器U2的正極輸入端相連接，向電流誤差放大器U2輸入給定電流信號；所述的電流誤差放大器U2的負極輸入端與設置在橋式整流電路負極輸出端線路上的線圈相連接，電流誤差放大器U2的輸出端與PWM比較器U3的負極輸入端相連接，向PWM比較器U3輸入電流誤差信號；所述的PWM比較器U3的正極輸入端與振蕩器相連接，輸入鋸齒波，經(jīng)與電流誤差信號比較，產(chǎn)生PWM控制信號；PWM比較器U3的輸出端與RS觸發(fā)器U4的R線端相連接，RS觸發(fā)器U4的S線端與振蕩器相連接，RS觸發(fā)器U4的Q線端與主開關功率管VT的控制端相連接，控制主開關功率管VT的通斷狀態(tài)。...

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李國進，陳延明，廖云峰，滕壽宇，馬培威，潘英昂，楊歐，
申請(專利權(quán))人：南寧一舉醫(yī)療電子有限公司，
類型：新型
國別省市：廣西;45