Схема питания накального катодарентгеновского излучателя

 

Союз Соаетскик

Социалистическик

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 19.12.78 (21) 2698739/18-25 (51) М. Кл.

Н 05 G 1/34 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР

Опубликовано 23.05.81. Бюллетень № 19

Дата опубликования описания 28.05.81 (53) УДК 621.386 (088.8) по делам наооретений н открытий (72) Автор изобретения

В. 1О. Хлебцевич (7I ) Заявитель (54) СХЕМА ПИТАНИЯ НАКАЛЬНОГО КАТОДА

РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧАТЕЛЯ

Изобретение относится к рентгенотехнике и предназначено для защиты от перегрузок силовых транзисторов, регулирующих ток накала рентгеновской трубки рентгенодиагностического аппарата. Кроме того, оно может быть использовано для защиты усилителей мощности, используемых в других областях техники.

Известен рентгенодиагностический аппарат, содержащий транзистор, регулирующий ток накала рентгеновской трубки и работающий в импульсном режиме (1).

Недостатком такого режима работы аппарата является низкое быстродействие отработки заданного режима трубки, вызванное задержкой 10 мс, равной полупериоду питающего напряжения, тогда как минимальная выдержка рентгенодиагностического аппарата составляет 1 мс.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является схема питания накального катода рентгеновского излучателя, содержащая трансформатор накала, в первичную обмотку которого включен транзистор, регулирующий ток накала рентгеновской трубки и работающий в непрерывном режиме. Необходимость использования непрерывного режима обусловлена регулированием анодного напряжения посредством регулирования тока накала (2).

Недостатком такого устройства является значительная мощность, выделяемая на

5 коллекторе регулирующего транзистора.

Для питания нити накала рентгеновской трубки, например 14БД вЂ” 30 при мощности анода 50 кВт, необходима средняя мощность 200 Вт, а пиковая мощность, обусловленная необходимостью литания через раз10 делительный высокопотенциальный трансформатор переменным напряжением, составляет 400 Вт. /мощность, рассеиваемая коллектором одного транзистора, например

КТ808А, составляет 50 Вт. Таким образом, для обеспечения работы такого усилителя

1 необходимо 8 транзисторов типа КТ808А.

Цель изобретения — повышение надежности работы схемы за счет ограничения рассеиваемой на транзисторе мощности.

Поставленная цель достигается тем, что

2в в схему питания накального катода рентгеновского излучателя, содержащую трансформатор накала, в первичную обмотку которого включен транзистор, регулирующий ток накала, введена цепь защиты регули83279!

S5 рующего транзистора по мощности, содержащая дифференциальный перемножающий усилитель, масштабный усилитель и пороговый элемент, включенные по схеме обратной связи между коллектором и базой регулирующего транзистора, причем перемножающие входы дифференциального усилцтеля подключены к резистору, введенному ,в цепь эмиттера регулирующего транзисора.

На чертеже представлена предлагаемая схема питания накального катода рентгеновского излучателя.

Схема питания нити накала рентгеновского излучателя 1 содержит трансформатор

2 накала и сетевой трансформатор 3. Во вторичную обмотку сетевого трансформатора 3 включен выпрямитель 4, к которому подключен коллектор регулирующего транзистора 5. Коллектор регулирующего транзистора 5 через резистор 6 подключен к дифференциальному перемножающему усилителю 7. В цепь эмиттера регулирующего транзистора 5 включены полупроводниковый диод 8 и резистор 9, который подключен к перемножающему входу дифференциально"о усилителя 7. Выход последнего соединен через масштабный усилитель 10 и пороговый элемент 11 к базе регулирующего транзистора 5, образуя цепь обратной связи.

Схема работает следующим образом.

Трансформатор 3 понижает напряжение сети (например, до 60 В). Это напряжение через регулирующий транзистор 5, подключенный к выпрямителю 4, прикл адывается к трансформатору 2 накала, питающему катод рентгеновского излучателя 1, находящегося под высоким напряжением относительно корпуса. Конструктивно излучатель соединен с трансформатором 2 кабелем. На практике при замене излучателя возможно короткое замыкание накала, вызванное неправильной сборкой.

Напряжение на катоде излучателя 1 регулируется путем изменения проходного сопротивления транзистора 5, управляемого от усилителя (на чертеже не показан), задающего режим работы излучателя.

При возникновении короткого замыкания катода рентгеновского излучателя напряжение.на входе трансформатора 2 падает а усилитель, задающий режим трубки, открывает транзистор 5 до величины максимального тока. В то же время на коллекторе появляется почти все напряжение источника питания.

Напряжение на резисторе 9, пропорциональное коллекторному току регулирующего транзистора 5,. подается на вход перемножающего дифференциального усилителя 7.

Так как коллекторное напряжение регулирующего транзистора приложено к общему резистору 6, то ток через него пропорционален коллекторному напряжению. Диод 8 компенсирует напряжение на переходе базаэмиттер трапзистора усилителя ?.

1О

15 и

25 зо

4О

Известно, что напряжение на выходе перемножающего дифференциального усилителя пропорционально произведению тока, протекающего через резистор 6 и напряжения на его входе, что соответствует произведению коллекторного напряжения и тока, т. е. мгновенной мощности на коллекторе.

Это напряжение через масштабный усилитель 10 прикладывается к пороговому элементу 11, пробивное напряжение которого соответствует допустимой мощности регулирующего транзистора. При превышении допустимой мощности замыкается цепь отрицательной обратной связи транзистора 5 с его выхода на вход, что приводит к уменьшению коллектор ного тока до величины, соответствующей выражению (Р при 1-)к = 1-ЪеыЬ = у„ у ц (в частном случае, когда коллекторное напряжение максимально, коллекторный ток ограничивается до 1/4 максимального тока).

Так как цепь обратной связи практически безынерционна, то указанное неравенство выполняется в каждый момент времени.

Следовательно, осуществляется безынерционная защита регулирующего транзистора независимо от величины нагрузки и формы питающего напряжения.

Целесообразность применения схемы обусловлена тем, что для мощных транзисторов характерны большие величины допустимых напряжений и токов (например, для

КТ808А Uq „— — 150 В, 1< = 10А), а допустимая рассеиваемая мощность значительно ниже их произведения (P = 50 Вт).

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет применить всего 2 транзистора в блоке накала рентгенодиагностического аппарата вместо 8 на мощность нагрузки

400 Вт и обеспечить высокую надежность блока накала при коротких замыканиях, как вторичной, так и первичной обмоток высокопоте1шиального трансформатора.

Формула изобретения

Схема питания накального катода рентгеновского излучателя, содержащая трансформатор накала, в первичную обмотку которого включен транзистор. регулирующий ток накала, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности работы за счет ограничения рассеиваемой на транзисторе мощности, в нее введена цепь защиты регулирующего транзистора по мощности, содержащая дифференциальный перемножающий усилитель, масштабный усилитель и пороговый элемент, включенные по схеме обратной связи между коллектором и базой регул и рующего транзистора, причем перемножающие входы дифференциального усилителя подключены к резистору, введенному

832791

Составитель К. Кононов

Редактор Т. Ку грышева Техред А. Бойкас Корректор Е. Рошко

3 а к а з 3479/55 Тираж 889 Подписное г

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, УК вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 в цепь эмиттера регулирующего транзистора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Выложенная заявка ФРГ № 2422844, кл. Н 05 G 1/34, опублик. 1975.

2. Выложенная заявка ФРГ № 2102686, кл. Н 05 G 1/12, опублик. 1972.