第八次課第五章第七節(jié)曝光限時電路-2012

第七節(jié)曝光限時電路主要內(nèi)容1、曝光限時的目的2、限時的實現(xiàn)方法3、零相位合閘4、KB-500限時電路5、剩磁的消除一、概述（一）限時目的

控制X線曝光時間，以準(zhǔn)確控制X線照射量（二）限時器種類機械限時器：鐘表式、電機式控時精度低電子限時器：電子管式、半導(dǎo)體式控時精度高（三）限時實現(xiàn)方法接觸器控制可控硅控制本質(zhì)上是控制高壓通斷1、控制主回路中接觸器通斷的方法（1）限時與電源相位無關(guān)（2）易引起過電壓，使絕緣受損（3）曝光重復(fù)性較差（4）控時相對誤差較大（5）適用于小型X線機

2、控制主回路中可控硅通斷的方法（1）限時與電源的相位有關(guān)（2）零相位接入，避免過電壓的產(chǎn)生（3）曝光重復(fù)性好（4）控時精確，精度可達0.003S（5）適用于大、中型X線機二、簡單限時電路（單結(jié)晶體管+接觸器）原理：限時器控制接觸器通斷，以控制曝光方法：通過RC充電回路觸發(fā)控制UJT導(dǎo)通，控制主電路上的接觸器通斷，實現(xiàn)曝光控時。單結(jié)晶體管UJT在一個低摻雜N型硅棒上擴散一個高摻雜P區(qū)，形成PN結(jié)，構(gòu)成單結(jié)晶體管UJT分為發(fā)射極e、基極b1、基極b2，又稱為雙基極晶體管UJT特性及應(yīng)用特性：當(dāng)Ve

↗使得Veb1＞VP（峰點電壓），UJTON，rb1↘，Ieb1↗，放電，使得Ve↘；當(dāng)Ve↘使得Veb1＜VV（谷點電壓），UJTOFF，rb1↗，Ieb1↘，放電結(jié)束，Ve得以再次↗；只要存在外接電源，無需觸發(fā)信號，Ve將保持振蕩；直至外接電源斷開，UJT才會完全停止動作。振蕩：無須外加激勵而自行產(chǎn)生的恒穩(wěn)而持續(xù)的信號輸出。指在沒有外接信號激勵的情況下，電路自行將直流電能轉(zhuǎn)變成一定頻率、一定幅值的電壓或電流信號輸出。應(yīng)用：a、作閾值開關(guān)元件（導(dǎo)通特性）b、與C組成振蕩電路（振蕩特性）----根據(jù)阻容參數(shù)設(shè)置，以決定導(dǎo)通還是振蕩。

充電速率＞放電速率，UJT/C取導(dǎo)通特性充電速率＜放電速率，UJT/C發(fā)生振蕩S1ON→RY1ON→RC開始充電，VC由0↗，RY3ON→限時、曝光同步開始限時到達→UJTON→SCRON→RY2ON→RY3OFF→曝光結(jié)束三、限時電路（單結(jié)晶體管+雙向可控硅）原理：限時器控制雙向可控硅通斷，以控制曝光方法：通過晶體管相位特性實現(xiàn)零相位合閘；通過RC充電回路觸發(fā)UJT導(dǎo)通，控制主電路上的雙向可控硅通斷，實現(xiàn)曝光控時。雙向二極管：兩端電壓高于轉(zhuǎn)折電壓（VFB），ON

導(dǎo)通后電流小于維持電流，OFF

用于形成2kHz振蕩脈沖雙向可控硅：控制極正、負信號皆可觸發(fā)，ON導(dǎo)通后電流小于維持電流，OFF

用于控制高壓零相位合閘同步觸發(fā)脈沖：Q1基極為脈動直流，交流過零時Q1OFF，其余時間飽和導(dǎo)通→則Q1集電極有過零高電位→觸發(fā)SCR1零相位導(dǎo)通→形成過零同步觸發(fā)脈沖→主電路零相位合閘2kHz振蕩觸發(fā)脈沖：直流接入→C4充電→高于VFB時，SCR3ON→C5充電→ISCR3↘＆VC5↗→ISCR3小于維持電流時SCR3OFF＆

同時C5通過SCR4放電→SCR3電壓高于VFB再次ON→C5再次充電→…SCR3反復(fù)導(dǎo)通截止→C5反復(fù)充放電→觸發(fā)SCR4（

2kHz）VC4=VSCR3+VC51、按下曝光開關(guān)P交流電過零時SCR1導(dǎo)通2kHz振蕩電路工作、觸發(fā)SCR4ON＆

RC電路開始充電高壓零相位合閘曝光＆限時電路工作VC2由0開始充電上升，曝光/限時同步開始2、限時到達后Q2ON基極輸出觸發(fā)信號，SCR2ON振蕩電路被短路停振SCR4在交流過零點處自行OFF曝光結(jié)束仍然存在部分電子器件延時，控時精度有待提高限時到達后VC2＞VP，Q2導(dǎo)通，輸出觸發(fā)信號 由穩(wěn)壓電源電路、同步信號發(fā)生電路、振蕩觸發(fā)電路、限時電路、極性記憶電路及相關(guān)控制電路組成。四、KB－500型X線機限時電路為了短時間曝光的準(zhǔn)確性及避免高壓初級電路接通時產(chǎn)生的突波，KB500采用了無觸點開關(guān)（晶閘管）在零相位接通高壓初級的控制方法（即零序控制法），故需產(chǎn)生相應(yīng)的零序觸發(fā)脈沖。方法：利用半導(dǎo)體元件形成超前交流電零點的同步觸發(fā)脈沖，考慮到后續(xù)電路的固有延遲，精確實現(xiàn)高壓零相位合閘，避免過電壓，最終準(zhǔn)確實現(xiàn)曝光限時。KB500限時電路

穩(wěn)壓電源電路同步信號發(fā)生電路振蕩觸發(fā)電路RC限時電路極性記憶電路主可控硅觸發(fā)電路1、穩(wěn)壓電源電路來自KB33-4的交流30V經(jīng)橋式整流、電容濾波、晶體管串聯(lián)穩(wěn)壓，在C102上得到24V直流電壓。24V電壓要加至后續(xù)電路，必經(jīng)Jf3接點;Ja1常開接點得電閉合，JZON；JZ1常開接點閉合，SCR101觸發(fā)導(dǎo)通。Jf3、Ja1為關(guān)鍵接點2、同步觸發(fā)電路RC相移電路開關(guān)電路

來自KB3-5/6的交流E1；經(jīng)C103的相移、整流橋整流；在R107上獲得超前交流零點約10°的同步直流E2。（1）RC相移電路（2）電子開關(guān)電路JH1/2+D113，在R109上得到同相半波E3/E4;疊加E2得到超前零點10°的E5/E6；經(jīng)DZ102削波穩(wěn)壓，得到E7/E8；經(jīng)BG103基極-集電極翻轉(zhuǎn)，得到E9/E10;獲得超前正負半周交流零點約10°的同步觸發(fā)脈沖；3、振蕩觸發(fā)電路UJT101/C105組成振蕩器，D115提供起振電源振蕩脈沖由BG104放大，由B8輸出主觸發(fā)脈沖。其中AB/CD去觸發(fā)主可控硅，另外一組經(jīng)D120觸發(fā)SCR104曝光結(jié)束，SCR102觸發(fā)導(dǎo)通，振蕩器停振；主可控硅過零截止4、限時電路包括RC限時電路（C107/C108+限時電阻群）、UJT102曝光開始，限時電路通電→電容充電，VC上升曝光限時至，UJT102ON→經(jīng)D125觸發(fā)，SCR102導(dǎo)通→UJT101/C105被鉗制停振→主可控硅失去振蕩觸發(fā)信號OFF→曝光結(jié)束從電容C107/C108開始充電到UJT102導(dǎo)通，這段時間即為曝光時間/限時R120、Jf4、Ja2組成限時電容泄放電路，以保證電容充電的初始電位R117/R118/D121為預(yù)充電電路，給C107/C108預(yù)置電位W102：短時間精度調(diào)節(jié)；W103：長時間精度調(diào)節(jié)5、極性記憶電路組成：SCR104、D126~D129、晶閘管GTO、取樣記憶繼電器Jd目的：記憶上次曝光末次脈沖極性，使得下次曝光首次脈沖能以相反極性接入，消除剩磁。（1）剩磁現(xiàn)象大功率X線機要求在極短時間內(nèi)連續(xù)多次曝光由于高壓變壓器鐵芯存在剩磁現(xiàn)象，短時間內(nèi)連續(xù)多次曝光，將使鐵芯很快進入磁飽和狀態(tài)鐵芯磁飽和將大大增大磁化電流、初級電流和電源壓降，影響設(shè)備正常工作，甚至損壞設(shè)備

因此必須設(shè)法消除剩磁（2）消除剩磁的原理現(xiàn)代X線機均采用脈沖式曝光： 一個脈沖=10ms（半周） 一次曝光=n*10ms若上次曝光末次脈沖發(fā)生在交流電正半周，后次曝光首脈沖出現(xiàn)在負半周，則前后兩次曝光的剩磁可被完全抵消。反之亦然。

設(shè)計極性記憶電路，記憶脈沖極性并傳導(dǎo)至下次曝光，翻轉(zhuǎn)觸發(fā)曝光限時開始→來自B8的小幅度脈沖經(jīng)D120觸發(fā)SCR104ON→D126~D129整流橋ON→R126/R128與電源電壓同相位→正半周GTOON，反之負半周GTOOFF→Jd隨之ON/OFF→JH隨之ON/OFF末次正半周→GTOON→JdON→JHON→JH1/2切換→R109上得到負半周脈沖E4→繼而對應(yīng)脈沖E6/E8→最終獲得超前交流電負半周零點10°的同步觸發(fā)脈沖E10末次負半周→GTOOFF→JdOFF→JHOFF→JH1/2維持常態(tài)→

R109上得到正半周脈沖E3→繼而對應(yīng)脈沖E5/E7→最終獲得超前交流電正半周零點10°的觸發(fā)脈沖E96、限時電路自檢KB3ON→經(jīng)W102/R119向C107/C108充電自檢限時到后→UJT102ON→SCR103ON→JXON→JfON并自鎖并Jf3OFF→+24VOFF→JXOFFJfON標(biāo)志自檢通過，說明限時電路工作正常7、曝光限時開始SJON→JaON→JZON→同步觸發(fā)信號經(jīng)JZ1，超前零點觸發(fā)SCR101ON→（1）JGON→JG1使Jd釋放→做好極性記憶準(zhǔn)備（2）24V電源經(jīng)D115對C105充電→UJT101起振→B8輸出三組觸發(fā)脈沖→主可控硅觸發(fā)導(dǎo)通，曝光開始；經(jīng)D120觸發(fā)SCR104ON→GTO反復(fù)通斷→跟隨記憶脈沖極性（3）24V電源經(jīng)D114對RC限時電路充電，限時開始8、曝光限時到達

限時到達→

UJT102ON→（1）經(jīng)D125觸發(fā)SCR102ON→UJT101停振→主可控硅過零截止；SCR104由ON轉(zhuǎn)為OFF→GTO記憶末