第三節(jié)高壓發(fā)生裝置

醫(yī)學影像設備學

淮北市人民醫(yī)院影像科房勇第三節(jié)高壓發(fā)生裝置學習目標掌握各高壓部件的基本結(jié)構(gòu)和作用。一、高壓發(fā)生器1、高壓發(fā)生器的作用：為X線管提供燈絲電壓和直流高壓的裝置。2、X線機的高壓部件除X線管、高壓插頭和高壓電纜外，其余高壓部件都封裝在高壓發(fā)生器內(nèi)。3、高壓發(fā)生器內(nèi)的部件包括：高壓變壓器、X線管燈絲加熱變壓器、高壓整流器、高壓插頭等，如果使用多個球管，還包括高壓交換閘。如圖2-32所示高壓發(fā)生器的外殼用鋼板制成長方形或圓形箱體，箱體內(nèi)充滿變壓器油，用于絕緣和散熱。

高壓發(fā)生器的外殼用鋼板制成長方形或圓形箱體，箱體內(nèi)充滿變壓器油，用于絕緣和散熱。箱體接地，防止高壓電擊。4、高壓發(fā)生器體積大小與什么有關系？

高壓發(fā)生器體積大小與其高壓電源的頻率有關。變壓器方程式為

U=kfNAU為變壓器的輸出電壓；N為變壓器繞組匝數(shù)；f為電源頻率；A為變壓器鐵芯橫截面積，k為常數(shù)。

提高電源頻率，從簡化的方程式可以看出N和A的乘積能夠大幅度地減少，也就是變壓器鐵芯橫截面積和繞組體積可以大幅度縮小。因此，現(xiàn)在中高頻逆變X線機的高壓發(fā)生器可以做的很小，一般放置在控制臺內(nèi)。二、高壓變壓器高壓變壓器是產(chǎn)生交流高壓的器件。（一）結(jié)構(gòu)

高壓變壓器由鐵芯、初級繞組、次級繞組、絕緣材料和固定件等組成。1、鐵芯高壓變壓器的鐵芯多采用閉合式導磁體，以0.35mm厚的熱軋硅鋼片或冷軋硅鋼片剪成不同寬度的矩形條疊成階梯形狀。為減少渦流損耗，每片硅鋼片表面涂上一層很薄的絕緣漆?，F(xiàn)代X線機的高壓變壓器，多采用C形卷繞鐵芯。特點卷繞緊密、間隙小、接縫少、重量輕、體積小，因此減少了漏磁和磁化電流，提高了導磁率。2、初級繞組

匝數(shù)較少，一般為數(shù)百匝；所加的電壓不高，一般在500V以下，但瞬間通過的電流很大。對繞組層間絕緣強度的要求不高。初級繞組的線徑粗的直流電阻很小，一般在1歐姆以下。3、次級繞組

多采用線徑很小的油性或高強度漆包線繞制，總匝數(shù)在數(shù)萬到數(shù)十萬匝之間，輸出電壓很高，電流較小，所以次級一般分成兩組繞制，如圖2-34所示。兩個次級繞制串聯(lián)，套在初級繞組的外面。初、次級間必須有良好的絕緣。（二）次級繞組的中心接地

X線機高壓變壓器一般采用兩個次級繞組同相串聯(lián)、次級中心端接地的方式。這樣可使高壓變壓器總的絕緣要求降低一半。另外，由于次級中心端電位為零，可以把毫安表串聯(lián)在次級中心端處，并安裝在控制臺上，使控制臺免受高壓電擊的威脅，從而保證操作人員的安全。

為了防止管電流測量回路斷路而使非直接接地的中心端電位突然升高，需要設置防電擊保護裝置。多數(shù)X線機是在中心端的兩個接線柱上并聯(lián)一對放電針（放電管）或一個紙介電容器，（也就是和電流表并聯(lián)）。當非直接接地的中心端電位突然升高，放電針放電或電容器擊穿，將次級中心端對地短路起保護作用。（三）、高壓變壓器的常見故障1、高壓對地擊穿或兩線圈之間高壓擊穿。2、高壓變壓器次級線圈局部短路。3、高壓變壓器次級線圈斷路。三、燈絲變壓器

燈絲變壓器的作用：為X線管提供燈絲加熱電壓的降壓變壓器。

雙焦點X線管需配備兩個結(jié)構(gòu)相同、規(guī)格不同的燈絲變壓器。（一）結(jié)構(gòu)

燈絲變壓器的結(jié)構(gòu)：由鐵芯、初級繞組和次級繞組構(gòu)成。如圖2-36所示（一）結(jié)構(gòu)

由鐵芯、初級繞組和次級繞組構(gòu)成1、鐵芯：常用0.35mm涂漆硅鋼片制成口字形、C字形或階梯型。2、初級繞組：由于流過的電流很小，故采用導線直徑很細，常用0.19~0.93mm的漆包線。總匝數(shù)為1000匝左右。3、次級繞組：因流過的電流較大，多采用直徑為2mm左右的沙包或玻璃絲包圓銅線，分幾層繞制，總匝數(shù)多為十匝。（二）特點1、燈絲變壓器必須有足夠的容量；才能在連續(xù)負荷下為X線管提供持久穩(wěn)定的燈絲加熱電流。2、初、次級間必須有足夠的絕緣強度；因為燈絲變壓器次級和高壓變壓器次級相連。燈絲變壓器次級輸出電壓很低，在5~12V之間，功率在100W左右。（三）、燈絲加熱變壓器的常見故障1、燈絲變壓器次級線圈對地或?qū)Τ跫壘€圈擊穿。2、燈絲變壓器次級線圈引出線接觸不良或斷路。3、燈絲變壓器次級線圈短路。4、燈絲變壓器初級線圈斷路。5、燈絲變壓器初級線圈短路。四、高壓整流器

X線機大都設有高壓整流電路，利用高壓整流器，將高壓變壓器輸出的交流高壓變成脈動的直流高壓。加在X線管兩端，使X線管始終保持陽極為正、陰極為負。高壓真空整流管和半導體整流管。（一）高壓真空整流管

高壓真空整流管屬于真空玻璃器件，易碎、體積大、壽命短，且需要專用燈絲加熱變壓器提供燈絲加熱電壓，電路復雜，已被淘汰。如圖2-37所示（二）半導體整流管

應用最廣泛的是高壓硅整流器，也稱高壓硅堆。具有特點：體積小、機械強度高、絕緣性能好、壽命長、性能穩(wěn)定、正向電壓降小、使用時無須燈絲加熱等優(yōu)點。

高壓硅堆結(jié)構(gòu)如圖2-38所示，他是用單晶體硅做成的多個二極管（PN結(jié)）用銀絲逐個串聯(lián)而成。接線從兩端引出。外殼用環(huán)氧樹脂封裝。高壓硅堆必須侵入絕緣油中，油溫小于70度。另外反向峰值電壓不得超過額定值，以防擊穿。小結(jié)1、高壓發(fā)生器由高壓變壓器、X線管燈絲變壓器、高壓整流器、高壓交換閘、高壓插頭和插座等高壓元器件構(gòu)成。按要求組裝后置于方形或圓形鋼板制成的箱體內(nèi)。其作用主要是給X線管提供直流高壓和燈絲加熱電壓。2、高壓變壓器的特點主要有：①高壓變壓器次級中心點接地。②輸出電壓高、次級輸出的交流電壓很高。③設計容量小于最高輸出容量。④體積小、重量輕。燈絲加熱變壓器的特點主要有：①次級繞組電位很高。②次級輸出電壓低。③次級電流較大。五、高壓電纜、高壓插頭及插座

高壓電纜的作用：是將高壓發(fā)生裝置產(chǎn)生的高壓輸送到X線管的兩極，同時把燈絲加熱電壓接到X線管的陰極（一）高壓電纜的結(jié)構(gòu)

1．導電芯線:除傳送X線管的kV外，陰極側(cè)電纜還傳送X線管燈絲加熱電流。2．高壓絕緣層:它的主要作用是使芯線的高電壓與地之間絕緣3．半導體層

:使高壓絕緣層與金屬屏蔽層接觸不良