195382. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés nagyfeszóltségű váltóirányító forráshoz, különösen röntgencsövek táplálásához
1 J95 382 A találmány tárgya kapcsolási elrendezés nagyfeszültségű váltóirányító forráshoz, különösen röntgencsövek táplálásához, melyet kombinált működésű, letapogató és vizsgáló röntgenkészülékek röntgencsöveinek táplálásához lehet használni. Ezeknél a készülékeknél a nagyfeszültségű tápforrással szemben támasztott követelmények nagyobbak az iparban alkalmazott váltóirányító forrásokénál. Ezen követelmények közül megemlítjük, hogy nagy, 1-8104 teljesítménytartományban a maximális teljesítmény csak kis mértékben függhet a terhelő ellenállás változásától, mely 1 :20 arányban változhat, ugyanakkor jó hatásfokot kell elérni. Az ismert nagyfeszültségű váltóirányító forrás kapcsolási elrendezések csak letapogató üzemmódban működnek és kisteljesítményű fogászati berendezésekben használják. Ezeknél a kapcsolási elrendezéseknél a vizsgáló üzemmód miatt az energetikai hatásfok kicsi, különösen a váltóirányító mágneses köreiben fellépő veszteségek miatt. A vizsgáló üzemmód miatt ezek az áramkörök káros hőhatásoknak vannak kitéve, ami a berendezések megbízhatóságát és élettartamát csökkenti. A találmány célja a fenti hiányosságok kiküszöbölése. A kitűzött célt a találmány szerint olyan kapcsolási elrendezés kialakításával értük cl, amelynek lényege, hogy a váltóirányító kimenete a váltóirányító kondenzátorán keresztül van a nagyfeszültségű transzformátor bemenetére kapcsolva, amelynek kimenetére a feszültség kétszerező van kapcsolva, melynek kimenetei a nagyfeszültségű csatlakozókon keresztül a röntgencsőhöz vezető nagyfeszültségű kábelekkel vannak összekötve, ez utóbbiakkal a nagyfeszültségű osztó van párhuzamosan kapcsolva, amelynek kimenete a váltóirányító frekvencia vezérlő áramkörével, az egyenfeszültség szabályozó áramkör vezérlő áramkörének bemenete a váltóirányító maximális szükséges teljesítményét kiválasztó bemenettel, például a röntgencsövek maximális anódveszteségének megfelelő teljesítményt kiválasztó bemenettel, vagy pedig a nagyfeszültség kis hullámossággal történő vizsgálatát lehetővé tevő üzemmódot kiválasztó bemenettel van összekötve. A váltóirányító frekvenciavezérlő áramkörének bemenete a szükséges nagyfeszültség értékét kiválasztó bemenetre van csatlakoztatva, és a váltóirányító tirisztorainak sorába a középleágazással ellátott védő fojtótekercs van bekapcsolva, mely tekercs két tekercsrészének kölcsönös csatolási tényezője k > 0,8. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés lehetővé teszi, hogy 104-nél nagyobb teljesítménytartományban a teljesítmény szabályozása maximálisan 1 dB-en belül maradó egyenletességgel történjék, miközben a terhelési ellenállás változása 1 :20 lehet, a hatásfok pedig körülbelül 80%. Ezeket a rendszerparamétereket úgy éljük el, hogy egyidejűleg a rendszer egyszerű felépítésű, és kevés speciális alkatrész kell hozzá. A találmány szerinti kapcsolási elrendezést az alábbiakban kiviteli példa kapcsán, a mellékelt rajz alapján ismertetjük részletesebben, ahol az 1. ábrán a találmány szerinti kapcsolási elrendezés tömbvázlata; a 2. ábrán a váltóirányító tirisztorai közé kapcsolt szimmetrikus védő-fojtótekercs kapcsolási vázlata látható. Az 1. ábra tehát a következő elemeket tartalmazza: a hálózati feszültségre 1 hálózati feszültség egyenirányító van kapcsolva, amelynek kimenetére sorosan 2 konden- 2 zátor, valamint 3 egyenfeszültség szabályozó van kapcsolva, melynek szabályozó bemenetére 4 szabályozó áramkör van kapcsolva. A 3 egyenfeszültség szabályozó kimenetére sorosan 5 kondenzátor, továbbá 6 váltóirányító bemenete van kapcsolva, mely utóbbinak vezérlőbemenetére 7 frekvencia vezérlő áramkör van csatlakoztatva. A 6 váltóirányító kimenete soros 8 kondenzátoron keresztül 9 nagyfeszültségű transzformátor bemenetével van összekötve, melynek kimenete 10 feszültségkétszerező bemenetére van csatlakoztatva. A 10 feszültség kétszerező kimenetéivel 11 nagyfeszültségű osztó van párhuzamosan kapcsolva, továbbá 12, illetve 13 nagyfeszültségű csatlakozókra vannak vezetve, a 11 nagyfeszültségű osztó kimenete pedig a 7 frekvenciavezérlő áramkör bemenetével van összekötve. A 12 és 13 nagyfeszültségű csatlakozókkal 14, illetve 15 nagyfeszültségű kábeleken keresztül 16 és 17 nagyfeszültségű csatlakozók vannak összekötve, mely utóbbiak 18 rönlgcncsőrc csatlakoznak. A 4 szabályozó áramkör 19 tcljesítménykiválasztó bemenettel van ellátva, melyen keresztül a nagyfeszültségű váltóirányító forrás szükséges teljesítménye vagy az üzemmódválasztó kapcsoló választható ki; a 6 váltóirányító 7 frekvenciavezérlő áramköre nagyfeszültségkiválasztó 20 bemenettel van ellátva, melyen keresztül a szükséges nagyfeszültségű teljesítményt lehet kiválasztani. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés működésmódja a következő: A 3 egyenfeszültség szabályozó 5 kondenzátorán az állandó feszültségszintet tartjuk. A 3 egyenfeszültség szabályozót a 19 teljesítmény kiválasztó bemeneten keresztül „készenlét” vagy „vizsgálat” üzemmódba kapcsoljuk, mely esetben a 3 egyenfeszültség szabályozó 4 szabályozó áramkörére a 3 egyenfeszültség szabályozó 5 kondenzátoránál lévő forrás teljes teljesítményhez szükséges feszültségnek körülbelül a 15-30%-át állítjuk be. Ez a beállítás lehetővé teszi a 3 egyenfeszültség szabályozó 5 kondenzátorának gyors feltöltését egy következőkben szükséges letapogató üzemmódhoz, valamint a vizsgálati üzemmódban a nagyfeszültség hullámosságának jelentős csökkentését, ami például a videojel digitáliskiértékelésénél előnyös. Letapogató üzemmódban a 3 egyenfeszültség szabályozó a 6 váltóirányító kiválasztott maximális teljesítményének megfelelő feszültségre, rendszerint a 18 röntgencső kiválasztott begyújtási pontjának maximális anódveszteségének megfelelő feszültségre van beállítva. A 6 váltóirányító kimenetét felváltva kapcsolja a 3 egyenfeszültség szabályozó 5 kondenzátorának pozitív és negatív pólusaira. Mivel a 6 váltóirányító 8 kondenzátora és a 9 nagyfeszültségű transzformátor bemenete sorba van kapcsolva a 6 váltóirányító kimeneténél, ez biztosítja a 6 váltóirányító tirisztorainak kommutálását, és lehetővé teszi, hogy a 6 váltóirányító maximális kimenőteljesítménye csekély mértékben függjön az ellenállásos terheléstől, jó hatásfok mellett. Ez a tulajdonság különösen olyan röntgencsövek táplálásánál előnyös, ahol az anód túlterhelését ki kell zárni, ha az emisszió hibásan növekszik. Ebben az esetben a 18 röntgencső anódfeszültsége automatikusan lecsökken a beállított határteljesítménynek megfelelő értékre. A 9 nagyfeszültségű transzformátor váltakozó kimenőfeszültsége a 10 feszültség kétszerezőn két szimmetrikus, a földhöz képest ellentétes polaritású feszültség lesz. A feszültség 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
