rotograph230型曲面断层X线机电机驱动电源的改进
作者：李青山 王跃武 魏磊 孙志新
单位：长春市(130041)白求恩医科大学口腔医学院；空军第二航空学院医院(魏磊)；长春运动体疗医院(孙志新)
关键词：
口腔医学纵横990435 在维修rotograph230型曲面断层X线机时，可将该机驱动电机的电源改成串联式稳压电源，使该机的抗负载能力大大增加，经半年多的实际运行，没有出现故障。操作人员甚为满意。
具体设计方法：该机除了保证能正常发射X线的普通电源外，主要的是两组直流12V稳压电源。其中一组由集成稳压块78M12输出12V直流电源，供控制继电器线圈使用。该组电源要求不高，即使在电网波动在±15%情况下，也能满足继电器线圈吸合使用。因此该组电源不需更换，仍按原设计使用。该机的另一组12V直流电源，是由三极管LM338作调整管，组成的基本调整稳压电路。除供电机运转完成曲面断层的曝光及复位逆转外，还将发出对各控制部的指令信号，共同完成曝光。该电源有如下问题：① 对电网电压波动的抑制作用差；② 当温度变化时，放大环节的输出电压将有一定的漂移；③ 当负载电流变化范围较大时(电机运转时)，放大管的集电极电流变化也较大，一般三极管不易负担；④ 当负载电流太大，或输出端短路时，将烧坏管子。由于以上问题的存在导致该机经常出现误动作或故障。根据该机使用要求，我们设计的稳压电源电路技术指标如下：
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① 输出电压 V0=12V；② 使用温度范围 T0=-20～+70℃；③ 输出电流 I0=0～3A；④ 输入电压 Vin=18±2V；⑤ 稳定系数 δ=0.07以上；⑥ 内阻 r0=0.05Ω以下；1. 其电路构成如图：
首先说明本电路的工作原理：假定由于负载变动，外来噪声影响等原因，使输出电压升△V0高，此△V0量在R3、R4、R5上分压，使取样电路Q3的基极电位升高△V′0。Q3的发射极电位由稳压二级管ZD箝定，因此Q3的集电极电流增加为△I0=gm△V0′，因Q1、Q2构成复合管，故Q2基极电位的变化部分大致变为Q1的发射极变化部分，使输出电压降低。因而，使原来假设输出电压升高，现在则被降下来了。反之假定输出电压降低，也会被升高，这样就达到了稳压目的。
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2. 设计具体步骤：① 决定调整管：机器电源经桥式整流和滤波电容滤波后的峰值电压为Vin(max)=20V, Vin(min)=16V。Q1应该具备的条件，应从以下方面考虑。当电路正常工作时，调整管两端的电压只有几伏(3V左右)，但考虑负载短路时，整流滤波后的输出电压全部加到调整管C、E上，其电压值为Vin，所以Q1仍用LM338，Q2可以选用2SC297。② 决定稳压管ZD：稳压二极管应选用动态电阻、温度系数尽可能小的元件，因此选用1S2112A齐纳二极管，其标准稳压值为6.2V。③ 决定采样放大三极管Q3：IC3选为IB2的数倍。同时VCE3(max)应为：VCE3(max)=12+0.8+0.8-6=7.6V。Q3采用2SC372G。④ 决定电阻R1：流过电阻R1的电流IR1即使在最坏情况时，也应该大于IB2(max)=3.75mA。当Q3的Ta(max)=70℃时，从手册中查知Pc3(max)是110mW, 由此可决定Ic3(max)=14.5mA。据上述考虑计算得到 640Ω≥R1≥440Ω(R1=510Ω)。⑤ 决定R2：稳压管电流若取IE(min)=4mA时
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实际电阻取1.2KΩ。⑥ 决定取样电阻R3、R4、R5：流过R3、R4、R5的电流应选这比Q3的基极电流大得多的数值，而在负载电流减少时，Q1的hFE和Gin降低，因而具有特性变坏的危险性，最好在某种程度上留有余量，在这里选可最大负载电流的0.7%，所以取R3=200Ω，取R5=330Ω,因此R4=600-R3-R5=65Ω。可取R4=100Ω的可调电阻。
以上设计满足实际要求，经实际工作半年时间证明，此线路的改进是十分切实可行的。
[收稿：1999-01-19], 百拇医药
单位：长春市(130041)白求恩医科大学口腔医学院；空军第二航空学院医院(魏磊)；长春运动体疗医院(孙志新)
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口腔医学纵横990435 在维修rotograph230型曲面断层X线机时，可将该机驱动电机的电源改成串联式稳压电源，使该机的抗负载能力大大增加，经半年多的实际运行，没有出现故障。操作人员甚为满意。
具体设计方法：该机除了保证能正常发射X线的普通电源外，主要的是两组直流12V稳压电源。其中一组由集成稳压块78M12输出12V直流电源，供控制继电器线圈使用。该组电源要求不高，即使在电网波动在±15%情况下，也能满足继电器线圈吸合使用。因此该组电源不需更换，仍按原设计使用。该机的另一组12V直流电源，是由三极管LM338作调整管，组成的基本调整稳压电路。除供电机运转完成曲面断层的曝光及复位逆转外，还将发出对各控制部的指令信号，共同完成曝光。该电源有如下问题：① 对电网电压波动的抑制作用差；② 当温度变化时，放大环节的输出电压将有一定的漂移；③ 当负载电流变化范围较大时(电机运转时)，放大管的集电极电流变化也较大，一般三极管不易负担；④ 当负载电流太大，或输出端短路时，将烧坏管子。由于以上问题的存在导致该机经常出现误动作或故障。根据该机使用要求，我们设计的稳压电源电路技术指标如下：
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① 输出电压 V0=12V；② 使用温度范围 T0=-20～+70℃；③ 输出电流 I0=0～3A；④ 输入电压 Vin=18±2V；⑤ 稳定系数 δ=0.07以上；⑥ 内阻 r0=0.05Ω以下；1. 其电路构成如图：
首先说明本电路的工作原理：假定由于负载变动，外来噪声影响等原因，使输出电压升△V0高，此△V0量在R3、R4、R5上分压，使取样电路Q3的基极电位升高△V′0。Q3的发射极电位由稳压二级管ZD箝定，因此Q3的集电极电流增加为△I0=gm△V0′，因Q1、Q2构成复合管，故Q2基极电位的变化部分大致变为Q1的发射极变化部分，使输出电压降低。因而，使原来假设输出电压升高，现在则被降下来了。反之假定输出电压降低，也会被升高，这样就达到了稳压目的。
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2. 设计具体步骤：① 决定调整管：机器电源经桥式整流和滤波电容滤波后的峰值电压为Vin(max)=20V, Vin(min)=16V。Q1应该具备的条件，应从以下方面考虑。当电路正常工作时，调整管两端的电压只有几伏(3V左右)，但考虑负载短路时，整流滤波后的输出电压全部加到调整管C、E上，其电压值为Vin，所以Q1仍用LM338，Q2可以选用2SC297。② 决定稳压管ZD：稳压二极管应选用动态电阻、温度系数尽可能小的元件，因此选用1S2112A齐纳二极管，其标准稳压值为6.2V。③ 决定采样放大三极管Q3：IC3选为IB2的数倍。同时VCE3(max)应为：VCE3(max)=12+0.8+0.8-6=7.6V。Q3采用2SC372G。④ 决定电阻R1：流过电阻R1的电流IR1即使在最坏情况时，也应该大于IB2(max)=3.75mA。当Q3的Ta(max)=70℃时，从手册中查知Pc3(max)是110mW, 由此可决定Ic3(max)=14.5mA。据上述考虑计算得到 640Ω≥R1≥440Ω(R1=510Ω)。⑤ 决定R2：稳压管电流若取IE(min)=4mA时
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实际电阻取1.2KΩ。⑥ 决定取样电阻R3、R4、R5：流过R3、R4、R5的电流应选这比Q3的基极电流大得多的数值，而在负载电流减少时，Q1的hFE和Gin降低，因而具有特性变坏的危险性，最好在某种程度上留有余量，在这里选可最大负载电流的0.7%，所以取R3=200Ω，取R5=330Ω,因此R4=600-R3-R5=65Ω。可取R4=100Ω的可调电阻。
以上设计满足实际要求，经实际工作半年时间证明，此线路的改进是十分切实可行的。
[收稿：1999-01-19], 百拇医药