Высоковольтный источник питания для установок рентгеновского контроля структуры материалов

Высоковольтный источник питания наряду с рентгеновской трубкой — один из основных узлов рентгеновских аппаратов, широко применяемых для исследования структуры материалов, оценки внутреннего строения деталей узлов и механизмов, неразрушающего контроля технологических операций. При этом в аппаратах моноблочного типа рентгеновская трубка и питающее устройство находятся в одном общем корпусе — моноблоке, в кабельных рентгеновский излучатель с трубкой и питающее устройство соединяются между собой высоковольтным кабелем. В работе представлены результаты исследования по созданию высоковольтного стабилизированного источника питания рентгеновских трубок в составе аппарата кабельного типа. Приведены электрические схемы и конструкция источника на основе инверторного преобразователя напряжения, построенного на силовых биполярных транзисторах по схеме полного моста. Регулировка выходного напряжения и мощности источника осуществляется посредством ШИМ-модуляции выпрямленного сетевого напряжения, подаваемого на первичную обмотку высоковольтного трансформатора. Применение твердотельного компаунда повышенной теплопроводности позволило ограничиться принудительным воздушным охлаждением источника и разместить его конструкцию в габаритах стандарта Rack Mount (форм-фактор 4U). Опыт эксплуатации источника питания в условиях крупного промышленного предприятия показал, что по своим электрическим и массогабаритным параметрам источник может с успехом использоваться в рентгеновских установках для контроля структуры материалов.

1. Иванов С. А., Щукин Г. А. Рентгеновские трубки технического назначения. — Л.: Энергоатомиздат, 1989. — 200 с.

2. Радиационный неразрушающий контроль. Термины: справоч. пособ. — М.: Промышленная безопасность, 2003.

3. Соснин Ф. Р. Неразрушающий контроль. Справочник. Т. 1. — М.: Машиностроение, 2008. — 560 с.

4. Артемьев Б. В., Буклей А. А. Радиационный контроль: учеб. пособ. — М.: Спектр, 2012. — 192 с.

5. Клюева В. В. Рентгенотехника. Справочник. — М.: Машиностроение, 1992.

6. Потрахов Н. Н., Бессонов В. Б., Ободовский А. В. и др. Установки для рентгеновского контроля (обзор) / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2019. Т. 85. № 10. С. 35 – 42.

7. Потрахов Н. Н., Гук К. К., Бессонов В. Б. Контроль промышленных изделий методом микрофокусной рентгенографии / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2023. Т. 89. № 3. С. 31 – 37. DOI: 10.26896/1028-6861-2023-89-3-31-37

8. Крутов А. В. Схема работы импульсного блока питания / Инновационные научные исследования. 2021. № 6-2(8). С. 42 – 49.

9. Components and technologies. LTspice. https://kit-e.ru/category/cad/ltspice (access 13.09.2023).

10. Шевкунова А. В. Исследование работы однофазного инвертора напряжения / Эксплуатация морского транспорта. 2023. № 2(107). С. 197 – 203.

11. Сурайкин А. И., Сурайкин А. А. Моделирование активного корректора коэффициента мощности в составе мощных импульсных преобразователей / Научно-технический вестник Поволжья. 2023. № 7. С. 95 – 97.

12. Blinov A., Ivakhno V., Zamaruev V., et al. Experimental Verification of DC/DC Converter with Full-Bridge Active Rectifier / The 38th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (IECON2012). — Montreal, Canada, 2012. P. 5161 – 5166.

13. Дунаев М. П., Довудов С. У. Сравнение энергоэффективности схем автономных инверторов напряжения с синусоидальной широтно-импульсной и частотно-импульсной модуляцией / Электротехнические системы и комплексы. 2021. № 4(53). С. 50 – 55. DOI: 10.18503/2311-8318-2021-4(53)-50-55

14. Ли П., Хердин М. Выбор, проектирование и расчет схемы снаббера / Силовая электроника. 2022. № 2(95). С. 8 – 11.

15. Горский А. Н., Русин Ю. С., Иванов Н. Р., Сергеева Л. А. Расчет электромагнитных элементов источников вторичного электропитания. — М.: Радио и связь, 1988.

16. Ровдо А. А. Полупроводниковые диоды и схемы с диодами. — М.: Лайт, 2000. — 286 с.

17. Zednicek T. High CV MLCC DC/AC Bias Ageing Capacitance Loss Explained / 2nd PCNS Passive Components Networking Symposium. — Bucharest, Romania, 2019. P. 1 – 15.

18. Компаунд «Пентэласт-727». Компания «Силиконовые Материалы». https://pentasever.ru/catalog/dvukhkomponentnye_kompaundy_i_germetiki/elektroizolyatsionnye_kompaundy_i_germetiki/kompaund_pentelast_727_marka_a (доступ 15.09.2023).

19. Буй Л., Емельянов Ю., Кабанов Д. и др. Настольный рентгеновский дифрактометр для анализа порошков / Технологии в электронной промышленности. 2021. № 5. С. 54 – 57.

20. Зырянов И. В., Макалин И. А. Развитие рентгенолюминесцентного метода обогащения алмазосодержащего сырья / Наука и техника в Якутии. 2015. № 1(28). С. 16 – 18.

21. High-voltage power supplies. Spellman High Voltage Electronics Corp. https://www.spellmanhv.com/ru/high-voltage-power-supplies (access 15.09.2023).