In this paper, a 6 kW zero voltage switching(ZVS) inverter for X-ray mammo generator with integrated dig-ital control is described. The developed X-ray mammo generator is an effective medical device for diagnosing breast cancer in non-invasive way. X-ray mammo generator includes high voltage(HV) tube inverter, low voltage(LV) filament converter and rotor inverter for controlling the voltage and current of tube tank accurately, and digital controller is essential to control them sequentially. A full bridge type tube inverter is regulated by phase shift control scheme for considering its accuracy, high efficiency and high frequency operation. However, ZVS operation cannot be always guaranteed depending on the phase delay and load. In this paper, the design method of auxiliary inductor for ZVS operation at extensive range of load and phase delay is proposed.
The voltage ripple and rise time of tube tank can affect the X-ray image significantly. Therefore, the static and dynamic characteristics are analyzed through substituting simple equivalent circuit by applying phasor transformation. The phasor transformed circuit can reflect the characteristics of the tube inverter accurately and it is verified through simulation.
The design of the transformer considering a parasitic capacitor at high voltage applications is important since the parasitic capacitor is dominant component to primary side current phase at high operating frequency because of large turn ratio. Therefore, the method to minimize the influence of parasitic capacitor for high frequency and voltage application such as X-ray mammo generator is proposed in this paper.
Finally, the superiority is demonstrated by various experiments and the X-ray mammo generator with ro-bustness and high reliability is developed.
본 논문에서는 6kW 급 통합 디지털 제어를 이용한 엑스레이 맘모 발생장치를 위한 영전압 스윗칭 인버터를 제안하였다. 개발된 엑스레이 맘모 발생장치는 비투과적인 방법으로써 유방압 진단에 매우 효율적인 진단방법이다. 엑스레이 맘모 발생장치는 튜브의 정밀한 전압과 전류 제어를 위한 고압 튜브 인버터, 저압 필라멘트 컨버터와 로터 인버터로 구성이 되어 있으며, 이를 순차적으로 제어하기 위해 디지털 제어를 사용하였다. 튜브 인버터는 풀브릿지 형태로써 정확성, 높은 효율과 고주파수를 고려하여 페이즈 시프트 방법으로 제어하였다. 하지만 이 방법은 페이즈 지연과 부하에 따라서 항상 ZVS 동작이 보장되지 않는다. 본 논문에서는 보조인덕터를 이용하여 넓은 범위의 부하와 페이즈 지연에서도 ZVS 동작을 보장하는 방법을 제안하였다.
튜브의 전압 리플과 상승시간은 엑스레이의 이미지에 중요한 영향을 끼친다. 그러므로 본 논문에서는 페이저 변환 방법을 이용하여 간단한 치환 회로를 분석함으로써 튜브 인버터의 정적 및 동적 특성을 분석하였다. 페이저 변환 된 회로가 튜브 인버터의 특성을 정확하게 반영하고 있음을 시뮬레이션을 통하여 확인하였다.
고주파 및 고압 트랜스포머에서 큰 권선비로 인해 나타날수 있는 기생 커패시터 성분을 최소화 하기 위한 트랜스포머 설계 방법을 제시하였다. 마지막으로 다양한 실험을 통하여 본 논문에서 개발된 엑스레이 맘모 발생장치의 우수성, 강건함과 신뢰성을 입증하였다.
