Характер выпрямления высокого напряжения рентгеновского аппарата влияет на увеличение мощности рентгеновской трубки и уменьшение нагрузки на трубку и высоковольтные кабели. В настоящее время в рентгеновских аппаратах применяются следующие схемы выпрямителей: 

1. Двухполупериодная схема. Принцип действия и кривая напряжения показаны на рис. 6.6 а. Средняя точка вторичной обмотки главного трансформатора заземляется, к рентгеновской трубке подводится напряжение половины обмотки. В одном полупериоде работает одна половина вторичной обмотки, а в следующем полупериоде - вторая. Таким образом, между средней точкой вторичной обмотки главного трансформатора и общей точкой двух кенотронов появляется пульсирующее постоянное напряжение. Выпрямленное напряжение выражается формулой: 

где: U т - напряжение, приложенное к рентгеновской трубке; U тр - значение напряжения на вторичной обмотке главного трансформатора. 

 Двухполупериодная схема выпрямителей в рентгеновских аппаратах применяется редко, так как вторичная обмотка главного трансформатора имеет двойное число витков и в случае заземления средней точки обмотки высоковольтной части должны быть изолированы на амплитудное значение анодного напряжения рентгеновской трубки. 

2. Однофазная мостовая схема. Принципиально-электрическая схема и кривая напряжения изображены на рис. 6.6 б. Выпрямитель работает следующим образом. Предположим, что в первый момент потенциал точки 1 положительный, а потенциал точки 2 отрицательный по сравнению с землей. Тогда ток течет от точки 1 через кенотрон К4, рентгеновскую трубку и кенотрон К2 в точку 2. (Электроны идут как раз наоборот.) В следующий полупериод потенциал точки 1 будет отрицательный по сравнению с точкой 2. В этом случае ток течет от точки 2 через кенотрон К3, рентгеновскую трубку и кенотрон К1 в точку 1. Выпрямленное напряжение выражается формулой: 

 В диагностических рентгеновских аппаратах средней и большой мощности чаще всего применяется мостовая схема выпрямителя. Высоковольтные части изолируются на половину амплитудного значения анодного напряжения рентгеновской трубки. 

3. Трехфазная мостовая схема применяется, когда от данной рентгеновской трубки желательно получить максимальную мощность. Принципиальная схема и кривая напряжения приведены на рис. 6.6 в. Отсюда видно, что выпрямленное напряжение пульсирует очень мало, то есть к аноду рентгеновской трубки почти все время приложено максимальное напряжение. Пульсация не превышает 13,5% амплитудного значения напряжения. Преимуществами трехфазной мостовой схемы являются максимальная мощность и равномерная нагрузка сети. Принцип действия трехфазной мостовой схемы заключается в следующем. Ток течет между двумя фазами в любом случае через два выпрямительных элемента и рентгеновскую трубку. В выпрямлении участвуют всегда те две фазы, линейное напряжение которых в данный момент времени наибольшее. 

 Выпрямленное напряжение выражается формулой: 

 Такая схема выпрямления применяется в трехфазных диагностических рентгеновских аппаратах очень большой мощности. 

 На рис. 6.6 г показана специальная трехфазная выпрямительная схема. Вторичная обмотка главного трансформатора состоит из двух систем обмоток, сдвинутых по отношению друг к другу на 60° по фазе. В этом случае пульсация выпрямленного напряжения не превышает 3,5%. Такая схема выпрямления также применяется в современных трехфазных диагностических аппаратах очень большой мощности (например, Tridoros 4). 

4. Схема Вийара. Принцип действия и кривая напряжения приведены на рис. 6.6 д. Предположим, что в первый момент времени нижний вывод трансформатора находится на более высоком потенциале, чем верхний. В этом случае ток от нижнего вывода течет через конденсатор С, кенотрон и сопротивление R к верхнему выводу. За первый полупериод конденсатор С заряжается до напряжения U тр. В первом полупериоде через рентгеновскую трубку ток не течет, так как она включена в обратном направлении. Во втором полупериоде ток через трансформатор течет в обратном направлении. Кенотрон запирается. Напряжение на выводах трансформатора оказывается последовательно включенным напряжением конденсатора. Таким образом к рентгеновской трубке подключается напряжение, равное 2 U тр в прямом направлении, и через нее течет анодный ток. Этот процесс периодически повторяется. Выпрямленное напряжение находится по формуле: 

 Сопротивление R служит для гашения высокочастотных колебаний, возникающих в контуре, а также для ограничения тока через вентиль. При увеличении тока заряда конденсатора кенотрон может войти в режим насыщения. Для предотвращения такой опасности анодный ток рентгеновской трубки не должен превышать 10% тока заряда конденсатора. 

 Схема Вийара в настоящее время находит широкое применение в рентгеновских установках для рентгенодефектоскопии. Она, по сути дела, является схемой удвоения напряжения. 

5. Схема утроения напряжения (схема Витка). Принципиальная схема и кривая напряжения изображены на рис. 6.6 е. В первом полупериоде конденсаторы С1 и С2 через кенотроны К1 и К2 заряжаются до напряжения U тр. Во втором полупериоде, через вторичную обмотку трансформатора конденсаторы соединяются последовательно. Таким образом, к рентгеновской трубке прилагается сумма напряжений конденсаторов и вторичной обмотки трансформатора. Такая схема в рентгеновских аппаратах применяется редко.

Рис. 6.6. Схемы выпрямителей
а) двухполупериодная схема, б) однофазная мостовая схема, в) трехфазная мостовая схема, г) двенадцативентильная схема, д) схема Вийара, е) схема Витка, ж) схема Грейнахера - Делона (кривые напряжения)

6. Схема Грейнахера - Делона является схемой удвоения напряжения. Она дает сглаженное напряжение. Пульсация при малых анодных токах рентгеновской трубки, применяемых в рентгенотерапии, не превышает 5 - 6%. Принципиальная схема и кривая напряжения изображены на рис. 6.6 ж. В первом полупериоде ток течет через вторичную обмотку трансформатора, кенотрон К1 и конденсатор С1, а во втором полупериоде через кенотрон К2 и конденсатор С2. Один вывод обмотки и соединенные с ним обкладки конденсаторов заземляются. В первом полупериоде конденсатор С1 через кенотрон К1 заряжается до напряжения U тр. Во втором полупериоде конденсатор С2 через кенотрон К2 также заряжается до напряжения U тр. За это время конденсатор С1 не может разряжаться, так как во втором полупериоде кенотрон К1 заперт. Конденсаторы С1 и С2 разряжаются только тогда, когда по рентгеновской трубке потечет анодный ток. Конденсаторы периодически заряжаются. Анодное напряжение рентгеновской трубки при такой схеме: 

 Частота пульсации выпрямленного напряжения в два раза больше частоты напряжения питающей сети. Данная схема широко применяется в современных рентгеновских аппаратах для глубокой терапии.