Как видно из таблицы, с ростом мощности ИВН растут
габариты источника. Каждый из представленных источников возможно применять в
составе рентгеновского аппарата. Однако не каждый такой рентгеновский аппарат
попадет в категорию портативных.
Глава
2 Изоляционные материалы и разработка методов их сравнения.
2.1.
Изоляционные материалы
Все
современные изоляционные материалы, используемые в создании высоковольтных
источников питания, можно разделить на две большие группы: жидкостные и
твердотельные.
Самый
распространенный жидкостный диэлектрик – трансформаторное масло. В основном оно
используется в кабельных источниках питания, так как требуется учитывать его
тепловое расширение и создание дополнительного герметичного несущего корпуса.
Эти два требования сильно ограничивают возможности использования
трансформаторного масла при создании портативных рентгеновских аппаратов. Также
масло требует тщательной очистки перед использованием, так как любая примесь
или большое содержание воздуха понижают пробивное напряжение. С другой стороны,
при использовании масла в портативных источниках появится возможность легкой
замены вышедших из строя компонентов. Пробивное напряжение, составляющее 20 кВ
на 1 мм, является хорошим показателем для диэлектрического материала.
Среди
твердотельных изоляционных материалов есть огромное количество различных видов
диэлектриков: эпоксидные смолы, церезины, силикатные и другие материалы. [13]
2.1.1
Эпоксидная смола
Впервые
эпоксидная смола была получена в 1936 г. химиком Костаном. Эпоксидную смолу
вырабатывают путем поликонденсации эпихлоргидрина с различными органическими
соединениями, от фенола до пищевых масел. Например, в Казахстане ее получают из
кожевенного производства. Ценные сорта эпоксидных смол вырабатывают через
каталитическое окисление непредельных соединений. Например, таким способом
получают циклоалифатические смолы, ценные тем, что они совершенно не содержат
гидроксильных групп и поэтому очень гидроустойчивы. Данные диэлектрики
относятся к веществам холодного отвержения, то есть отвердевают при смешивании
с отвердителем. Это позволяет проводить процесс заливки формы без
дополнительного нагрева. Эпоксидные смолы относятся к многопрофильным
материалам, широко используемым в промышленности. Одно из направлений
использования – изоляция компонентов схемы. В современной электронике есть два
способа использования смолы: в первом смола используется не только как
изоляция, но и как несущая конструкция. Хороший пример такого способа –
моноблочные высоковольтные источники питания. Благодаря использованию различных
наполнителей возможно подобрать максимально подходящий для решения данной
задачи эпоксидный компаунд.
Рис. 9 Моноблок из
эпоксидной смолы
Второй способ
использования – изоляция гибридной интегральной схемы. В данном способе с
помощью смолы изолируются отдельные элементы или целые микросхемы на плате.
Пример изоляции отдельной микросхемы можно увидеть на рис. 10. Такой вид
изоляции позволяет увеличить плотность как отдельных элементов на самой плате,
так и размещать различные микросхемы фактически вплотную к друг другу, не
опасаясь риска замыкания между контактами. Как следствие, данный способ
приводит к уменьшению общих габаритов готовой схемы.[14]
Рис.
10 Заливка отдельной детали эпоксидной смолой
2.1.2 Церезин
Церезин –
вещество, получаемое из нефти и представляющее собой смесь углеводородов. В
воде и этаноле церезин не растворяется, поэтому используется не только как
изолятор, но как пропитка для упаковочных материалов. Малая температура
плавления церезина (65-88 °C) упрощает процесс заливки формы. В то же время
вследствие малой прочности церезин нельзя использовать как несущую конструкцию.
В связи с этим при создании моноблока, в котором данный материал будет играть
роль изолятора, требуется конструирование дополнительного корпуса, играющего
как роль несущего шасси для плат управления и остальных деталей, так и роль защитного
корпуса. В настоящее время этот диэлектрик используется в основном для изоляции
отдельных элементов конструкции.
