世纪新天 SJX1012系列 X射线高压电源 技术白皮书

版本：V1.0 发布单位：世纪新天（苏州）大数据科技有限公司 日期：2026年09月

摘要

SJX1012系列为一体化X射线专用高压发生器（机架式），集成阳极高压电源+独立灯丝电源、管电流闭环控制单元，专为X射线管配套设计，电压范围20kV120kV，最大功率1.2kW，负极性输出。采用高频谐振逆变+PFC功率因数校正，高精度闭环稳定管电压(kV)、管电流(mA)；支持灯丝预热、缓升高压、电弧快速灭弧保护；具备本地面板、010V模拟量、RS485数字程控，标配辐射安全联锁。适用于工业DR数字成像、PCB微焦点检测、小型工业CT、行李安检、材料探伤等OEM设备集成，是国产X射线成像装备核心高压方案。

关键词：SJX1012；X射线高压电源；X射线发生器；工业DR；PCB检测；工业CT；安检X射线源；灯丝电源一体化

目录

1. 概述
2. 应用场景与行业痛点
3. SJX1012系列产品介绍
4. 核心技术架构
5. 详细技术规格参数
6. 典型系统搭建方案
7. 典型输出特性与实验案例
8. 控制、接口与上位机软件
9. 安全规范与使用注意事项
10. 应用领域
11. 产品选型与定制扩展服务
12. 总结 附录A：术语与缩略词 附录B：企业信息

1. 概述

SJX1012系列是世纪新天开发的19英寸机架一体化X射线高压发生器，集成阳极高压、双路灯丝供电、管电流发射闭环控制，专门驱动X射线真空射线管，电压档位20kV120kV，最高功率1.2kW，负极高压输出。整机3U机架机箱，输入AC220V，内置主动PFC；前面板LCD屏+编码器，可设置管电压、管电流、灯丝预热时长、高压上升斜率。 支持三种控制模式：本地面板调节、010V外部模拟量远程设定、RS485 MODBUS-RTU数字通信；标配外部安全门联锁、射线使能、故障继电器输出。内置电弧检测与快速灭弧、过压、过流、灯丝异常、超温多重保护，支持可编程缓升压、灯丝预热/缓升，避免X射线管冷启动冲击损伤。

说明：SJX1012为X射线专用一体化发生器，不同于SJ系列通用直流高压电源，内置独立灯丝闭环，直接匹配X射线管；通用直流高压选用SJ2025/SJ2200/SJ2202；脉冲高压选用SHVP系列。

2. 应用场景与行业痛点

2.1 典型应用场景

工业DR数字射线成像；PCB电路板微焦点X-Ray检测；小型工业CT三维扫描；行李、包裹安检设备；铸件、焊缝无损探伤；材料厚度在线测厚；科研X射线衍射、荧光分析设备OEM集成。

2.2 当前行业痛点

1. 进口X射线发生器价格昂贵，交付周期长，维修备件难获取，不利于国内设备国产化；
2. 分立高压+灯丝电源方案，调试复杂，管电流漂移大，成像出现伪影、图像不均匀；
3. 缺少灯丝预热与软起高压，冷态开机冲击易造成X射线管阴极老化，缩短球管寿命；
4. 电弧保护响应慢，管内放电无法快速灭弧，极易击穿球管；
5. 缺少辐射安全联锁接口，设备整机辐射安全合规集成难度高。

3. SJX1012系列产品介绍

✅ 核心特点

• 19英寸标准3U机架机箱，一体化集成高压+灯丝双电源，电压20~120kV，最大功率1.2kW，负极性输出；
• 双闭环控制：管电压kV闭环、管电流mA发射电流闭环，保证成像稳定，抑制图像伪影；
• 独立灯丝电源，支持灯丝预热、灯丝限流保护，延长X射线管使用寿命；
• 可编程缓升压，自定义kV上升斜率，抑制高压冲击；电弧快速检测+主动灭弧；
• 三合一控制方式：本地面板、0~10V模拟量、RS485 MODBUS数字程控；
• 前面板彩色LCD，实时显示kV/mA/灯丝状态、故障代码，高压、射线状态指示灯；
• 全套硬件保护：OVP过压、OCP过流、电弧保护、灯丝开路/短路、超温保护；
• 标配外部安全联锁、射线使能、故障干接点继电器输出，满足辐射设备安全规范；
• 内置PFC功率校正，低EMI屏蔽机箱，智能温控风冷，适合设备长时间连续扫描成像；
• 后置高压、灯丝、控制集成接口，便于OEM整机机柜集成。

4. 核心技术架构

4.1 高频谐振逆变+PFC功率校正拓扑

市电EMI滤波+主动PFC校正，高频谐振逆变，多级精密倍压输出阳极高压；独立逆变回路供给灯丝电源，高低压回路隔离，减少相互干扰，保证管电流稳定。

4.2 FPGA双闭环控制单元

FPGA高速采集管电压、管电流信号，独立双闭环稳压稳流；灯丝电流闭环调节，稳定电子发射量，抑制mA漂移，保障长时间成像一致性。

4.3 灯丝预热+可编程缓升压单元

可设置预热时长、预热电流，逐步提升灯丝发射；高压斜坡缓慢建立，降低冷态球管冲击；电弧信号实时监测，微秒级灭弧，保护X射线球管。

4.4 多重独立硬件保护回路

硬件独立保护，不依赖软件；过压、过流、电弧、灯丝故障、超温触发时，立刻切断高压与射线输出，锁存故障代码并输出报警信号。

4.5 光电隔离联锁与程控接口

模拟量、RS485、外部安全门联锁全部光电隔离；安全门打开自动闭锁射线输出，满足辐射安全规范，防止误出束。

5. 详细技术规格参数

备注：不同电压档位最大管电流不同，选型需要匹配X射线球管规格。本产品为X射线射线源专用发生器，存在电离辐射风险，必须搭配射线屏蔽箱体、安全联锁使用；严禁无屏蔽空载直接开机出射线。

6. 典型系统搭建方案

6.1 整套系统组成

1. SJX1012机架式X射线高压发生器（安装于19英寸机柜）
2. X射线球管（匹配对应kV/mA规格）
3. 高压同轴屏蔽线缆、灯丝连接线
4. 射线屏蔽腔体，外部安全门联锁开关
5. 图像采集探测器、工控机（成像控制）
6. 选配：声光射线警示、急停按钮、辐射监测探头

6.2 连接原理简述

电源上架，接入AC220V并可靠接地；接入X射线球管高压与灯丝回路，外部安全门联锁接入控制接口。在面板/上位机设置目标kV、mA、灯丝预热时间、高压上升速率；只有安全门关闭、急停复位，射线使能允许后，方可启动。电源先执行灯丝预热，再缓慢爬升高压，X射线球管产生X射线；实时监测kV/mA与电弧状态，一旦故障立刻切断高压，停止出束，同时上报故障代码给工控机。

7. 典型输出特性与实验案例

7.1 典型输出特性

kV/mA高稳定低漂移，图像噪声小；灯丝预热减少阴极冲击，延长球管寿命；电弧快速灭弧，抑制管内放电损坏球管；支持长时间连续扫描，适合自动化在线检测。

7.2 典型实验案例

• PCB电路板BGA焊点微焦点X-Ray成像检测；
• 工业DR数字射线，铸件、焊缝无损探伤；
• 小型工业CT三维断层扫描，零部件内部缺陷分析；
• 安检机行李包裹X射线扫描成像；
• 科研X射线荧光、衍射分析设备配套射线源；
• 薄膜、卷材在线X射线测厚系统。

8. 控制、接口与上位机软件

1. 前面板：电源总开关、射线使能钥匙开关；彩色LCD屏，编码器设置kV、mA；高压指示灯、射线输出指示灯、故障告警灯。
2. 后置接口：DB控制接口（0~10V模拟量、RS485、安全联锁、急停、故障干接点）、高压同轴输出、灯丝接口。
3. 配套上位机软件：电脑远程设置kV/mA、预热参数、启停射线；实时采集存储kV/mA曲线，读取故障日志，支持集成到设备自动化成像流程。

9. 安全规范与使用注意事项

⚠️ 本设备驱动X射线管，工作产生电离辐射，高压侧为千伏级高压，严禁无屏蔽使用，操作人员必须持证，严格遵守放射防护与高压安全规程。

1. 可靠接地：设备保护地端子单独可靠接地，接地电阻≤4Ω；接地不良禁止开机。
2. 辐射防护：X射线球管必须安装在合格屏蔽箱体内，安装门联锁，屏蔽外辐射剂量满足国标限值。
3. 人员资质：操作人员需放射安全培训持证上岗，佩戴个人剂量计；设备区域设置电离辐射警示标识。
4. 操作防护：接线、更换球管、检修回路时，关闭射线使能、整机断电，高压接地棒多次释放残压；佩戴绝缘手套，单手操作。
5. 开机前检查：高压电缆无破损，球管与腔体完好；安全门联锁、急停回路测试正常；预先设置OVP/OCP保护限值。
6. 操作流程：确认屏蔽腔体关闭、联锁闭合，人员撤离辐射危险区，再启动灯丝预热、升压出束；运行期间禁止打开屏蔽舱门。
7. 停机流程：关闭射线输出 → 高压归零 → 等待灯丝冷却 → 整机断电，高压端充分放电。
8. 故障处理：电弧、灯丝故障、过热告警时，自动切断射线；禁止直接复位强行出束，排查球管、真空、线路问题后再重启。
9. 设备维护：非厂家人员禁止开盖；内部高压电容、灯丝回路带有残压，私自开盖存在触电与辐射相关风险，同时失去质保。

10. 应用领域

SJX1012一体化X射线高压发生器，集成双闭环kV/mA控制、灯丝预热、微秒级电弧保护、辐射安全联锁，面向工业无损检测、电子检测、安检、科研仪器OEM，仅用于成套屏蔽设备内配套，不可裸机开机出射线。

1. 电子制造业X-Ray检测 PCB电路板、BGA焊点、半导体元器件微焦点X射线成像，稳定低漂移高压保证图像清晰度，减少伪影。

2. 工业无损检测NDT 铸件、焊缝、复合材料DR数字射线探伤；小型工业CT三维扫描，零部件内部缺陷、孔隙检测。

3. 安检装备 行李包裹、快递安检机X射线源，适合在线连续扫描。

4. 在线测厚与质量监控 薄膜、橡胶、卷材、镀层X射线在线厚度测量，连续稳态输出。

5. 科研分析仪器 X射线荧光XRF、XRD衍射分析、材料结构研究小型射线源配套。

11. 产品选型与定制扩展服务

11.1 标准型号选型

SJX1012-20-N：020kV，负极性 SJX1012-40-N：040kV，负极性 SJX1012-60-N：060kV，负极性 SJX1012-80-N：080kV，负极性 SJX1012-100-N：0100kV，负极性 SJX1012-120-N：0120kV，负极性

11.2 非标定制

更高功率版本、正高压输出、网口TCP通信、脉冲时序出束、多路联锁逻辑、适配特殊双焦点球管。

11.3 配套服务

出厂高压与射线性能校验、整机集成技术指导、现场调试、辐射安全配套方案、质保维护；协助整套X射线成像系统方案设计。

12. 总结

SJX1012系列是世纪新天一体化机架式X射线专用高压发生器，电压覆盖20~120kV，最大功率1.2kW，集成阳极高压+独立灯丝双闭环控制系统，具备灯丝预热、可编程缓升压、微秒级电弧灭弧、辐射安全门联锁，支持模拟量与RS485远程程控。专为工业DR、PCB微焦点检测、小型工业CT、安检机OEM集成，区别于SJ系列通用直流高压电源，专为X射线球管成像特性优化，国产化替代进口X射线发生器，降低成像设备整机成本。

附录A：术语与缩略词

kV：管电压；mA：管电流 OVP：过压保护；OCP：过流保护 OTP：过热保护；PFC：功率因数校正 DR：数字射线成像；CT：计算机断层扫描 NDT：无损检测；MODBUS-RTU：工业串行通信协议

附录B：企业信息

世纪新天（苏州）大数据科技有限公司 自主品牌：世纪新天 主营：SHVP系列高压脉冲电源、SJ6000/SJ6002台式高压直流电源、SJ2025/SJ2200/SJ2202机架式直流高压电源、SJX1012 X射线一体化高压发生器、SHVM嵌入式高压脉冲模块 应用方向：等离子体激励、激光电光驱动、质谱仪器、半导体可靠性测试、生物医学脉冲实验、强电磁效应科研装备、静电材料制备、绝缘高压测试、真空离子源成套装备、工业X射线成像与无损检测