提出了一种采用单周期输出电压预测(SCOVP)技术的自适应导通时间(AOT)控制Buck变换器。该变换器可以在输入输出电压及负载变化时实现频率恒定, 并可设置外部电阻使Buck变换器准确工作在高开关频率下。首先分析了传统AOT控制Buck变换器的开关频率产生漂移的原因, 并提出了一种采用SCOVP技术的单脉冲计时器(OST)电路。其次通过单周期占空比预测输出电压信息, 并根据预测的输出电压和负载电流补偿TON时间, 实现了Buck的频率稳定。该变换器采用0.18 μm BCD工艺进行电路设计。仿真结果表明, 在2 MHz开关频率下, 负载电流从1 A到5 A变化时, Buck变换器的最大频率变化ΔfSW仅13 kHz, 负载平均频率变化ΔfSW/ΔILoad为3.24 kHz/A。同时, 变换器频率设置准确度从88%提升到99.35%。

X射线递变能量成像是依次获取复杂结构件在递变能量下的局部有效信息, 并通过多谱融合获取完整结构信息。 但是目前的能量选择主要以人工设定管电压步进为主, 无法匹配检测对象的有效厚度变化率, 成像效率及射线利用率较低。 基于递变能量成像规律, 提出一种最佳X射线管电压预测算法。 该方法通过对检测物体进行变能量预扫描, 提取图像序列中有效厚度(高质量区域)和临近厚度(预测区域), 建立有效厚度的图像灰度与管电压、 X射线光谱之间的物理模型, 及临近厚度灰度差与电压的函数模型, 进而得到临近厚度最佳成像时的能量预测模型。 通过模型求解, 实现了能量的自适应预测。 以不同厚度钢块为对象, 利用该算法逐一预测各个厚度钢块最佳成像时的管电压, 并与实际值对比。 实验结果显示, 在低能时可跨3~4 mm准确预测, 高能时可跨7~10 mm预测, 精度可以达到95%以上。