蔡建芬

摘要：高频高压发生器作为X射线机不可或缺的部件，在一定条件下可以提供给高压球馆直流高压以保证输送出来能力比较集中的X射线，并且直流高压值是X射线存在的重要参数。在使用医用X射线机的过程中，对于不同的个体体型和人体部位发生作用时，一般都需要依靠不同等价的球管电压来实现对X射线辐射量的实时控制。因此，分析医用诊断X射线机高频高压发生器的研制具有现实意义，对输出来管电压的限制条件是可充分调节和具有超高精确度。

关键词：医用诊断X射线机；高频高压；发生器；研制

随着社会经济的迅猛发展和科学技术的日益进步，现代医疗技术已经获得长足发展，在临床诊断疾病过程中发挥出来的医疗辅助作用越来越明显，各种疾病在临床中的诊断更加依赖医疗设备。X射线机作为一种医疗辅助设备已经在临床诊断中得到广泛应用，对于临床医师诊断各种疑难杂症提供信赖的技术支持[1]。高频高压发生器是X射线机必不可少的部件，有效将灯丝电流和直流高压提供给高压球管。但是，现阶段我国大多数医院国产医疗设备运用的仍然是中频X射线设备，因此加强研制X射线机高压高频发生器影响深远，有利于提升我国X射线设备的使用性能。

1 系统的整体方案设计

Norstar可调高频高压发生器系统的组成主要包括三部分，及电源、高压和采样控制模块。高压模块的电路主要是由高压变压和低压整流电路构成的，在一定程度上可以依靠高频升压变压器作用使得低压交流电压向着高压方向转变，其中经过倍压整流滤波电路后所得到的直接就是高压正、负直流，从而有效将阴阳极高压提供给X射线机球管两端口，两者之间的比较正好造成误差信号电流在系统开关特定频率方向上的转换，最后在驱动电路的支持下有效控制有桥式逆变电路所输出的高压电。

2 系统硬件模块的设计

2.1 逆变电流模块

主要从整流滤波电流和桥式逆变电路两个方面开展模块的设计，前者是依靠三相整流桥和电容滤波有效使得380V交流电转变成550V的直流电压，然后将其全桥LCC，在实现两种并联和串联后逆变和谐振幅为高频电路。后者主要是由开关管、谐振电容和电感、负载所组成，其中负载电阻和谐振回路组合成分压器，实现一定程度上阻断开关和通断频率等有效改变，极大地改变了负载上的电压。与此同时，开关管阻断实现了统一条件下桥臂开关180幅度的互补通管，从而开通或者关断了位于桥臂斜对角上的两只开关。开关管本身就是有关工作频率和振频率相一致的工作频率。

2.2 高压模块设计

主要从高压升压电路和倍压整流电路两个方面来叙述。从桥式逆变电路所输出的高频方波幅度值无法满足实际活动中X射线机球管所需要的高压值，以此有效依靠两组完全相同的高压变压器，主要通过升压将实际的需要高频方波中得到。经过高压电流回路修整以后直接高效获取到X射线管的阴阳两极[2]。升压变压器的磁芯材料主要应用铁氧体，能够最大限度满足高频率的工作，同时有效减少变压器绕线的多样化匝数。倍压整流电路主要是依靠两组二倍压整流电路，有效将高频方波电压整流输出出去，以此满足了X射线机中射线机球管所需要的阴阳两极高压值。当二倍压整流回路上的最高电压都不能满足实际工作需要时，骨将三个二倍压电路相互串联，来使得工作中的多项要求得到满足，但是分布不均匀的二倍压容易发挥时能击穿等情况，所能承受的工作最高电压超出2倍值，最高耐压值和实际工作相比较也具有差异性。

3 系统软件的设计

系统初始化程序、A/D和D/A数据转换程序构成了系统软件的主要部分。从分析个体构造来看，系统初始化程序有效实现了将I/O端口、时钟和串口通信优化配置；A/D数据转化程序主要的责任是将收集到的模拟信号加以成功处理，直接转换为数字信号，然后将它们交由微控制器中加以科学化、系统化处理。最后是对D/A数据转换程序设置好相适应的输出电压，成功转变成预置电压。主控机会提前设置好X射线管所需要的电压，然后经由串口最后成功传送到Norstar中[3]，然后将原来设置好的存储器读取出电压输出参数，严格控制住由12位DAC所输送出来的电压，这种输出的电压是作为逆变频率来严格控制实现的。通过反馈和预置参考电压值相联合起来，可以有效得到误差信号，最后依靠PFM来调制实现驱动逆变电路。

4 系统测试和分析误差

测试取样电压最主要的是依赖于数字电压表，参照实验数据表明，在设计过程中所得到的X射线机高频高压发生器所输出的球管阴阳两极之间的高压控制其误差在5%以下，和设计所做出的要求相符合。因此，利用PFM所调节的高压控制法会在一定程度上应用中小频高压发生器，因此对于发生器所输出的电压进行自动调整和精准控制，直接会将平整的直流电压提供给X射线机球管，这种情况就是逆变电源模块中的整流滤波和桥式逆变电路

5 结语

综上所述，本文主要分析了医用诊断X射频线机，高频高压发生器的研制，从对系统的整体方案设计、系统硬件模块的设计以及系统软件的设计进行了详细的介绍，在这种基础开始进行深入思考，并且对系统开始进行测试，简单对误差做出分析，最后对我国现阶段的医疗辅助设备发挥出更大作用。

参考文献：

[1]张广鹏.医用诊断X射线机高频高压发生器的研制[D].南方医科大学，2013.

[2]李烜，张晶.医用诊断X射线机高频高压发生器的研制[J].今日健康，2015（9）：384-384.

[3]李长俊，张龙，曾小寶.基于STM32的医用X射线机高频高压发生器的研制[J].计算机测量与控制，2015，23（8）：2911-2914.