X射線機(jī)用高頻高壓發(fā)生系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種X射線機(jī)用高頻高壓發(fā)生系統(tǒng)，包括依次相接的直流電源模塊、諧振式逆變電路模塊、高壓變壓器模塊和高頻倍壓整流濾波電路模塊，以及控制電路模塊，控制電路模塊包括ARM微控制器和與ARM微控制器相接的電源電路、觸摸式液晶顯示屏、JTAG調(diào)試接口電路、RS-232接口電路、RJ-45接口電路、SDRAM存儲(chǔ)器模塊和FLASH存儲(chǔ)器模塊；高頻倍壓整流濾波電路模塊的輸出端接有電壓采樣電路和電流采樣電路，電壓采樣電路和電流采樣電路均與控制電路模塊的輸入端相接，諧振式逆變電路模塊與控制電路模塊相接。本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，穩(wěn)定性好、實(shí)時(shí)性高，可靠性高，可重復(fù)性好，使用效果好，便于推廣使用。
【專利說明】X射線機(jī)用高頻高壓發(fā)生系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及X射線機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種X射線機(jī)用高頻高壓發(fā)生系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]X射線機(jī)應(yīng)用在社區(qū)醫(yī)療，農(nóng)村醫(yī)療，VIP上門診斷，體檢車，國家災(zāi)害救助，政府開發(fā)援助(0DA)，國際性援助，放射研究教學(xué)機(jī)關(guān)，體育俱樂部，寵物醫(yī)院等領(lǐng)域。X射線機(jī)也是戰(zhàn)地、搶險(xiǎn)救災(zāi)等情況下開展醫(yī)療救治的重要裝備。但是，我國早期自的X線機(jī)，采用工頻設(shè)計(jì)，整機(jī)主要分為X線球管、控制臺(tái)、機(jī)架及機(jī)箱幾部分，其中有一個(gè)體積笨重的自耦變壓器，電路結(jié)構(gòu)陳舊、機(jī)器結(jié)構(gòu)不合理、整機(jī)效能低，曝光參數(shù)的準(zhǔn)確性和重復(fù)性差，射線量不穩(wěn)定，散射線強(qiáng)，體積大，不方便攜帶，展開工作時(shí)間長，機(jī)械性能差，操作不方便，不適于腰椎、骨盆等身體較厚部位的投照檢查。
[0003]80年代后期，由于逆變電源技術(shù)的發(fā)展成熟，在X射線機(jī)的高壓電源與燈絲加熱電源控制中采用了逆變電源技術(shù)，逆變的頻率從傳統(tǒng)X線機(jī)所使用的50/60HZ提高到幾百赫茲幾千赫茲。變頻技術(shù)的應(yīng)用減小了 X射線機(jī)的體積，使其具有了更好的便攜性，輸出X射線的質(zhì)量也有了一定程度的提高，但是，目前高頻高壓發(fā)生系統(tǒng)的控制器多是以8/16位單片機(jī)為核心的系統(tǒng)，很難保證控制的實(shí)時(shí)性，而且不便于功能擴(kuò)充。現(xiàn)有技術(shù)中的高頻高壓發(fā)生系統(tǒng)還存在著穩(wěn)定性差、實(shí)時(shí)性差、可靠性差和可重復(fù)性差的缺陷和不足，影響了 X射線機(jī)的穩(wěn)定性、能源的使用效率以及球管的使用壽命。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種X射線機(jī)用高頻高壓發(fā)生系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)合理，穩(wěn)定性好、實(shí)時(shí)性高，可靠性高，可重復(fù)性好，延長了 X射線機(jī)的使用壽命，解決了現(xiàn)有技術(shù)所存在的實(shí)時(shí)性差、不便于功能擴(kuò)充、穩(wěn)定性差、可靠性差和可重復(fù)性差的缺陷和不足，使用效果好，便于推廣使用。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種X射線機(jī)用高頻高壓發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于:包括依次相接的直流電源模塊、諧振式逆變電路模塊、高壓變壓器模塊和高頻倍壓整流濾波電路模塊，以及用于對(duì)所述諧振式逆變電路模塊進(jìn)行控制并對(duì)X射線機(jī)的電壓、電流和曝光時(shí)間進(jìn)行調(diào)整的控制電路模塊，所述控制電路模塊包括ARM微控制器和與ARM微控制器相接的電源電路、觸摸式液晶顯示屏、JTAG調(diào)試接口電路、RS-232接口電路、RJ-45接口電路、SDRAM存儲(chǔ)器模塊和FLASH存儲(chǔ)器模塊；所述高頻倍壓整流濾波電路模塊的輸出端接有電壓采樣電路和電流采樣電路，所述電壓采樣電路的輸出端和所述電流采樣電路的輸出端均與所述控制電路模塊的輸入端相接，所述諧振式逆變電路模塊與所述控制電路模塊的輸出端相接，所述高頻倍壓整流濾波電路模塊的輸出端接球管。
[0006]上述的X射線機(jī)用高頻高壓發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于:所述直流電源模塊為交直流轉(zhuǎn)換電路模塊。
[0007]上述的X射線機(jī)用高頻高壓發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于:所述ARM微控制器為芯片LPC1113。
[0008]上述的X射線機(jī)用高頻高壓發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于:所述SDRAM存儲(chǔ)器模塊為芯片HY57V641620ETP-7-C。
[0009]上述的X射線機(jī)用高頻高壓發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于:所述FLASH存儲(chǔ)器模塊為芯片AM29LV400B。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0011]1、本發(fā)明的設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕。
[0012]2、本發(fā)明的穩(wěn)定性好、實(shí)時(shí)性高，可靠性高，可重復(fù)性好，能夠延長X射線機(jī)的使用壽命。
[0013]3、本發(fā)明的控制電路模塊采用高性能的32位ARM微控制器替代傳統(tǒng)的8/16位單片機(jī)，具有更強(qiáng)大的功能和實(shí)時(shí)處理能力，可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行功能擴(kuò)展，能滿足對(duì)諧振式逆變電路模塊的控制以及X射線機(jī)的電壓(kV)和電流(mA)的實(shí)時(shí)控制等功能。
[0014]4、采用本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的X射線機(jī)滿足國內(nèi)醫(yī)療機(jī)構(gòu)、紅十字機(jī)構(gòu)、野外單位、體育團(tuán)體和有條件的社區(qū)診療機(jī)構(gòu)的需求，適應(yīng)當(dāng)前醫(yī)療發(fā)展的需要，具有很好的社會(huì)價(jià)值和廣闊的市場前景。
[0015]5、本發(fā)明的可擴(kuò)展性能好，還可以應(yīng)用于其他需要提供穩(wěn)定的、高質(zhì)量的高頻高壓的領(lǐng)域。
[0016]綜上所述，本發(fā)明的設(shè)計(jì)合理，穩(wěn)定性好、實(shí)時(shí)性高，可靠性高，可重復(fù)性好，延長了 X射線機(jī)的使用壽命，解`決了現(xiàn)有技術(shù)所存在的實(shí)時(shí)性差、不便于功能擴(kuò)充、穩(wěn)定性差、可靠性差和可重復(fù)性差的缺陷和不足，使用效果好，便于推廣使用。
[0017]下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的電路原理框圖。
[0019]附圖標(biāo)記說明:
[0020]I一直流電源模塊；2—諧振式逆變電路模塊；3—高壓變壓器模塊；
[0021]4 一高頻倍壓整流濾波電路模塊； 5—控制電路模塊；
[0022]5-1—ARM微控制器；5-2 —電源電路；
[0023]5-3—JTAG 調(diào)試接口 電路；5-4 — RS-232 接口 電路；
[0024]5-5— RJ-45 接口電路；5-6 — SDRAM 存儲(chǔ)器模塊；
[0025]5-7—FLASH存儲(chǔ)器模塊； 6 —電壓采樣電路；7—電流采樣電路；
[0026]8-球管。
【具體實(shí)施方式】
[0027]如圖1所示，本發(fā)明包括依次相接的直流電源模塊1、諧振式逆變電路模塊2、高壓變壓器模塊3和高頻倍壓整流濾波電路模塊4，以及用于對(duì)所述諧振式逆變電路模塊2進(jìn)行控制并對(duì)X射線機(jī)的電壓、電流和曝光時(shí)間進(jìn)行調(diào)整的控制電路模塊5，所述控制電路模塊5包括ARM微控制器5-1和與ARM微控制器5_1相接的電源電路5_2、觸摸式液晶顯示屏5-8、JTAG調(diào)試接口電路5-3、RS-232接口電路5_4、RJ-45接口電路5_5、SDRAM存儲(chǔ)器模塊5-6和FLASH存儲(chǔ)器模塊5-7 ;所述高頻倍壓整流濾波電路模塊4的輸出端接有電壓采樣電路6和電流采樣電路7，所述電壓采樣電路6的輸出端和所述電流采樣電路7的輸出端均與所述控制電路模塊5的輸入端相接，所述諧振式逆變電路模塊2與所述控制電路模塊5的輸出端相接，所述高頻倍壓整流濾波電路模塊4的輸出端接球管8。
[0028]本實(shí)施例中，所述直流電源模塊I為交直流轉(zhuǎn)換電路模塊。所述ARM微控制器5-1為芯片LPC1113。所述SDRAM存儲(chǔ)器模塊5-6為芯片HY57V641620ETP-7-C。所述FLASH存儲(chǔ)器模塊5-7為芯片AM29LV400B。
[0029]本實(shí)施例采用了 ARM微控制器5-1，ARM微控制器5_1具有體積小、低功耗、低成本、高性能的特點(diǎn)，支持Thumb (16位)/ARM(32位)雙指令集，能很好的兼容8位/16位器件，大量使用寄存器，指令執(zhí)行速度更快，大多數(shù)操作都在寄存器中完成，尋址方式靈活簡單，執(zhí)行效率高，指令長度固定；通過在ARM微控制器5-1的外圍擴(kuò)展JTAG調(diào)試接口電路5-3、RS-232接口電路5-4、RJ-45接口電路5-5、SDRAM存儲(chǔ)器模塊5-6和FLASH存儲(chǔ)器模塊5-7，可以很好地滿足高頻高壓發(fā)生系統(tǒng)控制電路模塊5的各種功能需要。
[0030]本發(fā)明的工作原理及工作過程是:直流電源模塊I輸出的直流電經(jīng)諧振式逆變電路模塊2逆變后得到40kHz的高頻交流電信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)高壓變壓器模塊3和高頻倍壓整流濾波電路模塊4后變成40kV-100kV的穩(wěn)定直流電壓，提供給球管8 ;整個(gè)工作過程中，電壓采樣電路6實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)采集高頻倍壓整流濾波電路模塊4所輸出的電壓，電流采樣電路7實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)采集高頻倍壓整流濾波電路模塊4所輸出的電流，控制電路模塊5對(duì)電壓采樣電路6和電流采樣電路7所采集到的電壓和電流信號(hào)進(jìn)行分析處理后生成相應(yīng)的控制信號(hào)給諧振式逆變電路模塊2，控制諧振式逆變電路模塊2的工作，從而對(duì)X射線機(jī)的電壓(kV)、電流(mA)和曝光時(shí)間進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整；另外，還可以通過操作觸摸式液晶顯示屏5-8對(duì)系統(tǒng)的控制參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。經(jīng)測試，本發(fā)明的運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，實(shí)時(shí)性高，各部分功能正常工作，解決了X射線機(jī)工作所需的高頻高壓發(fā)生系統(tǒng)及其控制的關(guān)鍵技術(shù)。
[0031]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種X射線機(jī)用高頻高壓發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于:包括依次相接的直流電源模塊(I)、諧振式逆變電路模塊(2 )、高壓變壓器模塊(3 )和高頻倍壓整流濾波電路模塊(4)，以及用于對(duì)所述諧振式逆變電路模塊(2)進(jìn)行控制并對(duì)X射線機(jī)的電壓、電流和曝光時(shí)間進(jìn)行調(diào)整的控制電路模塊(5 )，所述控制電路模塊(5 )包括ARM微控制器(5-1)和與ARM微控制器(5-1)相接的電源電路(5-2)、觸摸式液晶顯示屏(5-8)、J TAG調(diào)試接口電路(5-3)、RS-232接口電路(5-4)、RJ-45接口電路(5-5)、SDRAM存儲(chǔ)器模塊(5-6)和FLASH存儲(chǔ)器模塊(5-7 );所述高頻倍壓整流濾波電路模塊(4 )的輸出端接有電壓采樣電路(6 )和電流采樣電路(7)，所述電壓采樣電路(6)的輸出端和所述電流采樣電路(7)的輸出端均與所述控制電路模塊(5 )的輸入端相接，所述諧振式逆變電路模塊(2 )與所述控制電路模塊(5 )的輸出端相接，所述高頻倍壓整流濾波電路模塊(4 )的輸出端接球管(8 )。
2.按照權(quán)利要求1所述的X射線機(jī)用高頻高壓發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于:所述直流電源模塊(I)為交直流轉(zhuǎn)換電路模塊。
3.按照權(quán)利要求1所述的X射線機(jī)用高頻高壓發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于:所述ARM微控制器(5-1)為芯片LPC1113。
4.按照權(quán)利要求1所述的X射線機(jī)用高頻高壓發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于:所述SDRAM存儲(chǔ)器模塊(5-6)為芯片 HY57V641620ETP-7-C。
5.按照權(quán)利要求1所述的X射線機(jī)用高頻高壓發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于:所述FLASH存儲(chǔ)器模塊(5-7)為芯片AM29LV400B。
【文檔編號(hào)】H02M3/335GK103825464SQ201210465353
【公開日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月16日
【發(fā)明者】侯鵬, 王穎 申請(qǐng)人:西安眾智惠澤光電科技有限公司