医用X线机高压发生器控制系统的设计与实现

【摘要】：高压发生器的主要作用是为X线球管提供能量,使其产生X线机所需的X线源,是X线机的关键部件之一,其性能直接影响X线机的整机性能。本文主要论述了高压发生器控制系统硬件和软件的实现。本文对X线机的基本结构,工作原理,发展历史与目前的国内外的发展状况,高压发生器的工作原理进行了简要的介绍,以此为依据并根据医用X线机的特点提出了高压发生器控制系统的功能需求和设计。控制系统的硬件设计主要针对KV闭环控制、灯丝驱动和旋转阳极驱动部分进行设计实现。根据应用需求对KV和灯丝均采用闭环的PI控制电路,以保证其工作的准确性和稳定性,PI控制均采用误差放大器,使用设定量与反馈量的差值作为输入,使用其输出控制KV和灯丝。旋转阳极的驱动则采用晶闸管作为交流开关,使用双边过零检测的方式实现其触发。同时硬件对KV反馈信号提供了过压检测电路,实现系统保护功能。控制系统以FPGA作为软件控制核心,主要实现了灯丝和旋转阳极的控制模块,其工作状态直接影响系统工作的稳定性和准确性,并在此基础上对系统曝光的控制流程进行分析设计并实现。同时根据系统需求对通讯、AD和DA等外部接口模块进行相应的设计。最后对控制系统进行测试,验证设计结果可满足控制需求。