STM32驱动的医用X射线机高频高压发生器设计

"这篇文章主要介绍了基于STM32的医用X射线机高频高压发生器的设计与研制，由李长俊、张龙和曾小宝共同完成。文章发表于《计算机测量与控制》2015年第23卷第8期。高频高压发生器在X射线机中扮演着关键角色，其主要任务是为高压球管提供能够产生能量集中X射线的直流高压。设计中，采用了全桥并联谐振逆变换技术和脉冲频率调制系统，以实现高压电源的精确调节，输出电压范围为40kV至150kV。STM32微控制器作为系统控制核心，负责检测和控制高压直流电源。设计成果表明，该高频高压发生器的输出直流高压误差小于5%，具有高精度和稳定性，符合医用X射线机的需求。" 基于STM32的医用X射线机高频高压发生器的研制，是一项结合了电子技术、控制理论和医学应用的创新性工作。STM32是一款基于ARM Cortex-M内核的微控制器，因其高效能、低功耗和丰富的外设接口而在工业控制领域广泛应用。在X射线机的高压发生器设计中，选择STM32作为控制器，得益于其强大的处理能力和实时性能，能够有效地实现高压电源的精准控制。 高频高压发生器的核心在于全桥并联谐振逆变换技术。这种技术通过调整谐振电路的参数，使得在特定频率下，逆变器能够将直流电转换为高频交流电，然后通过整流滤波得到高压直流电。全桥结构允许双向功率流动，提高了系统的效率和灵活性。结合脉冲频率调制（PFM），可以根据需要动态调整逆变器的工作频率，从而改变输出电压，实现对球管电压的精细控制。 医用X射线机在实际操作中，需要根据被检测对象的不同体型和部位，调整球管电压以控制X射线的辐射剂量。因此，高压发生器必须能够提供稳定且可调的电压。设计中，通过STM32微控制器实现这一功能，可以确保输出的高压直流电源电压在40kV到150kV范围内精确调节，误差不超过5%，满足了医疗诊断的安全性和准确性要求。 这项工作展示了如何利用先进的嵌入式技术和电力电子技术，为医用X射线机开发出高效、精确的高频高压发生器。这样的设备对于提高医疗影像质量，降低患者辐射风险，以及提升医疗服务水平具有重要意义。