一种接口灵活的医用x射线机高压发生器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及医疗设备技术领域，涉及一种用于医疗诊断设备的X线高压发生器系统，特别涉及一种灵活接口的医用X射线机高压发生器。
【背景技术】
[0002]X线高压发生器是DR (数字摄影)系统或RF(数字胃肠机)系统中的重要部件，为X线管球组件提供直流高压，使其产生X线，并借助影像接收装置得到图像，用于医疗诊断；高压发生器同时为管球提供灯丝电流、驱动旋转阳极，并为系统内的各种设备提供电源、电气连接及时序接口。
[0003]现代高压发生器已从单一地驱动X射线管球，发展到可以满足丰富多样的X线系统需求，如系统时序控制、数字化图像、自动曝光控制、亮度自动跟踪等，高压发生器已参与到影像链控制的各环节。
[0004]为满足操作者的使用方便性的要求，人机通讯、设备间通讯的实时性及便捷性变得更加重要。串行通讯是目前使用比较广泛的通讯方式，同时，Can总线逐渐进入医疗设备系统，为医疗设备通讯带来更多的便利性及更高的可靠性。
[0005]伴随着基本医疗普及政策，市场对技术先进、系统接口灵活、性能可靠的高压发生器需求量增大。现有的高压发生器接口电路兼容性差，为了与外部设备集成，经常需要更换硬件电路，使用起来非常不方便；现有高压发生器一般都仅支持一种通讯方式，不能满足客户多样化的通讯需要。
【实用新型内容】
[0006]针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种性能可靠、通讯方式多样并且可连接多种设备的高压发生器，用于X线医疗诊断系统。
[0007]本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是:一种接口灵活的医用X射线机高压发生器，包括顺序连接的控制电路、逆变电路、油箱，以及与控制电路连接的灯丝驱动电路、阳极驱动电路、外部接口电路、通讯接口电路；所述控制电路与油箱连接；所述灯丝驱动电路与油箱连接；所述外部接口电路用于连接外部设备。
[0008]所述外部接口电路包括CPLD芯片以及与其连接的驱动隔离电路。
[0009]所述驱动隔离电路为多个。
[0010]所述驱动隔离电路包括驱动芯片和两个光耦隔离芯片；CPLD芯片的输出端通过驱动芯片与第一光親隔离芯片的输入侧二极管输出端连接，第一光親隔离芯片的输入侧二极管输入端、第二光耦隔离芯片的输出侧二极管输入端分别通过电阻与电源连接；第二光耦隔离芯片的输出侧二极管输出端与CPLD芯片的输入端连接；第一光耦隔离芯片输出侧的二极管输入端、输出端分别作为外部接口电路的输出端正极、输出端负极，第二光耦隔离芯片输入侧的二极管输入端、输出端分别作为外部接口电路的输入端正极、输出端负极。
[0011]所述外部接口电路的输出端正极用于连接外部设备的低电平触发输入端，输出端负极用于连接外部设备的输出端和接地端；外部接口电路的输入端正极用于通过电阻与外部设备电源连接，输入端负极与外部设备的低电平输出端连接。
[0012]所述外部接口电路的输出端正极用于通过电阻与外部设备电源连接，输出端负极用于连接外部设备的高电平触发输入端；外部接口电路的输入端正极用于与外部设备电源连接，输入端负极与外部设备的低电平输出端连接。
[0013]所述通讯接口电路包括CAN通讯电路和串行通讯电路；所述CAN通讯电路和串行通讯电路均与控制电路的CPU连接。
[0014]所述CAN通讯电路的CAN芯片高电平引脚和低电平引脚之间串联开关和电阻。
[0015]所述外部设备包括影像增强器、静态平板探测器、动态平板探测器、动态滤线栅、光电二极管、电离室、系统时序控制系统、手闸脚闸开关。
[0016]本实用新型具有以下有益效果及优点:
[0017]1.本实用新型的外部接口电路采用可编程逻辑控制接口，针对不同系统设备，可方便灵活地进行连接，并满足不同系统设备的时序信号要求。
[0018]2.所有接口信号都采用了电气隔离设计，并综合了大部分系统设备的接口电路特点，对接口电路进行了兼容性设计，因此可与大多数系统设备进行电气连接。
[0019]3.串口通讯简单、可靠，是当前医疗系统最常用的通讯方式，本实用新型的控制器自带串行通信控制器，因此实现串口通讯非常方便。
[0020]4.由于当前医疗系统中通讯设备较多，为实现高效实时性控制，很多医疗设备都采用了 Can总线，本实用新型的通讯接口电路支持串行通信或CAN总线通讯，在一主多从的CAN总线控制模式里可以作为一个中间节点或终端节点进行工作。
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型的电路结构框图；
[0022]图2为本实用新型对外接口电路图；
[0023]图3为本实用新型与第一种平板探测器连接；
[0024]图4为本实用新型与第二种平板探测器连接；
[0025]图5为本实用新型接口信号时序配置流程图；
[0026]图6为本实用新型通讯接口电路图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图及实例对本实用新型做进一步的详细说明。
[0028]医用X线高压发生器的主要功能是驱动X射线球管使其产生X射线:提供高压直流电源施加于X射线管的阳极和阴极之间，用于产生电场，为电子加速；灯丝电源加于球管阴极，用于提供电子；旋转阳极电源加于球管阳极电机，驱动阳极旋转。
[0029]医用X线高压发生器还为X线系统的设备提供电源及各种功能接口，高压发生器可能连接的系统设备包括:影像增强器、静态平板探测器、动态平板探测器、动态滤线栅、光电二极管、电离室、系统时序控制系统、手闸脚闸开关，这其中的大部分设备都需要由高压发生器提供电源和接口时序。另外，高压发生器还需要为检查室提供门灯及门锁接口。高压发生器与PC机等智能终端通讯，提供人机交互的界面。
[0030]通过扩展高压发生器的接口适配性，本实用新型的外部接口电路能够与上面介绍的各种外部设备连接。
[0031]本实用新型的接口信号都与可编程逻辑器件CPLD连接，所有输入及输出信号都与CPLD的I/O引脚连接，所有接口信号的有效逻辑状态、初始状态、变化率都是可编程设置的。接口信号的时序可由人机交互软件设置，本实用新型为操作者提供一个配置界面，操作者可以根据系统设备的要求，在人机交互软件上很方便的配置接口信号的时序及初始信号状态，因此接口信号的时序逻辑及电平可以按照外部设备的要求定制。
[0032]外部接口电路具备电气隔离功能，输出、输入均采用光耦隔离，为了保证接口的适配性，在接口电路设计时考虑了各种外设的接口电路，保证硬件电路上的兼容性，因此可以与大部分外设的接口电路直接连接。
[0033]X线机高压发生器需要与计算机等智能终端通讯，也可能与系统内设备，如电气运动系统进行通讯。本实用新型可选择串口通讯或Can总线通讯，通过配置文件的方式，对高压发生器的通讯方式进行配置，用户可以根据需要选择串口通信或Can总线通讯，并在配置文件中可配置通讯端口及通讯速率。
[0034]本实用新型的主要电路组成部分如图1所示，包括逆变电路、高压Tank(高压油箱)、控制电路、灯丝驱动电路、阳极驱动电路、外部接口电路、通讯接口电路。控制电路包括CPU (ARM芯片)以及与其连接的AD和DA转换器，AD和DA转换器通过信号调理电路与外部电路连接；外部网电源通过交流接触器依次连接整流电路、逆变电路和高压Tank(油箱)，交流接触器控制端与CPU连接，控制电路与逆变电路、外部接口电路、通讯接口电路连接；同时控制电路通过灯丝驱动电路与高压Tank连接，高压Tank输出端用于连接X射线球管的高压输入端及灯丝；控制电路通过阳极驱动器连接球管的阳极电机；外部接口电路连接平板探测器等外部设备，通讯接口电路连接PC机等智能终端或系统内其它设备。
[0035]本实用新型的所有对外接口信号都连接到可编程逻辑器件的I/O管脚上，选用Altra CPLD芯片EPM1270T144C5N，此芯片具有成本较低、控制简单、I/O管脚较多的特点。
[0036]如图2所示，高压发生器的输出信号G-/由CPLD管脚引出，经过ULN2803提高驱动能力，然后采用光耦PS2703隔离，得到输出信号匕心-，本实用新型提供若干对这样的输出信号；外设输入信号GIN1+、Gin1-经过光耦PS2703隔离，得到Gin/连接至CPLD管脚，本实用新型提供若干对这样的输入信号，根据外部设备接口电路的特点