DE2128248A1 - Hochspannungsgenerator fuer einen roentgenapparat - Google Patents

Hochspannungsgenerator fuer einen roentgenapparat

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DE2128248A1 DE19712128248 DE2128248A DE2128248A1 DE 2128248 A1 DE2128248 A1 DE 2128248A1 DE 19712128248 DE19712128248 DE 19712128248 DE 2128248 A DE2128248 A DE 2128248A DE 2128248 A1 DE2128248 A1 DE 2128248A1
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Perola Roos
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Description

Hochspannungsgenerator für einen Röntgenapparat'
Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochspannungsgenerator für einen Röntgenapparat mit einem netzgespeisten Hochspannungstransformator, der die Röntgenröhre über einen Hochspannungsgleichrichter speist, und mit Mitteln aur Einstellung der Hochspannung.
Bei bekannten Hochspannungsgeneratoren dieser Art wird der Hochspannungstransformator über einen vorgeschalteten Stelltransformator unmittelbar vom Netz gespeist. Die Hochspannung wird dabei dadurch eingestellt» daß ein mindestens eine Kohlerolle tragender.Wagen des Stelltransformators verstellt wird. Die Kohlerolle bildet dabei einen verstellbaren Abgriff des Stelltransformators. Wegen der hohen Leistung, die der Hochspannungstransformator übertragen muß, und wegen der verhältnismäßig niedrigen Frequenz der übertragenen Spannung, muß der Hochspannungstransformator ein verhältnismäßig großes Volumen, insbesondere einen verhältnismäßig groß dimensionierten Eisenkern besitzen, damit die Verluste im Hochspannungstransformator
— 2 —
2G9881/0U2
BAD OFÖGJNAL
niedrig gehalten werden. Der Hochspannungstransformator ist daher bei den bekannten Röntgenapparaten ein verhältnismäßig aufwendiges und teueres Bauteil.
Die Verwendung einer Kohlerolle oder mehrerer Kohlerollen zur Einstellung der Hochspannung verkompliziert und verteuert den Hochspannungsgenerator noch weiter. Ferner können die Kohlerollen Anlaß zu Betriebsstörungen des Hochspannungsgenerators sein.-
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Hochspannungsgenerator der eingangs genannten5Art so auszubilden,, daß der Hochspannungstransformator gegenüber den bekannten Hochspannungsgeneratoren wesentlich verkleinert und verbilligt und die Einstellung der Hochspannung vereinfacht ist und als Störungsquelle praktisch ausgeschaltet ist'. .
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen dem Speisenetz und der Primärwicklung des Hochspannungstransformators ein Frequenzwandler liegt, der die Frequenz der Speisespannung des Hochspannungstransformators gegenüber der Frequenz der Netzspannung erhöht. Beim Erfindungsgegenstand wird somit der Hochspannungstransformator mit einer Frequenz betrieben, die über der Frequenz der Netzspannung liegt. Da die erforderlichen Elsenvolurdna von der Frequenz der übertragenen Spannung abhängen, nämlich mit steigender Frequenz sinken, können sie auf diese Weise-gegenüber den bekannten Hochspannungs generatoren wesentlich reduziert werden. Die Übertragung einer hohen Leistung zur opelsung der Röntgenröhre Ist.dabei in gleicher Weise wie bei den bekannten Hochspannungsgeneratoren gewährleistet.
Eine zweckmäßige Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes besteht darin, daß ..die Frequenz der Speisespannung des Hochspannungstransformators etwa zwischen 1 und 5 kHz liegt.
— 3 — . BAD OBIGiNAL
2 0 9 8 81/0142
Die Einstellung der Hochspannung, z.B. zur Regelung der Hochspannung an der Röntgenröhre, kann beim Erfindungsgegenstand in besonders einfacher Weise unter Vermeidung von Kohlerollen am Frequenzwandler erfolgen.
Der gesamte Hochspannungsgenerator kann wegen des verhältnismäßig klein dimensionierbaren Hochspannungstransformators als integrierte Einheit ausgebildet werden. Der erfindungsgemäße Hochspannungsgenerator ist wesentlich einfacher in der Herstellung und billiger als die bekannten Hochspannungsgeneratoren.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung in Verbindung mit den Unteransprüchen. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Hochspannungsgenerators nach der Erfindung und
Figo 2 bis 5 den Spannungsverlauf an verschiedenen Stellen des Hochspannungsgenerators gemäß Fig. 1 bei kleiner und großer Hochspannung.
Der in der Fig. 1 dargestellte Hochspannungsgenerator enthält einen vom Drehstromnetz gespeisten Netzgleichrichter 1, dessen Ausgangsspannung einem Wechselrichter 2 zugeführt ist. Der Wechselrichter 2 speist einen Hochspannungstransformator 3, der über einen Hochspannungsgleichrichter 4 einer Röntgenröhre 5 die Betriebshochspannung zuführt.
Zur Regelung der Hochspannung an der Röntgenröhre 5 und des Röntgenröhrenstroms ist im Röntgenröhrenkreis ein Schaltungselement 6 angeordnet, das an seinem Ausgang 7 ein der Hochspannung entsprechendes und an seinem Ausgang 8 ein dem Röntgen-
205881/0142
BAET ORlGINAt
röhrenstrom entsprechendes Signal einer Regeleinheit 9 zuführt. Der Regeleinheit 9 werden an ihrem Eingang 10 den Sollwertender Hochspannung und des Röntgenröhrenstroms entsprechende Signale zugeführt. Die Regeleinheit 9. regelt über eine Leitung 11 den Röntgenröhrenstrom und über eine Leitung 12 die Hochspannung derart, daß der jeweilige Istwert dem gewünschten Sollwert nachgeführt wird. Die Hochspannungsregelung erfolgt dabei durch Einwirken auf den Wechselrichter 2. Das Ein- und Ausschalten der Röntgenröhre 5 erfolgt ebenfalls durch den Wechselrichter 2, der hierzu über eine Leitung 13 von der Regeleinheit 9 entsprechende Signale erhält.
Wie nachfolgend noch näher erläutert wird, liefert der Hoch- . Spannungsgleichrichter 4 eine etwa rechteckimpulsförmige Hochspannung. Zur Glättung dieser Hochspannung ist dem Hochspannungsgleichrichter 4 ein Siebglied 14 nachgeschaltet. .
Der Wechselrichter 2 erzeugt eine Einphasen-Wechselspannung, deren Frequenz wesentlich höher als die Frequenz der Netzspannung ist .und vorzugsweise zwischen T und 5 kHz liegt. Diese Spannung wird durch den Hochspannungstransformator 3 hochtransformiert. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfin^ dung ist der Hochspannungstransformator in den Wechselrichter, einbezogen, derart, daß am Ausgang des Hochspannungstransformators eine etwa rechteckimpulsförmige Wechselspannung liegt. Der Verlauf der Ausgangsspannung am Ausgang 15 des Hochspannungstransformators 3 für diesen Fall ist in dgruFig. 2. bei^ spielsweise dargestellt. Nach Gleichrichtung ddeser Ausgangs-· ;■ spannung im Gleichrichter 4 liegt am Eingang des Siebgliedes 14 eine Spannung-, die den in der Fig. 3 dargestellten Verlauf hat. Durch das Si-ebglied 14 wird diese Spannung so geglättet, daß an der Röntgenrö.hre „5 der Mittelwert der Aus gangs spannung des Hochspannungsgleichr.i.cht.ers 4, also die Spannung U-1, liegt.
> — 5 —
BAD GINAL
2 0988 1/0U2, .
212824B
den Pig. 2 und. 3 geht hervor, daß die Hochspannung an der Röntgenröhre 5 durch Veränderung des Tästirerhältnisses der Äusga«gsspannung des Koc/hspannungstransiormators 3 in diesem Fall -eingestellt und damit auch geregelt werden kann.
der Pig=. 4 Isit der ?er!auf der Ausgangsspannung des Hochäpsniiungs£räns£öraa:ti>rs 5 ήμ Ausgang 15 zur Erzielung einer im fergleiöh zu den Fig. 2 und 3 höheren :Hochspannung darge- " stellt, Hie zugehörige Äusgangsspannung des HöchspannungsgiLeichrichters 4 ist. in der Fig. 5 gezeigt. In der Fig.. 5 ist noch gestrichelt die Spannung U2 eingezeichnet,» die den Mlt-'telwert der Äüsgang&spannung des Siebgliedes 17 darstellt und die fiööhspannung :an der liBntgenröhre 5 bildet. Aus einem ?ergieäch der MLg-. 3 und 5 :geht deutlich hervOr» daß die Höch-Spainnung aii devr Üöntgsnröhre 5 durch Iferän^ierung des Tastver*- des 'W&chsBlrishters 2 umrändert und damit geregelt
:die
duiich eine SteuerBpaiaiUöig ;CBpannung ^refjinöe-rtsär is;t und äle durch eine ^aMi ;der lieitung 13} ein^- und ; -an ^s^ieh ^bÄannt* Sulche -beieännte bei ;Se:ii l
3 nit dinier g&gmüxb&r d
BAD ORIGINAL
212Β2ΛΒ
den -bekannten HoGhsp-annungsgeire^ato^en /rerbuiiden. Eine Ver— Billigung ergibt Bach f e-rneir daxtarch t daß ein besonderer Stelltransformator mir Einstellung bzw. Regelung de1!· Hoch— spannung an der Röntgenröhre 5 entfallen ,kann.," weil dieste .· \ ■Einstellung bzw» lEegeluag ,am techselrichter 2 «r£olgt.- ." .......
Im. Eaimen der Erfindung kann 2air Siebung dea? Atiagangsspannung de:s· KöGhspannungsgleictoricntei'S 4 ,öiindesitens teilweise ,die Kabelkapaizltät der Bochspannungsfcabel benutzt wenden,. Bas Siebglied -Xh krann in dleseia -Kali ,sehr einfach ausgebildet ■sein^ weil es lediglich die zusätzlich 3txr Calbelkapazität erforderlichen Bäuelejaente.j Insbesondere Induktivittäten und. gegebenenfalls .zusäjtzliche kapazitäten,» «nthalt=.

Claims (6)

  1. Patentansprüche
    ,^^Hochspannungsgenerator für einen Röntgenapparat mit einem netzgespeisten Hochspannungstransformator, der die Röntgenröhre über einen Hochspannungsgleichrichter speist, und mit Mitteln zur Einstellung der Hochspannung, dadurch gekennzeichnet., daß zwischen dem Speisenetz (RST) und der Primärwicklung des Hochspannungstransformators (3) ein Frequenzwandler (1, 2) liegt, der die Frequenz der Speisespannung des Hochspannungstransformators (3) gegenüber der Frequenz der Netzspannung erhöht.
  2. 2. Hochspannungsgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Speisespannung des Hochspannungstransformators (3) etwa zwischen 1 und 5 kHz liegt.
  3. 3. Hochspannungsgenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzwandler aus einem Netζgleichrichter (1) und einem diesem nachgeschalteten Wechselrichter (2) besteht.
  4. 4. Hochspannungsgenerator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochspannungstransformator (3) in den Wechselrichter (2) einbezogen ist, derart, daß am Ausgang des Hochspannungstransformators (3) eine etwa rechteckimpulsfÖrmige Wechselspannung liegt, und daß dem Hochspannungsgleichrichter (4) Siebmittel (14) zur Glättung seiner Ausgangsspannung zugeordnet s ind.
  5. 5. Hochspannungsgenerator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebmittel (14) mindestens teilweise die Kabelkapazität der Hochspannungskabel umfassen.
    20988 1/G H2
    BAD ORIGINAL
  6. 6."Hochspannungsgenerator nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (9) zur Einstellung der Hochspannung auf den Wechselrichter (2) zur Einstellung des Tastverhältnisses der Ausgangsspannung des Hochspannungstransformators (3) entsprechend der gewünschten Hochspannung einwirken.
    20988 1/0 142 BAD ORteiNAL
    rs © i te
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