DE2805877A1

DE2805877A1 - Roentgenroehre

Info

Publication number: DE2805877A1
Application number: DE19782805877
Authority: DE
Inventors: Frieder H Ensslin; Christopher S Hazen
Original assignee: Sybron Corp
Current assignee: Sybron Transition Corp
Priority date: 1977-03-17
Filing date: 1978-02-11
Publication date: 1978-09-21
Also published as: JPS53115193A; US4101775A; CA1101561A

Description

DR. INQ. HANS LICHTI · DIPL.-INQ. HEINER LfCHTl 7<f Diplo—Physe Dr₀ Klaus Leutwein PATENTANWÄLTE

D-75OO KARLSRUHE 41 (GRÖTZINGEN) · DURLAC H E R STR. 31 (HOCHHAUS)

TELEFON (0721) <8511

1 0· Feb. 1978 4306/77

SYBRON Corporation, 1100 Midtown Tower Rochester, New York, USA

Rönt genröhre

Die Erfindung betrifft eine Spannungsversorgung für Röntgenröhren, insbesondere eine Schaltung zum Stabilisieren des Röntgenröhrenstromsβ

Röntgenröhren sind im allgemeinen vom "Collidge^Typ, der eine Diode mit einer Elektronen emittierenden Glühkathode darstellt, wobei einige Elektronen die Anode erreichen· Die Anode emittiert eine Röntgenstrahlung, deren Intensität von der zwischen Anode und Kathode angelegten Spannung (Röhrenspannung) und dem Strom zwischen der Kathode und der Anode (Röhrenetrom) abhängt. Die Glühkathode ist von

809838/0589

4306/77

einem Heizfaden geheizt. Ein den Röhrenstrom beeinflussender Faktor ist die Heizfadentemperatur, die dem Heizfadenstrom entspricht. Je höher der Heizfadenstrom ist, umso höher wird der Röhrenstrom sein. Es ist eine Vielzahl von Anordnungen bekannt, die den Heizfadenstrom im umgekehrten Sinne zum Röhrenstrom beeinflussen, so daß ein von kleinen Schwankungen der Netzspannung unabhängiger konstanter RöhreiBtrom erhalten wird.

Ein Beispiel einer bekannten Anordnung ist in Figur 1 dargestellt und mit "Stand der Technik" (Prior Art) bezeichnet. Der Hochspannungsausgang eines Transformators 12 ist mit der Anode 10a und der Kathode 10b einer Röntgenröhre 10 verbunden. Der Eingang des Transformators 12 ist an Netz-Wechselstrom gelegt. Die Röhre 10 ist ein Einwegoder Halbwellen—Gleichrichter, da sie nur während jeder zweiten Halbwelle Röhrenstrom durchläßt. Der Spannungsabfall über einem in Serie geschalteten Widerstand \h ist proportional zu dem Röhrenstrom. Die Signalform des Röhrenstrom-Signals ist in Figur 2 dargestellt.

Der Röhrenheizfaden 10c ist durch einen Heizfadenstrom aufgeheizt, der von einem Niederspannungs-Heiztransformator 16, der seinerseits über eine Steuerschaltung an der Netzspannung liegt, zugeführt wird. Der ungesteuerte Heizfadenstrom entspricht einer vollen Sinuswelle·

Ein Teil des Röhrenstromsignals liegt über einer Triggerdiode l8 oder einem einseitig schaltenden Halbleiter, beispielsweise aus Silicium oder dgl. Wenn das Signal einen Schwellwert übersteigt, triggert die Diode 18 einen gesteuerten Verstärker auf, indem durch einen Trenn-Transformator 22 ein Triggersignal hindurchgeht. Wenn die steuerbare Diode 20 aufgesteuert

009838/0589

4306/77

ist, schaltet sie einen Widerstand 24 parallel zum Eingang des Heiztransformators l6. Die Widerstände 24, 26 bilden mit dem Transformator l6 einen Spannungsteiler, wodurch eine kleinere Eingangsspannung des Transformators 16 und ein entsprechend kleinerer Heizfadenstrom resultiert. Der steuerbare Gleichrichter 20 bleibt bis zum Ende der betreffenden Halbwelle geschlossen.

Diese Anordnung steuert den Röhrenstrom durch dessen Überwachung. Wenn der Röhrenstrom einen vorbestimmten Wert überschreitet, wird der Heizfadenstrom für den Rest der Halbwelle vermindert, um einen konstanten Röhrenstrom bei kleinen Änderungen der Netzspannung zu erhalten.

Die Signalform des gesteuerten Heizfadenstroms ist in Figur 2 dargestellt. Es ist ersichtlich, daß der Heizfaden— strom unsymmetrisch ist, da die steuerbare Diode nur während der Halbwelle, in der die Röhre leitend ist, gesteuert wird. Dies hat die nicht erwünschte Wirkung, daß eine Gleichstromzuschaltung entsteht, die den Heiztransformator sättigen kann.

Erfindungsgemäß steuert eine Spannungsversorgung den Heizfadenstrom einer Röntgenröhre als Antwort auf den durch die Röhre fließenden Strom. Der Röhrenstrom ist eine gleichgerichtete Halbwelle, aber der Heizfadenstrom ist symmetrisch während beider Halbwellen einer Viechselstrom-Periode gesteuert. Um dies zu erreichen, wird der Heizfadenstrom für gleiche Teile jeder Halbwelle mittels einer eine Halbwellenverzögerung aufweisenden Einrichtung verkleinert.

809838/0589

ψ 4306/77

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Zeichnungsbeschreibung· Es zeigen:

Figur 1 eine im Stand der Technik bekannte Schaltung;

Figur 2 eine Wellenform der Signale in der Schaltung gemäß Figur 1;

Figur 3 eine Schaltung gemäß der Erfindung und

Figur k eine Wellenform des von der Schaltung gemäß Figur 3 gesteuerten Heizfadenstroms ·

Die Aufnahme der vorstehend bereits beschriebenen Figuren 1 und 2 ist für das Verständnis dieser Ausführungsform notwendig· In der Praxis wird mit der Erfindung, verglichen mit der unsymmetrischen Wellenform nach dem Stande der Technik, eine symmetrische Signalform des Heizfadenstrome erreicht·

In Figur 3 let eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt· Die Bauteile, die jenen in Figur 1 entsprechen sind in demselben Bezugszeichen gekennzeichnet und erfüllen, wenn sie so gekennzeichnet sind, dieselben Funktionen·

809838/0589

Des weiteren sind beispielsweise und nicht einschränkend verwendete Arten der Bauteile und deren Werte angegeben.

wie vorstehend beschrieben wird von der Triggerdiode l8 ein Triggersignal bereitgestellt, um die nachfolgend als erste steuerbare Diode bezeichnete Diode 20 zu steuern. Gemäß einem Merkmal der Erfindung startet die Triggerspannung auch ein Zeitglied 28. Vorzugsweise wird dies mittels eines in Serie mit der ersten gesteuerten Diode 20 geschalteten Serienwiderstandes 30 erreicht.

Wenn die erste steuerbare Diode 20 getriggert ist, fällt eine Spannung am Widerstand 30 ab und startet das Zeitglied Dieses gibt ein zweites Triggersignal eine Halbwelle nach dem ersten Triggersignal ab. Das zweite Triggersignal wird zum Anschalten einer zweiten gesteuerten Diode 32 benutzt, die zu der ersten steuerbaren Diode 20 parallel geschaltet ist.

Erfindungsgemäß ist der Widerstand 2k zu dem Heiztransformator l6 für einen Teil jeder Halbwelle parallel geschaltet, und nicht bei jeder zweiten Halbwelle wie beim Stande der Technik.

Die Wellenform des entstehenden Heizfadenstroms ist in Figur k dargestellt. Wie ersichtlich, ist sie symmetrisch, was eine mögliche Gleichstromsättigung des Heiztransformators l6 verhindert. Da beide Halbwellen einer Periode verwendet werden, ist eine weniger starke Verkleinerung des Heizfadenstromes nötig. Demgemäß kann für den Widerstand 2k ein höherer Wert gewählt werden.

809838/058$

e e rs e ι \ e

Claims

DR. INQ. HANS LICHTI · DIPL-INQ. HEINER LICHTI

PATENTANWÄLTE

D-7500 KARLSRUHE 41 (GRÖTZINGEN) · DURLACHER STR. 31 (HOCHHAUS)

TELEFON (0721) *8511

4306/77

SYBROK Corporation, 1100 Midtown Tower Rochester, New York, USA

Patentansprüche

Spannungsversorgung für eine gleichrichtende Röntgenröhre mit einer Anode, einer Glühkathode und einem Heizfaden zum Aufheizen der Kathode, gekennzeichnet durch:

eine Hochspannungsquelle für eine hohe wechselspannung über der Röhrenstrom nur während einer Hälfte jeder Spannungsperiode führenden Anode und Kathode;

eine Niederspannungsquelle für eine niedrige Wechselspannung über dem während beider Hälften jeder Spannungsperiode von dem Heizfadenstrom durchflossenen Heizfaden;

809838/0589

ORIGINAL INSPECTED

4306/77

eine erste Einrichtung zum Steuern des Viertes des Ileizfadenstroms während der Halbwelle, in der die Röhre leitend ist, in Abhängigkeit von der Amplitude des Röhrenstroms und

eine zweite Einrichtung zum Steuern des Heizfadenstroms während der Halbwelle, in der die Röhre nichtleitend ist, so daß benachbarte Halbwellen des Heizfaden— sc&altkreises symmetrisch sind.

2« Spannungsversorgung für eine gleichrichtende Röntgenröhre zum Bereitstellen eines stabilisierten Röhrenstroms durch die Steuerung des Heizfadenstroms, gekennzeichnet durch:

eine Hochspannungsquelle für die Röhrenspannung;

einen in Serie mit der Hochspannungsquelle und der Röhre zur Erzeugung einer dem Röhrenstrom entsprechenden Stromsignalspannung geschalteten Widerstand;

eine Triggereinrichtung für ein erstes Triggersignal bei Überschreiten eines bestimmten Wertes der Stromsignalspannung;

-S-

809838/0569

-Jt-

eine mit dem Heizfaden zuschaltbar verbundene Stromverkleinerungs-Schaltung;

eine erste Schalteinrichtung zum Verbinden der Stromverkleinerungs-Schaltung mit dem Heizfaden nach dem Auftreten des ersten Triggersignals bis zum Ende der dann vorhandenen Halbwelle;

eine Zeitschaltung für ein um eine Halbwelle nach dem ersten Triggersignal verzögertes zweites Triggersignal und

eine zweite Schalteinrichtung zum Verbinden der Stromverkleinerungs-Schaltung mit dem Heizfaden nach Auftreten des zweiten Triggersignals bis zum Ende der dann vorhandenen Halbwelle.

803838/0589