DE2900258A1

DE2900258A1 - Current regulating circuit for diagnostic x=ray generator - using transistor threshold switch for on=off switching of heating transformer

Info

Publication number: DE2900258A1
Application number: DE19792900258
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl Ing Schwarzmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1979-01-04
Filing date: 1979-01-04
Publication date: 1980-07-17
Also published as: DE2900258C2

Abstract

The circuit controls the current for the X-ray tube in accordance with the threshold setting of a switch. This receives a signal corresponding to the instantaneous value of the effective heating current and its output controls the ON-OFF switching of the heating transformer (5). The signal representing the effective heating current is supplied by a series circuit with a squaring device (11) providing the square of the voltage across a measuring resistor (10) in the heating circuit (6...10) and an integrator (13) which is reset every half cycle. The measuring resistor (10) is connected across the DC diagonal of a rectifier bridge (9), with the AC diagonal lying in series with the heating circuit (6...10). The squaring device (11) pref. comprises a difference amplifier, while the threshold switch comprises a switching transistor (7) connected via a diode bridge (8) to the primary (6) of the heating transformer (5).

Description

Röntgendiagnostikgenerator mit einer RegelschaltungX-ray diagnostic generator with a control circuit

für den Röntgenröhrenstrom Die Erfindung betrifft einen Röntgendiagnostikgenerator mit einer Regelschaltung für den Röntgenröhrenstrom, die als Stellglied ein Schwellwertglied mit einstellbarer Schwelle aufweist, dessen Eingang ein dem Augenblickswert des Heiz stromeffektivwertes entsprechendes Signal zuführbar ist, dessen Ausgangssignal die Ein- und Ausschaltung des Heiztransformators bewirkt und dessen Schwelle dem Sollwert des Heizstromeffektivwertes entsprechend gewählt wird, wobei zur Bildung eines dem Augenblickswert des Heisstromeffektivwertes entsprechenden Signals die Reihenschaltung aus einem Quadrierglied für eine an einem Meßwiderstand im Heizkreis abgegriffene, dem Augenblickswert des Heizstromes entsprechende Spannung und ein diesem nachgeschalteter Integrator vorgesehen ist, der am Ende jeder Halbwelle in seinen Nullzustand zurückgeschaltet wird und dessen Ausgangsspannung dem Eingang des Schwellwertgliedes zugeführt ist.for the X-ray tube current The invention relates to an X-ray diagnostic generator with a control circuit for the X-ray tube current, which is a threshold value element as an actuator with adjustable threshold, the input of which corresponds to the instantaneous value of the Heating current effective value corresponding signal can be supplied, the output signal of which causes the switching on and off of the filament transformer and its threshold dem The setpoint of the effective heating current value is selected accordingly, whereby for formation a signal corresponding to the instantaneous value of the hot current effective value Series connection of a squaring element for one on a measuring resistor in the heating circuit tapped voltage corresponding to the instantaneous value of the heating current and a this downstream integrator is provided, which at the end of each half-wave in its zero state is switched back and its output voltage to the input of the threshold value element is supplied.

Ein Röntgendiagnostikgenerator dieser Art ist in der DE-OS 24 22 844 beschrieben. Bei diesem Röntgendiagnostikgenerator wird der Heizstrom so geregelt, daß aufgrund des inneren Spannungs-abfalls im Röntgengenerator die jeweils richtige Röntgenröhrenspannung an der Röntgenröhre liegt. Das Eingangssignal des Quadriergliedes ist von einem Meßwiderstand im Heizkreis abgegriffen. Dies bedeutet, daß das Quadrierglied sowohl die positiven als auch die negativen Halbwellen des Heizstromes verstärkt. In der Praxis erfolgt diese Verstärkung nicht gleichmäßig, d.h. daß die Halbwellen einer Polarität stärker verstärkt werden als die Halbwellen der anderen Polarität. Demgemäß erreicht die Ausgangs spannung des Integrators bei aufeinanderfolgenden Eingangssignalen, die zu Heizstromhalbwellen entgegengesetzter Polarität gehören, die gleich sind, zu unterschiedlichen Zeiten die Schwellenspannung des Schwellwertgliedes, so daß die Einschaltzeiten des Heiztransformators so verändert werden, daß die positive und die negative Heizstromhalbwelle unterschiedlich lang dauern. Dies führt zu einer Gleichstromvormagnetisierung des Heiztransformators, die unerwünscht ist.An X-ray diagnostic generator of this type is in DE-OS 24 22 844 described. With this X-ray diagnostic generator, the heating current is regulated in such a way that that due to the internal voltage drop in the X-ray generator the correct one X-ray tube voltage is applied to the X-ray tube. The input signal of the squaring element is tapped by a measuring resistor in the heating circuit. This means that the squaring term both the positive and the negative half-waves of the heating current are amplified. In practice this amplification does not take place uniformly, i.e. the half-waves of one polarity are amplified more than the half-waves of the other polarity. Accordingly, the output voltage of the integrator reaches at successive Input signals that belong to heating current half-waves of opposite polarity, which are the same, at different times the threshold voltage of the threshold value element, so that the switch-on times of the filament transformer are changed so that the positive and the negative heating current half-wave last different lengths. This leads to a DC bias of the filament transformer, which is undesirable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Röntgendiagnostikgenerator der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine Gleichstromvormagnetisierung aufgrund unterschiedlicher Empfindlichkeit des Quadriergliedes für positive und negative Eingangssignale vermieden ist.The invention is based on the object of an X-ray diagnostic generator of the type mentioned in such a way that a direct current bias due to the different sensitivity of the squaring element for positive and negative input signals are avoided.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Meßwiderstand in der Gleichstromdiagonale einer Gleichrichterbrücke angeschlossen ist, deren Wechselstromdiagoale in Reihe im Heizkreis liegt, und daß das Quadrierglied einen Differenzverstärker für die am Meßwiderstand abgegriffene Spannung aufweist. Bei dem erfindungsgemäßen Röntgendiagnostikgenerator wird dem Quadrierglied ein Signal zugeführt, das nur eine bestimmte Polarität hat. Unterschiedliche Empfindlichkeiten des Quadriergliedes im Hinblick auf die Polarität des Eingangssignales wirken sich daher nicht aus.This object is achieved according to the invention in that the measuring resistor in the direct current diagonal of a rectifier bridge is connected, the alternating current diagonal is in series in the heating circuit, and that the squaring element is a differential amplifier for the voltage tapped at the measuring resistor. In the inventive The X-ray diagnostic generator is fed a signal to the squaring element, which only has a certain polarity. Different sensitivities of the squaring member therefore have no effect on the polarity of the input signal.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels naher erläutert.The invention is illustrated below with reference to one in the drawing Embodiment explained in more detail.

In der Zeichnung ist eine Röntgenröhre 1 dargestellt, die von einem Hochspannungstransformator 2 über einen Hochs'pannungsgleichrichter 3 gespeist wird. Die Heizung der Kathode 4 der Röntgenröhre 1 erfolgt durch einen Heiztransformator 5, dessen Primärwicklung 6 über einen Schalttransistor 7 und eine Diodenbrücke 8 an das Speisenetz anschaltbar ist. Die Bauelemente 7 und 8 stellen einen bipolaren Schalter dar, d.h. beim Umschalten des Schalttransistors 7 in seinen niederohmigen Zustand werden beide Halbwellen der Speisewechselspannung auf die Primärwicklung 6 durchgeschaltet. In Reihe zur Primärwicklung 6 liegt die Wechselstromdiagonale einer Gleichrichterbrücke 9, in deren Gleichstromdiagonale ein Meßwiderstand 10 angeordnet ist.In the drawing, an X-ray tube 1 is shown, which is from a High-voltage transformer 2 is fed via a high-voltage rectifier 3. The cathode 4 of the X-ray tube 1 is heated by a heating transformer 5, its primary winding 6 via a switching transistor 7 and a diode bridge 8 can be connected to the supply network. The components 7 and 8 represent a bipolar Switch, i.e. when switching the switching transistor 7 into its low-resistance Both half-waves of the AC supply voltage on the primary winding are in the state 6 switched through. The AC diagonal lies in series with the primary winding 6 a rectifier bridge 9, in the direct current diagonal of which a measuring resistor 10 is arranged.

Die Spannung am Meßwiderstand 10 wird einem Differenzverstärker in einem Quadrierglied 11 zugeführt, die Ausgangsspannung dieses Differenzverstärkers ist dem jeweiligen Wert des Heizstromes der Röntgenröhre 1 proportional. Am Ausgang 12 des Quadriergliedes 11 liegt daher eine Spannung, die dem Quadrat des Momentanwertes des Heizstromes der Röntgenröhre 1 ent- spricht. Diese Spannung ist einem Integrator 13 zugeführt, der an seinem Ausgang 14 ein dem Integral seiner Eingangsspannung entsprechendes Signal liefert.The voltage across the measuring resistor 10 is a differential amplifier in fed to a squaring element 11, the output voltage of this differential amplifier is proportional to the respective value of the heating current of the X-ray tube 1. At the exit 12 of the squaring element 11 therefore has a voltage which is the square of the instantaneous value of the heating current of the X-ray tube 1 speaks. This tension is fed to an integrator 13, which at its output 14 is the integral of its Input voltage supplies the corresponding signal.

Der Integrator 13 wird durch eine Synchronanordnung 15 am Ende jeder Halbwelle der Netzspannung in seinen Nullzustand zurückgeschaltet, so daß die Spannung an seinem Ausgang 14 dem quadratischen Ist-Wert (Augenblickswert) des Heizstromeffektivzzertes der Röntgenröhre 1 entspricht. Diese Spannung ist dem Eingang 16 eines Schwellwertgliedes 17 zugeführt. Das Schwellwertglied 17 besitzt einen Sollwerteingang 18, an dem eine Gleichspannung liegt, die dem gewunschten Sollwert des Röntgenröhrenstromes und damit des Heizstromes der Röntgenröhre 1 entspricht. Wenn die Spannung am Eingang 16, d.h. die Ausgangsspannung des Integrators 13, die Spannung am Eingang 18 erreicht, wird über ein Kippglied 20, das eine feste Ansprechschwelle besitzt, der Transistor 7 in seinen hochohmigen Zustand geschaltet, d.h. die Primärwicklung 6 vom Netz getrennt. Die Schwelle des Kippgliedes 20 wird vom Signal auf der Leistung 19 immer dann erreicht, wenn der Effektivwert des Heizstromes, dem das Signal am Eingang 16 entspricht, denjenigen Wert hat, der durch die Gleichspannung am Eingang 18 vorgegeben ist.The integrator 13 is through a synchronous arrangement 15 at the end of each Half-wave of the mains voltage switched back to its zero state, so that the voltage at its output 14 the square actual value (instantaneous value) of the effective heating current value corresponds to the X-ray tube 1. This voltage is the input 16 of a threshold value element 17 supplied. The threshold element 17 has a setpoint input 18 at which a DC voltage that corresponds to the desired setpoint value of the X-ray tube current and so that the heating current of the X-ray tube 1 corresponds. When the voltage at the input 16, i.e. the output voltage of the integrator 13, which reaches the voltage at the input 18, is via a flip-flop 20, which has a fixed response threshold, the transistor 7 switched to its high-resistance state, i.e. the primary winding 6 disconnected from the mains. The threshold of the flip-flop 20 is always reached by the signal on the power 19, if the effective value of the heating current to which the signal at input 16 corresponds, has the value that is predetermined by the DC voltage at input 18.

Das Quadrierglied 11 braucht nur Eingangshalbwellen einer Polarität zu quadrieren. Unsymmetrien dieses Quadriergliedes hinsichtlich der Polarität der Eingangsspannung wirken sich daher nicht aus.The squaring element 11 only needs input half-waves of one polarity to square. Asymmetries of this squaring element with regard to the polarity of the Input voltage therefore have no effect.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Augenblickswert des Heizstromeffektivwertes erfaßt und mit einem Sollwert verglichen. Da dieser Augenblickswert dem Röntgenröhrenstrom entspricht, erfolgt eine Regelung des Röntgenröhrenstromes.In the illustrated embodiment, the instantaneous value is of the effective heating current value is recorded and compared with a setpoint. Since this The instantaneous value corresponds to the X-ray tube current, the X-ray tube current is regulated.

Claims

X-ray diagnostic generator with a control circuit for the X-ray tube current, which is a threshold value element with adjustable as an actuator Has a threshold whose input is the instantaneous value of the effective heating current value corresponding signal can be supplied, the output signal of which is switching on and off of the heating transformer and its threshold corresponds to the setpoint of the hot current effective value is selected accordingly, with the formation of an instantaneous value of the effective heating current value corresponding signal the series connection of a squaring element for one to one Measuring resistor tapped in the heating circuit, corresponding to the instantaneous value of the heating current Voltage and a downstream integrator is provided, which is at the end Each half-wave is switched back to its zero state and its output voltage is fed to the input of the threshold value element, d a -d u r c h g e k E nn z e i c h n e t that the measuring resistor (10) in the direct current diagonal one Rectifier bridge (9) is connected, their AC diagonal in series in the heating circuit (6 to 10), and that the squaring element (11) is a differential amplifier for the voltage tapped at the measuring resistor (10).