DE4430643A1

DE4430643A1 - Hochspannungs-Leistungsversorgung für eine Röntgenröhre

Info

Publication number: DE4430643A1
Application number: DE4430643A
Authority: DE
Inventors: James Arthur Blake; Jonathan Richard Schmidt; Michael Augustina Wu
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1993-09-02
Filing date: 1994-08-29
Publication date: 1995-03-09
Also published as: US5400385A; JPH07153591A; JP3602163B2; IL110748A; IL110748A0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Hochspannungs-Leistungsver sorgungen, wie sie in Röntgen-Bildgebungsgeräten verwendet werden, und insbesondere auf eine Schaltungsanordnung zum Steuern eines Wechselrichters, der in derartigen Leistungs versorgungen verwendet wird.

Während einer Röntgen-Bestrahlung muß die Hochspannung über der Anode und Kathode der Röntgenröhre sorgfältig geregelt werden. Eine derartige Regelung ist nicht nur deshalb er forderlich, um sicherzustellen, daß eine richtige Röntgen bestrahlung auftritt, sondern auch, um sicherzustellen, daß keine übermäßig hohe und gefährliche Dosis an Röntgenstrah len erzeugt wird. Üblicherweise wird die Regelung in der Weise ausgeführt, daß die Ausgangsgröße der Hochspannungs versorgung für die Röntgenröhre abgetastet wird. Die abge tastete oder Ist-Spannung wird mit der gewünschten oder Soll-Spannung für die gewählten Bestrahlungsparameter verg lichen. Das Ergebnis dieses Vergleiches wird verwendet, um die Erzeugung der hohen Anoden/Kathoden-Spannung zu regeln, die die Röntgenröhre anregt.

Die Hochspannungs-Leistungsversorgung kann eine Reihen schwingkreis-Wechselrichterschaltung verwenden, von der eine übliche Art als eine "H-Brücke" bezeichnet wird. Die Last für den Wechselrichter ist in dem horizontalen Zweig der "H-Brücke" in Reihe mit einer Induktivität und einer Kapazität geschaltet, und jeder der vier vertikalen Zweige des H hat einen elektrisch betätigten Schalter. Die hohe Gleichspannung wird über die Zweigenden an dem Ober- und Unterteil des H angelegt. Eine Wechselspannung kann an die Last angelegt werden, indem der Zustand der diagonal gegen überliegenden Paare der elektrischen Schalter schnell gewechselt wird. Die durch den Wechselrichter erzeugte Wechselspannung wird an einen Spannungsvervielfacher ange legt, der die Spannung auf einen Wert erhöht, der für die richtige Anregung der Röntgenröhre und die Erzeugung der Röntgenstrahlen erforderlich ist.

Der Wechselrichter wird durch eine Regelschaltung betätigt, die ein Sollwert-Signal empfängt, das den Wert der Hoch spannung angibt, die für die durch den Operator gewählte Bestrahlung erforderlich ist. Zusätzlich empfängt die Re gelschaltung eine Messung der Ausgangsspannung, die durch den Spannungsvervielfacher erzeugt wird. Diese Information wird von der Regelschaltung verwendet, um eine bestimmte Treiberfrequenz für die Schalterelemente des Wechselrich ters zu erzeugen.

Eine übliche Hochspannungsversorgung für eine Röntgenröhre verwendet einen getrennten Wechselrichter und einen Span nungsvervielfacher für die Kathoden- und die Anoden-Vor spannungspotentiale, wobei der Ausgang der zwei Spannungs vervielfacher mit einem dazwischen angeordneten Erdknoten in Reihe geschaltet ist. Der Anoden-Wechselrichter wird häufig so eingestellt, daß der Anoden-Spannungsvervielfa cher eine höhere Ausgangsspannung erzeugt als die Kathoden- Wechselrichter- und Spannungsvervielfacherkombination für eine gegebene Wechselrichter-Treiberfrequenz. In dieser An ordnung wird die Ausgangsgröße des Anoden-Spannungsverviel fachers mit dem Sollwert-Signal verglichen, um ein Fehler signal abzuleiten, das die Einstellung der Frequenz des An oden-Wechselrichters zwingt, die Ausgangsspannung aus dem Anodenspannungsvervielfacher zu verkleinern, um den ge wünschten Spannungswert für die Anregung der Röntgenröhre zu erreichen. Jedoch führt dieses Verfahren zu einem Pro blem während der Erholung von einem Hochspannungsdurchbruch der Röntgenröhre, was häufig als ein "Stoß" bezeichnet wird. Die Ansprechzeit ist notwendigerweise recht langsam, weil sie durch die Stabilitätseinschränkungender Bandpaß- Rückführungsschleife bestimmt ist. Die langsamere Erholungszeit hat einen Verlust an Röntgendaten oder, im Falle eines Computer-Tomografiesystems, einen Verlust an Experimenten (Views) zur Folge.

Dieses Regelverfahren erfordert auch eine sorgfältige Ein stellung der Wechselrichter-Resonanzfrequenz, sowohl für die Anode als auch die Kathode. Ein Verlust der Regelung kann auftreten, wenn die Einstellung unrichtig gemacht wird.

Gemäß der Erfindung hat eine Hochspannungs-Leistungsversor gung für eine Röntgenröhre eine Quelle für eine Soll- bzw. Referenzspannung, die eine gewünschte Vorspannungsgröße für die Röntgenröhre angibt. Ein Wechselrichter erzeugt eine Wechselspannung aus einer Eingangswechselspannung bei Steu ersignalen, und die Wechselspannung wird durch einen Span nungsvervielfacher erhöht, um die Ausgangsspannung zur Vor spannung der Röntgenröhre zu erzeugen.

Die Erzeugung der Ausgangsspannung wird durch eine Regel schaltung geregelt, die einen Sensor enthält, der ein Sen sorsignal erzeugt, das die Größe der Ausgangsspannung an gibt. Eine Schaltungsanordnung ermittelt eine Differenz zwischen dem Sensorsignal und dem Sollspannungssignal, und diese Differenz wird integriert, um ein integriertes Signal zu erzeugen. Eine andere Quelle liefert ein Tastverhältnis- Referenzsignal mit einem Spannungswert, der einem Hundert prozent-Tastverhältnis des Wechselrichterbetriebs ent spricht. Eine Summierungseinrichtung verknüpft arithmetisch das integrierte Signal, das Tastverhältnis-Referenzsignal und das Sensorsignal, um ein TASTVERHÄLTNIS-SOLLWERTSIGNAL zu bilden.

Ein Wechselrichtertreiber erzeugt die Steuersignale für den Wechselrichter. Der Wechselrichtertreiber ist mit dem Inte grator und der Summierungseinrichtung verbunden, und die Steuersignale haben Frequenzen, die durch das Integratorsi gnal definiert sind, und Tastverhältnisse, die durch das TASTVERHÄLTNIS-SOLLWERTSIGNAL definiert sind. In dem bevor zugten Ausführungsbeispiel ist der Wechselrichtertreiber eine Statusmaschine, die Übergänge von dem einen Betriebs status zu dem anderen macht auf der Basis der Wahrheit von Bool′schen logischen Ausdrücken von Signalpegeln des Inte gratorsignals und des TASTVERHÄLTNIS-SOLLWERTSIGNALS. Jeder Status bzw. Zustand entspricht einem von mehreren Pegelkom binationen für die Steuersignale für den Wechselrichter, und die Statusmaschine erzeugt in einem gegebenen Status bzw. Zustand Steuersignale, die diese Kombination von Si gnalpegeln aufweisen.

Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der Beschreibung und Zeichnung von Ausführungsbei spielen näher erläutert.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm von einer Computer-Tomogra fie-Bildgebungseinrichtung.

Fig. 2 ist ein schematisches Blockdiagramm von der Hoch spannungs-Leistungsversorgung in einer Röntgen-Steuerung, die in Fig. 1 gezeigt ist.

Fig. 3 ist ein schematisches Diagramm von der Wechselrich terregelung in Fig. 2.

Fig. 4 ist ein Blockdiagramm von einem Ausführungsbeispiel der Spannungs-Phasen-Wandler, die in der Wechselrichter- Steuerschaltung verwendet sind.

Fig. 5 ist ein Statusdiagramm für den Betrieb des Wandlers in Fig. 4.

Fig. 7 bis 9 stellen Kurvenformen von Signalen an ver schiedenen Punkten in der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 4 während vier unterschiedlicher Betriebszustände dar.

Zunächst sei auf Fig. 1 eingegangen, die ein Computer- Tomografie(CT)-Bildgebungssystem 10 zeigt, das ein Gestell 12 mit einer Röntgenquelle 13 aufweist, die ein Fächerbün del von Röntgenstrahlen 14 projiziert. Das Fächerbündel von Röntgenstrahlen 14 tritt durch einen Patienten 15 hindurch, der abgebildet wird, und trifft auf einen Röntgendetektor 16. Der Detektor ist eine Anordnung bzw. eine Array von mehreren Detektorelementen 18, die zusammen ein projizier tes Bild selektieren, das aus dem Durchtritt von Röntgen strahlen durch den Patienten 15 entsteht. Das Gestell 12 und die darauf montierten Komponenten rotieren um einen Drehmittelpunkt 19, um eine Anzahl von Experimenten bzw. Views des Patienten zu gewinnen.

Ein Steuermechanismus für das CT-System 10 hat dem Gestell zugeordnete Steuermoduln 21, die eine Röntgensteuerung 22, die Leistung an die Röntgenquelle 13 liefert, eine Gestell motorsteuerung 23, die die Drehgeschwindigkeit und Position des Gestell 12 steuert, und ein Datengewinnungssystem (DAS) 24 umfassen, das Projektionsdaten aus den Detektorelementen 18 sampelt und die Daten in digitale Wörter für eine spä tere Computerverarbeitung umwandelt.

Der Ausgang des Datengewinnungssystems (DAS) 24 ist mit ei nem Bildprozessor 25 verbunden, der gesampelte und digita lisierte Projektionsdaten aus dem DAS empfängt und eine Hochgeschwindigkeits-Rekonstruktion gemäß bekannten Verfah ren ausführt. Der Bildrekonstruktor 25 kann ein Array-Pro zessor sein. Das rekonstruierte Bild wird als eine Ein gangsgröße einem Computer 26 zugeführt, der das Bild in ei ner Massenspeichervorrichtung 29 speichert.

Die Röntgensteuerung 22 und die Gestellmotorsteuerung 23 sind so geschaltet, daß sie Steuersignale von dem Computer 26 empfangen. Der Computer 26 erzeugt die geeigneten Steu ersignale bei Parametern für die Abtastung, die ein Rönt gen-Techniker über die Tastatur von einer Operator-Konsole 30 eingibt, die mit dem Computer verbunden ist. Das rekon struierte Bild und andere Performance-Informationen werden durch den Computer auf einem Operator-Monitor 32 angezeigt. Die Massenspeichervorrichtung 29 speichert auch Betriebs- und Kalibrationsprogramme für das CT-Bildgebungssystem.

Fig. 2 zeigt die Komponenten der Hochspannungsversorgung in der Röntgen-Steuerung 22, die auch übliche Glühfaden- Versorgungs- und Emissionsstrom-Überwachungsschaltungen (nicht gezeigt) enthält. Die Steuersignale von dem Haupt computer 26 werden durch einen Satz von Signalbussen 40 an einen Röntgenröhren-Steuerungscomputer 42 in der Röntgen- Steuerung 22 geliefert. Am Anfang von einer Bestrahlung de finieren diese Signale den Pegel der Hochspannung und des Stroms, die an die Röntgenröhre 13 anzulegen sind. Der Röntgenröhren-Steuerungscomputer 42 spricht an, in dem er Befehle an die Wechselrichter-Steuerung 44 sendet, damit die letztgenannte Komponente einen Satz von Steuersignalen für einen Anoden-Wechselrichter 46 und einen Kathoden-Wech selrichter 48 erzeugt.

Die zwei Wechselrichter 46 und 48 haben einen gleichen Auf bau, wobei Einzelheiten für den Anoden-Wechselrichter 46 gezeigt sind. Der Anoden-Wechselrichter 46 ist eine übliche H-Brückenschaltung mit vier Schaltern, die mit UL, UR, LL und LR bezeichnet sind. Vier Steuersignale von der Wechsel richter-Steuerung 44 betätigen diese vier Schalter in übli cher Weise, wobei eine Gleichspannung V⁺ so geschaltet wird, daß eine Wechselspannung an den Spannungsvervielfa cher 50 angelegt wird. Genauer gesagt, die Schalter UL und UR werden gleichzeitig geschlossen, um eine Spannung der einen Polarität an den Spannungsvervielfacher 50 anzulegen, während die Schalter UR und UL des Wechselrichters 46 offen sind. Dann öffnet der Schalter LR und der Schalter UR schließt, um die Anlegung einer Spannung an den Spannungs vervielfacher 50 zu beenden. Als nächstes öffnet der Schalter UL zusammen mit dem Schalter LR und die Schalter UR und LL werden geschlossen, um die entgegengesetzte Pola rität an den Spannungsvervielfacher 50 anzulegen. Anschlie ßend öffnet der Schalter UR und der Schalter LR schließt, um die Anlegung einer Spannung an den Spannungsvervielfa cher 50 zu beenden. Dann wiederholt sich der Prozeß. Dieser Schaltzyklus für die vier Schalter in dem Anoden-Wechsel richter 46 tritt in einer raschen Folge auf, um eine Wech selspannung zu erzeugen, die über eine Drossel 47 und einen Kondensator 49 an den Eingang des Spannungsvervielfachers 50 angelegt wird. Der Vervielfacher, die Drossel und der Kondensator bilden eine RLC-Last für den Wechselrichter 46, und somit kann die Röhrenspannung durch die Frequenz, bei der die Schalter des Wechselrichters arbeiten, und auch de ren Tastverhältnis gesteuert werden.

Die Frequenz und das Tastverhältnis, mit denen die Schalter UL, UR, LL und LR in jedem Wechselrichter 46 und 48 betä tigt werden, bestimmen den Eingangsspannungspegel, der an die zwei Spannungsvervielfacher 50 und 52 angelegt wird. Die Spannungsvervielfacher erhöhen ihre Eingangsspannung um einen festen Gewinn, um eine noch höhere Spannung an ihren Ausgängen zu erzeugen. Der negative Ausgangsanschluß des Anoden-Spannungsvervielfachers 50 ist mit dem positiven Ausgangsanschluß des Kathoden-Spannungsvervielfachers 52 an einem Knotenpunkt 53 verbunden, der mit Erde bzw. Masse für das Bildgebungssystem verbunden ist. Der positive Ausgangs anschluß 58 des Anoden-Spannungsvervielfachers 50 ist mit der Anode der Röntgenröhre 13 verbunden, und der negative Ausgangsanschluß 59 des Kathoden-Spannungsvervielfachers 52 ist mit der Kathode der Röntgenröhre verbunden.

Ein Anodenstrom-Sensor 60 ist mit einer Ausgangsleitung aus dem Anoden-Wechselrichter 46 gekoppelt, um den Pegel des Ausgangsstroms abzutasten, der dem Anoden-Spannungsverviel facher 50 zugeführt wird. Ein Signal ACL wird an die Wech selrichter-Steuerung 44 gesendet, wenn der abgetastete Strom einen gegebenen Wert überschreitet. Ein ähnlicher Ka thodenstrom-Sensor 67 liefert ein Signal CCL an die Wech selrichter-Steuerung, das angibt, wenn der Ausgangsstrom aus dem Kathoden-Wechselrichter 48 einen vorbestimmten Wert überschreitet. Sowohl das ACL- als auch CCL- Strombegrenzungssignal sind wahr, wenn sie einen niedrigen Logikwert haben.

Vier Widerstände 54, 55, 56 und 57 sind zwischen dem posi tiven Ausgangsanschluß 58 des Anoden-Spannungsvervielfa chers 56 und dem negativen Ausgangsanschluß 59 des Katho den-Spannungsvervielfachers 52 in Reihe geschaltet. Der mittlere Knotenpunkt 60 der Reihenschaltung der Widerstände 54 bis 57 ist mit Masse der Schaltungsanordnung verbunden. Als eine Folge dieser Schaltung bilden die Widerstände 54 und 55 einen Spannungsteiler, über den die Ausgangsspannung aus dem Anoden-Spannungsvervielfacher 50 angelegt wird. Die Werte dieser Widerstände 54 und 55 sind so, daß die Span nung über dem Widerstand 55 eine relativ kleine Spannung ist, die proportional zu der Ausgangsgröße des Anoden-Span nungsvervielfachers 50 und kompatibel mit der digitalen Steuerschaltung in der Röntgen-Steuerung 22 ist. In ähnli cher Weise bilden die Widerstände 56 und 57 einen Span nungsteiler für die Spannung aus dem Kathoden-Spannungsver vielfacher 52. Die Werte dieser Widerstände sind so, daß die Spannung über dem Widerstand 56 eine kompatible nied rige Spannung ist, die proportional zu der Ausgangsgröße des Kathoden-Spannungsvielfachers 52 ist.

Anodenspannungs-Abtastleitungen 61 und 62 verbinden gegen überliegende Enden des Widerstandes 55 mit dem Eingang der Anodenspannungs-Sensorschaltung 66. In ähnlicher Weise ver binden Kathodenspannungs-Abtastleitungen 63 und 64 entge gengesetzte Enden des Widerstandes 56 mit dem Eingang von einer Kathodenspannungs-Sensorschaltung 68. Die Anodenspan nungs-Sensorschaltung 66 erzeugt einen Spannungspegel, der mit ANODE KV bezeichnet ist und der der Anodenspannung ent spricht, die durch den Spannungsvervielfacher 50 erzeugt wird. In ähnlicher Weise erzeugt die Kathodenspannungs-Sen sorschaltung 68 einen Ausgangsspannungspegel, der mit KA THODE KV bezeichnet ist und der Kathodenspannung ent spricht, die durch den Spannungsvervielfacher 52 erzeugt wird. Sowohl das Signal ANODE KV als auch das Signal KATHODE KV werden als Eingangsgrößen der Wechselrichter- Steuerungsschaltung 44 zugeführt. Die Wechselrichter-Steue rungsschaltung 44 vergleicht die gewünschte An oden/Kathodenspannung für die Röntgenbestrahlung mit den tatsächlichen Kathoden- und Anodenspannungen, die durch die Signale ANODE KV und KATHODE KV dargestellt sind. Der Be trieb der Wechselrichter-Steuerung 44 steuert den Betrieb der Wechselrichter 46 und 48, um die Röntgenröhre mit der gewünschten Anoden-/Kathodenhochspannung anzuregen.

Fig. 3 stellt Einzelheiten der Wechselrichter-Steuerung 44 dar. Die Signale ANODE KV und KATHODE KV aus den Anoden- und Kathodenspannungs-Sensorschaltungen 66 und 68 werden an invertierende Eingänge von einer ersten Summierungsschal tung 80 angelegt. Ein nicht-invertierender Eingang der Sum mierungsschaltung 80 empfängt ein Signal, das mit KV REFE- RENZ bezeichnet ist und das den gewünschten oder Sollwert der Hochspannung für die Röntgenbestrahlung angibt.

Das Signal KV REFERENZ wird durch den Röntgen-Techniker er zeugt, der die Parameter für die gewünschte Röntgenbestrah lung in die Operator-Konsole 30 (Fig. 1) eingibt. Der Hauptcomputer 26 empfängt die Parameter und übersetzt sie in einen Befehl, der über die Signalbusse 40 an den Rönt gen-Steuerungscomputer 42 gesendet wird. Aus diesem Befehl generiert dieser Computer 42 einen digitalen Wert, der der Größe des Signals KV REFERENZ entspricht. Das digitale Si gnal wird über einen Datenbus 61 geleitet, der Teil der in ternen Busse 69 der Röntgen-Regelung 22 ist. Zur gleichen Zeit liefert der Röntgenröhren-Steuerungscomputer 42 eine Adresse an einen Adreßbus 82, der ebenfalls Teil der Busse 69 ist, um auf einen ersten Digital/Analog-Wandler (DAC) 84 in der Wechselrichter-Regelung 44 zuzugreifen. Der Adreßbus 82 ist mit einem Adreß-Decoder 86 verbunden, der auf die Adresse des ersten DAC 84 anspricht, um ein Befähi gungssignal auf der Leitung 87 zu erzeugen. Der erste DAC 84 spricht auf das Befähigungssignal an, indem die Digital wertdarstellung auf dem Datenbus 81 gespeichert wird. Dieser Digitalwert wird in das analoge Signal KV REFERENZ umgewandelt, das durch den ersten DAC 84 an die erste Sum mierschaltung 80 angelegt wird. Das Signal KV REFERENZ ent spricht dem gewünschten Spannungspotential über der Anode und Kathode der Röntgenröhre 13 für die gewünschte Bestrah lung.

Die Signale ANODE KV und KATHODE KV werden von dem Signal KV REFERENZ subtrahiert, um ein Fehlersignal auf der Lei tung 88 am Ausgang der ersten Summierschaltung 80 zu erzeu gen. Das Fehlersignal auf der Leitung 88 gibt die Differenz zwischen dem tatsächlichen Anoden/Kathoden-Spannungspoten tial und dem gewünschten Wert an, der durch das Signal KV REFERENZ angegeben ist. Dieses Fehlersignal wird an den Eingang von einem Spannungsintegrator 90 angelegt. Der In tegrator 90 erzeugt ein Ausgangssignal, das die Hochspan nungs-Steuerschleife auf einen Wert einstellt, der die al gebraische Summe von ANODE KV, KATHODE KV und KV REFERENZ gleich Null macht. Ein elektrisch betätigter Schalter 92 ist dem Integrator 90 parallel geschaltet und wird durch ein Steuersignal betätigt, das durch den Adreß-Decoder 86 bei einer spezifischen Adresse erzeugt wird, die von dem Röntgenröhren-Steuercomputer 42 empfangen wird. Der Schal ter 92 ist zu Beginn von jeder Bestrahlung geschlossen, um den Integrator auf Null zurückzusetzen, und dadurch wird die geschlossene Regelschleife effektiv geöffnet. Nach ei ner vorbestimmten Verzögerung öffnet der Schalter 92, um die geschlossene Regelschleife wieder herzustellen. Der Be trieb des Integrator-Rücksetzschalters 92 wird durch eine Folgesteuerung 93 gesteuert, die ein aktives Steuersignal von dem Steuercomputer 42 über eine Leitung 95 empfängt, um die Dauer der Röntgenbestrahlung anzugeben. Ein Stoßdetek tor 91 erzeugt ein Ausgangssignal auf einer Leitung 89 zu der Folgesteuerung 93 immer dann, wenn ein Hochspannungs durchbruch oder Stoß in der Röntgenröhre 13 auftritt. Die von der Folgesteuerung empfangenen Signale werden dazu ver wendet, richtig zeitgesteuerte Steuersignale für Komponen ten der Wechselrichter-Regelung 44 zu erzeugen, wie es nachfolgend erläutert wird.

Das durch den Integrator 90 erzeugte Steuersignal wird an den analogen Eingang von einem multiplizierenden Digi tal/Analog-Wandler (DAC) 94 angelegt. Der Verstärkungsfak tor für den multiplizierenden DAC 94 wird von dem Steuer computer 42 über den Datenbus 81 zu Beginn der Röntgenbe strahlung empfangen und bei einem Schreibsignal von dem Adress-Decoder 86 in dem DAC 94 gespeichert. Der Verstär kungsfaktor normiert das Fehlersignal, um Abweichungen in der Schleifenübertragungsfunktion zu kompensieren, die sich in Abhängigkeit von den speziellen Parametern der jeweili gen Röntgenbestrahlung ändert.

Das normierte Steuersignal von dem multiplizierenden DAC 94 wird an einen nicht-invertierenden Eingang von einer zwei ten Summierschaltung 96 angelegt. Ein anderer nicht-inver tierender Eingang der zweiten Summierschaltung 96 empfängt ein PREKONDITION-Signal auf der Leitung 97. Das PREKONDI TION-Signal ist eine anfängliche Näherung des erwarteten Betriebspegels des geschlossenen Schleife. Der jeweilige Wert des PREKONDITION-Signals wird für jeden Hochspannungs wert und die erwartete Last von der Hochspannungs-Lei stungsversorgung gewählt. Wenn der Integrator-Rücksetz schalter 92 geschlossen ist, ist es der maßgebliche Befehl während der ersten Momente des Hochspannungs-Einschaltpro zesses zu Beginn einer Bestrahlung. Wenn der Integrator- Rücksetzschalter 92 geöffnet ist, wird die Ausgangsgröße des Integrators 90, wie sie durch den multiplizierenden DAC 94 normiert ist, algebraisch addiert zu dem PREKONDITION- Signal, um die Regelschleife ins Gleichgewicht zu bringen.

Das PREKONDITION-Signal 97 wird durch den Röntgenröhren- Steuercomputer 42 erzeugt, wobei eine Gleichung verwendet wird, die eine Funktion des gegebenen Satzes von Parametern der gewählten Röntgenbestrahlung ist. Zu Beginn einer Rönt genbestrahlung berechnet der Computer 42 einen Prekondi tion-Faktor, der in einen zweiten multiplizierenden DAC 98 übertragen wird. Der Analogspannungs-Referenzeingang des zweiten multiplizierenden DAC 98 ist durch eine Wider stands-Kondensator(RC)-Schaltung 99 mit einer Festspan nungsquelle V_REF verbunden. Die RC-Schaltung 99 legt eine sich expotential ändernde Spannung an diesen Eingang. Ein Schalter 95 ist dem Kondensator der RC-Schaltung 99 paral lel geschaltet, um die Schaltung zwischen Röntgenbestrah lungen zurückzusetzen, und er wird durch ein Signal von der Folgesteuerung 93 betätigt.

Die Prekondition-Daten für jeden Typ der Röntgenbestrahlung werden während der Kalibrationsphase des CT-Systems ermit telt. Zu dieser Zeit wird das Röntgensystem betätigt, um die unterschiedlichen Röntgenbestrahlungen zu erzeugen. Während jeder Bestrahlung wird die Ausgangsgröße der zwei ten Summierschaltung 96 abgetastet, um einen Ana log/Digital-Wandler (ADC) 102 anzusteuern. Wenn er ange steuert ist, legt der Analog/Digital-Wandler 92 seinen di gitalen Ausgangswert an den Röntgenröhren-Steuercomputer 42 über den Datenbus 81 an. Diese Abtastung erfolgt an einem Punkt während der Röntgenbestrahlung, an dem die Regel schleife einen Ruhezustand erreicht hat. Die Daten aus den Analog/Digital-Wandler 102 werden in dem Speicher des Rönt genröhren-Steuercomputers 44 gespeichert. Sobald einmal die Daten für alle unterschiedlichen Bestrahlungen gewonnen worden sind, wird eine Gleichung für die Daten als eine Funktion der Bestrahlungsparameter abgeleitet, wobei übli che Kurvenanpaßtechniken verwendet werden. Diese Gleichung wird gespeichert, um die Prekondition-Faktoren für den zweiten multiplizierenden DAC 98 zu ermitteln.

Die Verwendung des PREKONDITION-Signals hat einen signifi kanten Vorteil im Vergleich zu bekannten Regelschleifen techniken, da sich nämlich die Regelschleife relativ schnell stabilisieren kann. Dies ist besonders nützlich nach einem Röhrendurchbruch oder Stoß, denn in diesem Fall kann die richtige Röhrenanregung sehr schnell zurückgewon nen werden, da der Anfangszustand der Rückführungsschleife durch das PREKONDITION-Signal bestimmt wird, das anschlie ßend nur geringfügig für kleinere Abweichungen eingestellt zu werden braucht.

Der Spannungswert, der an der zweiten Summierschaltung 96 erzeugt wird, bestimmt die Geschwindigkeit, mit der die Schalter UL UR, LL und LR in den Wechselrichtern 46 und 48 zu betätigen sind, um die gewünschte Anregungsspannung zu erzeugen. Dieses Signal wird an einen Wechselrichtertreiber 105 und speziell an den Eingang von einem Span nungs/Frequenz-Wandler 104 angelegt, der ein Ausgangssignal mit einer Frequenz erzeugt, die der Schaltrate entspricht. In diesem Fall erzeugt ein kleineres Frequenzsignal eine höhere Ausgangsspannung aus den Wechselrichter-Spannungs vervielfacher-Kombinationen, die in Fig. 2 gezeigt sind. Dieses Frequenzsignal, das durch den Wandler 104 erzeugt wird, wird an einen Anodenspannungs/Phasen-Wandler 106 und einen Kathodenspannungs/Phasen-Wandler 108 angelegt.

Die Ausgangsgröße der zweiten Summierschaltung 96 wird auch an einen invertierenden Eingang von einer dritten Summier schaltung 110 angelegt, die die ANODE KV und KATHODE KV Si gnale an invertierenden bzw. nicht-invertierenden Eingängen empfängt. Eine Quelle 103 liefert eine Referenzspannung an einen nicht-invertierenden Eingang der dritten Summier schaltung 110, wobei diese Spannung einem Hundertprozent- Tastverhältnis der Wechselrichter 46 und 48 entspricht. Die dritte Summierschaltung 110 addiert algebraisch die Ein gangssignale, um eine Ausgangsspannung zu erzeugen, die das gewünschte Anoden-Wechselrichter-Durchschnittstastverhält nis darstellt, das eingestellt worden ist, um die Anoden- und Kathodenspannungen ins Gleichgewicht zu bringen, die durch die Spannungsvervielfacher 50 und 52 erzeugt sind. Diese Ausgangsspannung aus der dritten Summierschaltung 110 wird als ein ANODEN-SOLLTASTVERHÄLTNIS an die Anode des Spannungs/Phasen-Wandlers 106 in dem Wechselrichtertreiber 105 angelegt. Dieser Wandler 106 spricht auf das Soll-Tast verhältnis und das Frequenzsignal aus dem Wandler 104 an, indem ein Satz von Ausgangssignalen erzeugt wird, die die vier Schalter in dem in Fig. 2 gezeigten Anoden-Wechsel richter 46 betätigen. Der Betrieb der Wechselrichterschal ter UL, UR, LL, und LR erzeugt ein Wechselspannungssignal, das an den Eingang des Anoden-Spannungsvervielfachers 50 angelegt wird, um den richtigen Wert einer Hochspannung zu erzeugen, die zwischen Erde bzw. Masse und der Anode der Röntgenröhre 13 angelegt wird.

In ähnlicher Weise empfängt eine vierte Summierschaltung 112 die Ausgangsgröße aus der zweiten Summierschaltung 96, die ANODE KV und KATHODE KV Signale und eine Hundertpro zent-Tastverhältnis-Referenzspannung. Es sei darauf hinge wiesen, daß die Polarität der Eingangssignale der vierten Summierschaltung 112, die die ANODE KV und KATHODE KV Si gnale empfängt, umgekehrt ist von der Polarität der Ein gänge für dieses Signal an der dritten Summierschaltung 110, um so das richtige KATHODEN-SOLL-TASTVERHÄLTNIS zu er zeugen. Die Ausgangsgröße der vierten Summierschaltung 112 wird als das Soll-Tastverhältnis an den Kathodenspan nungs/Phasen-Wandler 108 angelegt, der einen Satz von Steu ersignalen erzeugt, um die Schalter in dem Kathoden-Wech selrichter 48 zu betätigen.

Fig. 4 stellt ein Ausführungsbeispiel von jedem Span nungs/Phasen-Wandler 106 und 108 dar. Für dieses Ausfüh rungsbeispiel hat der Spannungs/Frequenz-Wandler 104 einen Rechteckwellengenerator 120, der ein Rechteck-Ausgangssi gnal erzeugt, das mit CLKIN bezeichnet ist und das eine Frequenz hat, die dem Spannungswert der SOLL-FREQUENZ ent spricht, der von der zweiten Summierschaltung 96 empfangen wird. Der Spannungs/Frequenz-Wandler 104 hat auch einen Dreieckwellengenerator 122, der eine dreieckförmige Kurve erzeugt, die ebenfalls die Frequenz hat, die durch die SOLL-FREQUENZ bestimmt ist. Die Dreieckkurve wird an den nicht-invertierenden Eingang von einem Komparator 124 ange legt, der das SOLL-TASTVERHÄLTNIS an seinem invertierenden Eingang empfängt. Als Ergebnis erzeugt der Komparator 124 ein Rechteck-Ausgangssignal, das mit Φ bezeichnet ist und das ein Tastverhältnis hat, das dem Wert der Tastverhält nis-Sollwertspannung entspricht.

Die Signale Φ und CLKIN werden an digitale Eingänge der asynchronen Endstatusmaschine 126 angelegt. Die Statusma schine 126 dividiert das CLKIN-Signal durch zwei, um ein Intervall-Zeitsteuersignal CLK zu erzeugen. Ein anderer di gitaler Eingang der Statusmaschine 126 empfängt das Strom begrenzungssignal ACL oder CCL, das durch Anoden- oder Ka thodenstromsensoren 65 oder 67 (Fig. 2) erzeugt wird, wenn eine Stromgrenze für die Röntgenbestrahlung erreicht worden ist. Die Statusmaschine 126 wird durch EIN/AUS-Signale von der Folgesteuerung 93 aktiviert, und im Aus-Zustand öffnet die Statusmaschine alle Wechselrichterschalter.

Die Statusmaschine 126 besteht aus einem kombinatorischen Logikblock, der Steuersignale und Statusvariable als Ein gangsgrößen empfängt und Statusvariable (Schaltersteuersignale) als Ausgangsgrößen erzeugt. Die Statusmaschine kann implementiert werden, indem eine pro grammierbare Logik-Array Modell 22V10 verwendet wird, die von Advanced Micro Decvices, Inc. hergestellt wird. Die acht gültigen Zustände 131 bis 138, in denen die Statusma schine arbeitet, sind in Fig. 5 gezeigt. Die Pfeile be zeichnen jeden zulässigen Übergang von dem einen Zustand zu einem anderen und die Bool′schen logischen Ausdrücke der Eingangssignale CLK, Φ und ein Strombegrenzungssignal CL (entweder ACL oder CCL) bestimmen, wann der zugeordnete Statusübergang auftritt. Wenn ein Ausdruck für einen gege benen Statusübergang nicht vorgesehen ist (d. h. zwischen den Zuständen 132 und 133), dann tritt dieser Übergang au tomatisch auf, sobald die Ausgangspegel für die Schalter in den früheren Zustand gesetzt worden sind. Die vier binären Bytes in jedem Zustand stellen den Wert der Steuersignale UL, LL UR und LR (von links nach rechts gelesen) und somit den Leitfähigkeitszustand des entsprechenden Schalters in dem Wechselrichter 46 und 48 dar. Die Wechselrichterschalter sind leitend, wenn das zugeordnete Schaltersteuersignal auf einem Logikpegel hoch oder Eins ist und nicht-leitend, wenn das zugeordnete Steuersignal einen Logikpegel tief oder Null hat. Die Zustände 131, 133, 135 und 137 sind die Hauptzustände, an denen die Wechsel richter 46 und 48 Aus, positive Spannung Ein, Aus bzw. ne gative Spannung Ein sind. Zwei Schaltersteuer-Signalpegel ändern sich von dem einen binären Zustand zu dem nächsten, und die Reihenfolge, in der sich die Schaltersteuersignale ändern, ist wichtig. Um die richtige Folge sicherzustellen, werden Zwischenzustände 132, 134, 136 und 38 benutzt. Ein Bool′scher logischer Ausdruck der Eingangssignale muß wahr sein, damit ein Übergang von einem der Hauptzustände auf tritt, aber der Übergang von dem zugeordneten Zwischenzu stand zu dem nächsten Hauptzustand tritt automatisch auf, sobald die Statusmaschine die Schaltersteuer-Signalpegel auf den Zwischenzustand gesetzt hat.

Die Kurvenformen für die Eingangssignale in die Statusma schine 126 und die entsprechenden Schaltersteuersignalkur ven zum Steuern der Wechselrichterschalter sind in Fig. 6 für einen normalen Betrieb der Röntgen-Steuerung 22 ge zeigt. Die relative Phasenbeziehung der Schaltersteuersi gnale ändert sich in diesem Modus in Abhängigkeit von dem erforderlichen Hochspannungswert, der erzeugt werden soll. In normalen Operationen wird die dem Spannungsvervielfacher zugeführte Spannung geregelt durch Steuerung der Schaltfre quenz durch CLKIN und des Tastverhältnisses durch Φ. Wenn Φ auf einen tiefen Logikpegel geht, schaltet die Wechsel richterbrücke von Ein nach Aus und bleibt aus, bis Φ auf einen hohen Spannungspegel geht. Die Spannung am Ausgang des Wechselrichters ist mit V_L bezeichnet. Fig. 7 zeigt die Steuerschaltungsoperation, wenn die An oden/Kathodenspannung unterhalb des Wertes ist, der für die Bestrahlung gewünscht wird. Es sei darauf hingewiesen, daß Φ in diesem Fall niemals auf einen tiefen Logikpegel geht, und die Schalter ändern ihre Zustände auf der Basis von Übergängen des CLK-Signals. In diesem Fall ist der Betrieb der Schalter für die Wechselrichter 46 und 48 perfekt gleichphasig, um eine maximale Spanung an den Eingang des entsprechenden Spannungsvervielfachers 50 oder 52 anzule gen. Fig. 8 stellt die Signalkurven für den Fall dar, in dem die Anoden/Kathodenspannung oberhalb des für die Rönt genbestrahlung gewünschten Pegels ist. In diesem Fall ist das Signal Φ ein konstanter tiefer Logikwert, der zur Folge hat, daß die Schalter gezwungen sind, in einem Aus- Zustand zu bleiben. Wenn der Wechselrichter aus ist, fällt der Spannungspegel schließlich auf einen akzeptablen Wert und die Schalter beginnen wieder einen normalen Schaltbe trieb.

Fig. 9 stellt den Zustand dar, in dem der Stromsensor 65 oder 67 ein wahres Strombegrenzungssignal ACL abgibt, wie es während einer Erholung von einer plötzlichen Überlast, wie beispielsweise einem Röhrenstoß, auftritt. Die Strombe grenzungssignale sind wahr auf tiefen Spannungspegeln, wie es während der drei Abwärtspulse in der Kurvenform auf tritt. Der Betrieb beginnt in einer Weise, die dem normalen Betrieb ähnlich ist, der in Fig. 6 gezeigt ist. Jedoch be wirkt das auf tief gehende ACL-Signal, daß die Schalter schneller als die Φ-Signalbefehle von einem Ein-Zustand in einen Aus-Zustand wechseln. Danach bleiben die Schalter bis zur nächsten normalen Einschaltzeit aus.

Die Erzeugung der Wechselrichter-Steuersignale in dieser Weise gestattet einen vollen Steuerungsbereich von voll ein nach voll aus. Bekannte Regelungen für die Wechselrichter erforderten eine sehr empfindliche Tastverhältnis-Eichung, um einen Verlust der Regelung an Betriebspunkten nach voll ein und voll aus zu verhindern. Eine derartige Eichung ist für die vorliegende Erfindung nicht erforderlich.

Claims

1. Hochspannungs-Leistungsversorgung zum Vorspannen einer Röntgenröhre, enthaltend:
eine erste Quelle einer Referenzspannung, die eine Soll-Vorspannung für die Röntgenröhre darstellt,
einen Wechselrichter, der bei Steuersignalen eine Wechselspannung aus einer Eingangsgleichspannung erzeugt,
einen mit dem Wechselrichter verbundenen Spannungsvervielfacher, der die Wechselspannung vergrößert, und eine Ausgangsspannung der Leistungsversorgung erzeugt,
einen Spannungssensor zum Abtasten der Ausgangs spannung und zum Erzeugen eines Sensorsignals, das die Größe der Ausgangsspannung angibt,
eine mit der ersten Quelle und dem Spannungssensor verbundene Schaltungsanordnung zum Ermitteln einer Differenz zwischen der Sensorspannung und dem Spannungswert des Referenzsignals,
einen mit der Schaltungsanordnung verbundenen Integrator zum Integrieren der Differenz zwischen der Ausgangsspannung und dem Spannungswert des Referenzsignals zur Erzeugung eines integrierten Signals,
eine zweite Quelle für ein Tastverhältnis- Referenzsignal,
eine Summiervorrichtung, die mit dem Integrator, der zweiten Quelle und dem Spannungssensor verbunden ist, zum Verknüpfen des integrierten Signals, des Tastverhältnis- Referenzsignals und des Sensorsignals, um ein TASTVERHÄLTNIS-SOLLWERTSIGNAL zu erzeugen, und
einen Wechselrichtertreiber, der mit dem Integrator und der Summiervorrichtung verbunden ist, zum Erzeugen von Steuersignalen für den Wechselrichter, wobei die Steuersignale durch das Integratorsignal definierte Frequenzen und Tastverhältnisse haben, die durch das TASTVERHÄLTNIS-SOLLWERTSIGNAL definiert sind.

2. Hochspannungs-Leistungsversorgung nach Anspruch 1, ferner enthaltend:
eine weitere Summiervorrichtung zum Verknüpfen eines Prekondition-Signals mit dem integrierten Signal zum Erzeugen eines resultierenden Signals, das an die zweite Summiervorrichtung und den Wechselrichtertreiber anstelle des integrierten Signals angelegbar ist, und
eine dritte Quelle für ein Prekondition-Signal, das eine Näherung von einem Nominalwert des resultierenden Signals ist und das mit der weiteren Summiervorrichtung in Verbindung steht.

3. Hochspannungs-Leistungsversorgung nach Anspruch 2, wobei ferner eine Anordnung zum Sampeln des resultierenden Signals vorgesehen ist, um das Prekondition-Signal zu bilden.

4. Hochspannungs-Leistungsversorgung nach Anspruch 1, wobei der Wechselrichtertreiber enthält:
einen Spannungs/Frequenz-Wandler, der ein erstes Signal und ein Dreieckwellensignal erzeugt, die gemeinsame Frequenzen haben, die durch das Integratorsignal gesteuert werden,
einen Differenzverstärker mit Eingängen, die mit dem Dreieckwellensignal und dem TASTVERHÄLTNIS-SOLLWERTSIGNAL in Verbindung stehen und der ein mit Φ bezeichnetes Signal erzeugt, das erste und zweite Logikwerte aufweist, und
einen Signalgenerator, der die Steuersignale bei Signalen von dem Spannungs/Frequenz-Wandler und dem Differenzverstärker erzeugt.

5. Hochspannungs-Leistungsversorgung nach Anspruch 4, wobei der Signalgenerator eine Statusmaschine mit mehreren Zuständen aufweist, die jeweils einer von mehreren Kombinationen der Werte der Steuersignale für den Wechselrichter entsprechen.

6. Hochspannungs-Leistungsversorgung nach Anspruch 4, wobei der Signalgenerator ein Signal CLK erzeugt, indem das erste Signal durch zwei dividiert wird, und die Statusmaschine enthält:

(a) einen ersten Zustand, in dem die Steuersignale erzeugt werden, damit der Wechselrichter eine Spannungspolarität an den Spannungsvervielfacher anlegt,
(b) einen zweiten Zustand, in dem die Steuersignale erzeugt werden, damit der Wechselrichter keine Spannung an den Spannungsvervielfacher anlegt, wobei ein Übergang von dem ersten Zustand zu dem zweiten Zustand bei dem CLK- Signal, das den dritten Logikwert aufweist, oder bei dem Φ-Signal auftritt, das den zweiten Logikwert aufweist,
(c) einen dritten Zustand, in dem die Steuersignale erzeugt werden, damit der Wechselrichter eine entgegengesetzte Spannungspolarität an den Spannungsvervielfacher anlegt, wobei ein Übergang von dem zweiten Zustand zu dem dritten Zustand bei dem CLK-Signal, das den dritten Logikwert aufweist, oder bei dem Φ-Signal auftritt, das den ersten Logikwert aufweist, und
(d) einen vierten Zustand, in dem die Steuersignale erzeugt werden, damit der Wechselrichter keine Spannung an den Spannungsvervielfacher anlegt, wobei ein Übergang von dem dritten Zustand zu dem vierten Zustand bei dem CLK- Signal, das den vierten Logikwert aufweist, oder bei dem Φ-Signal auftritt, das den zweiten Logikwert aufweist, und wobei ein Übergang von dem vierten Zustand zu dem ersten Zustand bei dem CLK-Signal, das den vierten Logikwert aufweist und dem Φ-Signal auftritt, das den erste Logikwert aufweist.

7. Hochspannungs-Leistungsversorgung nach Anspruch 4, wobei ferner ein Stromsensor vorgesehen ist, der ein mit CL bezeichnetes Signal liefert, das einen wahren Logikwert aufweist, wenn ein Ausgangsstrom des Wechselrichters einen gegebenen Wert überschreitet, und einen unwahren Logikwert zu anderen Zeiten aufweist.

8. Hochspannungs-Leistungsversorgung nach Anspruch 4, wobei der Signalgenerator ein Signal CLK erzeugt, indem das erste Signal durch zwei dividiert wird, und die Statusmaschine enthält:

(a) einen ersten Zustand, in dem die Steuersignale erzeugt werden, damit der Wechselrichter eine Spannungspolarität an den Spannungsvervielfacher anlegt,
(b) einen zweiten Zustand, in dem die Steuersignale erzeugt werden, damit der Wechselrichter keine Spannung an den Spannungsvervielfacher anlegt, wobei ein Übergang von dem ersten Zustand zu dem zweiten Zustand bei dem CLK- Signal, das den dritten Logikwert aufweist, oder bei dem Φ-Signal, das den zweiten Logikwert aufweist, oder bei dem CL Signal auftritt, das einen wahren Logikwert aufweist,
(c) einen dritten Zustand, in dem die Steuersignale erzeugt werden, damit der Wechselrichter eine entgegengesetzte Spannungspolarität an den Spannungsvervielfacher anlegt, wobei ein Übergang von dem zweiten Zustand zu dem dritten Zustand bei dem CLK-Signal, das den dritten Logikwert aufweist, und dem Φ-Signal, das den ersten Logikwert aufweist, und dem CL Signal auftritt, das einen unwahren Logikwert aufweist,
(d) einen vierten Zustand, in dem die Steuersignale erzeugt werden, damit der Wechselrichter keine Spannung an den Spannungsvervielfacher anlegt, wobei ein Übergang von dem dritten Zustand zu dem vierten Zustand bei dem CLK- Signal, das den vierten Logikwert aufweist, oder bei dem Φ-Signal, das den zweiten Logikwert aufweist, oder bei dem CL Signal auftritt, das einen wahren Logikwert aufweist, und wobei ein Übergang von dem vierten Zustand zu dem ersten Zustand bei dem CLK-Signal, das den vierten Logikwert aufweist, und dem Φ-Signal, das den erste Logikwert aufweist, und dem CL Signal auftritt, das einen unwahren Logikwert aufweist.

9. Hochspannungs-Leistungsversorgung zum Vorspannen einer Anode und einer Kathode von einer Röntgenröhre, enthaltend:
eine erste Quelle für eine Referenzspannung, die eine Soll-Vorspannung für die Röntgenröhre darstellt,
einen Anoden-Wechselrichter, der bei Anoden- Wechselrichtersteuersignalen eine Anoden-Wechselvorspannung aus einer Eingangsgleichspannung erzeugt,
einen Anoden-Spannungsvervielfacher, der mit dem Anoden-Wechselrichter verbunden ist, um die Wechselspannung zu erhöhen und eine Anoden-Ausgangsspannung zu erzeugen,
einen Anoden-Spannungssensor zum Abtasten der Anoden- Ausgangsspannung und zum Erzeugen eines ersten Sensorsignals, das die Größe der Anodenausgangsspannung angibt,
einen Kathoden-Wechselrichter, der bei Kathoden- Wechselrichter-Steuersignalen eine Kathoden- Wechselvorspannung aus einer Eingangsgleichspannung erzeugt,
einen Kathoden-Spannungsvervielfacher, der mit dem Kathoden-Wechselrichter verbunden ist und die Wechselspannung vergrößert, zur Erzeugung einer Kathodenausgangsspannung,
einen Kathoden-Spannungssensor zum Abtasten der Kathoden-Ausgangsspannung und zum Erzeugen eines zweiten Sensorsignals, das die Größe der Kathodenausgangsspannung angibt,
eine Schaltungsanordnung, die mit der ersten Quelle und den Anoden- und Kathoden-Spannungssensoren verbunden ist und ein Differenzsignal erzeugt, das die Größe der Differenz zwischen der Verknüpfung der ersten und zweiten Sensorsignale und dem Spannungspegel des Referenzsignals angibt,
einen mit der Schaltungsanordnung verbundenen Integrator zum Integrieren des Differenzsignals zum Erzeugen eines integrierten Signals,
eine zweite Quelle für ein Tastverhältnis- Referenzsignal,
eine erste Summiervorrichtung, die mit dem Integrator, der zweiten Quelle und den Anoden-und Kathoden- Spannungssensoren verbunden ist, zum Verknüpfen des integrierten Signals, des Tastverhältnis-Referenzsignals und der ersten und zweiten Sensorsignale, um ein ANODEN- TASTVERHÄLTNIS-SOLLWERTSIGNAL zu erzeugen,
eine zweite Summiervorrichtung, die mit dem Integrator, der zweiten Quelle und den Anoden- und Kathoden-Spannungssensoren verbunden ist, zum Verknüpfen des integrierten Signals, des Tastverhältnis- Referenzsignals und der ersten und zweiten Sensorsignale, um ein KATHODEN-TASTVERHÄLTNIS-SOLLWERTSIGNAL zu erzeugen, und
einen Wechselrichtertreiber, der mit dem Integrator und den ersten und zweiten Summiervorrichtungen verbunden ist, zum Erzeugen der Kathoden-Wechselrichter-Steuersignale mit Frequenzen, die durch das Integratorsignal bestimmt sind, und Tastverhältnissen, die durch das KATHODEN- TASTVERHÄLTNIS-SOLLWERTSIGNAL bestimmt sind, und zum Erzeugen der Anoden-Wechselrichter-Steuersignale mit Frequenzen, die durch das Integratorsignal bestimmt sind, und Tastverhältnissen, die durch das ANODEN-TASTVERHÄLTNIS- SOLLWERTSIGNAL bestimmt sind.

10. Hochspannungs- Leistungsversorgung nach Anspruch 9, ferner enthaltend:
eine weitere Summiervorrichtung zum Verknüpfen eines Prekondition-Signals mit dem integrierten Signal zum Erzeugen eines resultierenden Signals, das an die ersten und zweiten Summiervorrichtungen und an den Wechselrichtertreiber anstelle des integrierten Signals angelegbar ist, und
eine dritte Quelle für ein Prekondition-Signal, das eine Näherung von einem Nominalwert des resultierenden Signals ist und das mit der weiteren Summiervorrichtung in Verbindung steht.

11. Hochspannungs-Leistungsversorgung nach Anspruch 10, wobei ferner eine Anordnung zum Abtasten des integrierten Signals zur Bildung des Prekondition-Signals vorgesehen ist.

12. Hochspannungs-Leistungsversorgung nach Anspruch 9, wobei jeder der Anoden- und Kathoden-Wechselrichter vier Schalter hat, die in einer H-Brücke geschaltet und durch Steuersignale aus dem Wechselrichtertreiber gesteuert sind.

13. Hochspannungs-Leistungsversorgung nach Anspruch 12, ferner enthaltend:
einen Anodenstromsensor, der ein wahres Strombegrenzungssignal an die Anoden- Wechselrichtersteuerschaltung liefert, wenn der Anoden- Wechselrichter einen Ausgangsstrom erzeugt, der einen gegebenen Wert überschreitet, und
einen Kathodenstromsensor, der ein weiteres wahres Strombegrenzungssignal an die Kathoden- Wechselrichtersteuerschaltung liefert, wenn der Kathoden- Wechselrichter einen Ausgangsstrom erzeugt, der einen vorbestimmten Wert überschreitet.

14. Hochspannungs-Leistungsversorgung nach Anspruch 13, wobei der Wechselrichtertreiber enthält:
einen Signalgenerator, der ein erstes Signal und ein Dreieckwellensignal mit gemeinsamen Frequenzen erzeugt, die durch das Integratorsignal gesteuert sind,
eine Anoden-Wechselrichtersteuerschaltung zur Erzeugung von Steuersignalen zum Betätigen der Schalter des Anoden- Wechselrichters und
eine Kathoden-Wechselrichtersteuerschaltung zum Erzeugen von Steuersignalen zum Betätigen der Schalter des Kathoden-Wechselrichters.

15. Hochspannungs-Leistungsversorgung nach Anspruch 14, wobei jede Anoden- und Kathoden-Wechselrichterschaltung enthält:
einen Differenzverstärker mit einem ersten Eingang, dem das Dreieckwellensignal zuführbar ist, und einem weiteren Eingang, dem das ANODEN-TASTVERHÄLTNIS- SOLLWERTSIGNAL oder das KATHODEN-TASTVERHÄLTNIS- SOLLWERTSIGNAL zuführbar ist und der ein mit Φ bezeichnetes Signal erzeugt, das erste und zweite Logikwerte aufweist, und
eine Statusmaschine, die ein Signal CLK liefert, das dritte und vierte Logikwerte aufweist, indem das erste Signal durch zwei dividiert wird und wobei die Statusmaschine aufweist:

(a) einen ersten Zustand, in dem die Steuersignale erzeugt werden, damit der Wechselrichter eine Spannungspolarität an den Spannungsvervielfacher anlegt,
(b) einen zweiten Zustand, in dem die Steuersignale erzeugt werden, damit der Wechselrichter keine Spannung an den Spannungsvervielfacher anlegt, wobei ein Übergang von dem ersten Zustand zu dem zweiten Zustand bei dem CLK- Signal, das den dritten Logikwert aufweist, oder bei dem Φ-Signal, das den zweiten Logikwert aufweist, oder bei dem ACL Signal oder einem wahren Strombegrenzungssignal auftritt,
(c) einen dritten Zustand, in dem die Steuersignale erzeugt werden, damit der Wechselrichter eine entgegengesetzte Spannungspolarität an den Spannungsvervielfacher anlegt, wobei ein Übergang von dem zweiten Zustand zu dem dritten Zustand bei dem CLK-Signal, das den dritten Logikwert aufweist, und dem Φ-Signal, das den ersten Logikwert aufweist, und einem unwahren Strombegrenzungssignal auftritt, und
(d) einen vierten Zustand, in dem die Steuersignale erzeugt werden, damit der Wechselrichter keine Spannung an den Spannungsvervielfacher anlegt, wobei ein Übergang von dem dritten Zustand zu dem vierten Zustand bei dem CLK- Signal, das den vierten Logikwert aufweist, oder bei dem Φ-Signal, das den zweiten Logikwert aufweist, oder bei einem wahren Strombegrenzungssignal auftritt, und wobei ein Übergang von dem vierten Zustand zu dem ersten Zustand bei dem CLK-Signal, das den vierten Logikwert aufweist, und dem Φ-Signal, das den erste Logikwert aufweist, und einem unwahren Strombegrenzungssignal auftritt.