DE9203110U1

DE9203110U1 - High frequency X-ray generator

Info

Publication number: DE9203110U1
Application number: DE9203110U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1992-03-09
Filing date: 1992-03-09
Publication date: 1992-06-11
Anticipated expiration: 2002-03-10
Also published as: JPH0745048U; JP2589201Y2

Description

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Siemens AktiengesellschaftSiemens AG

Hochfrequenz-Röntgengenerator
5High frequency X-ray generator
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Die Erfindung betrifft einen Hochfrequenz-Röntgengenerator mit einem Gleichspannungs-Zwischenkreis zwischen dem Netzanschluß und einem einen Hochspannungstransformator für die Erzeugung der Röntgenröhrenspannung speisenden Wechselrichter. The invention relates to a high-frequency X-ray generator with a DC intermediate circuit between the mains connection and an inverter feeding a high-voltage transformer for generating the X-ray tube voltage.

In der modernen Röntgentechnik werden überwiegend Hochfrequenz-Röntgengeneratoren verwendet. Der Gleichspannungs-Zwischenkreis liefert dabei die Eingangsspannung für den Wechselrichter. Diese Eingangsspannung, d.h. die Zwischenkreisspannung muß zur Erzielung optimaler Verhältnisse auf verschiedene Werte geregelt werden.In modern X-ray technology, high-frequency X-ray generators are predominantly used. The DC intermediate circuit supplies the input voltage for the inverter. This input voltage, i.e. the intermediate circuit voltage, must be regulated to various values in order to achieve optimal conditions.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hochfre-The invention is based on the object of developing a high-frequency

quenz- Röntgengenerator der eingangs genannten Art so auszubilden, daß ein überschwingfreies Anfahren verschiedener Zwischenkreisspannungen, die sowohl oberhalb als auch unterhalb des aktuellen Istwertes liegen können, sichergestellt ist.frequency X-ray generator of the type mentioned above is to be designed in such a way that an overshoot-free start-up of various intermediate circuit voltages, which can be both above and below the current actual value, is ensured.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch einen Regelkreis für die Zwischenkreisspannung gelöst, der als Stellglied einen steuerbaren Gleichrichter aufweist, dessen Zündwinkel von
einem Funktionsgenerator festgelegt wird, der den nichtlinearen Zusammenhang zwischen Zündwinkel und Ausgangsspannung des Gleichrichters kompensiert und der von einem Zustandsregler für die Zwischenkreisspannung angesteuert wird. Das Übertragungsverhalten eines steuerbaren Gleichrichters, der üblicherweise als Thyristorbrücke ausgebildet wird, istThis object is achieved according to the invention by a control circuit for the intermediate circuit voltage, which has a controllable rectifier as an actuator, the firing angle of which is
a function generator that compensates for the non-linear relationship between the ignition angle and the output voltage of the rectifier and that is controlled by a state controller for the intermediate circuit voltage. The transfer behavior of a controllable rectifier, which is usually designed as a thyristor bridge, is

abhängig von dem Zündwinkel der Ausgangsspannung und derdepending on the ignition angle of the output voltage and the

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Netzspannung. Der nichtlinerare Zusammenhang zwischen Zündwinkel und Ausgangsspannung wird durch Vorschalten der inversen Kennlinie für den Verlauf der Ausgangsspannung in Abhängigkeit vom Zündwinkel kompensiert. Der Scheitelwert der Netzspannung wird durch eine geeignete Meßschaltung ermittelt und die inverse Kennlinie mit diesem Wert normiert. Dadurch wird das Übertragungsverhalten linear und unabhängig von der Netzspannung. Dies ermöglicht die Anwendung eines Zustandsreglers.
10Mains voltage. The non-linear relationship between the ignition angle and the output voltage is compensated by connecting the inverse characteristic curve for the output voltage curve as a function of the ignition angle. The peak value of the mains voltage is determined by a suitable measuring circuit and the inverse characteristic curve is standardized with this value. This makes the transfer behavior linear and independent of the mains voltage. This enables the use of a state controller.
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Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to the drawing. They show:

Fig. 1 das Blockschaltbild eines Hochfreguenz-Röntgengenerators nach der Erfindung, undFig. 1 shows the block diagram of a high frequency X-ray generator according to the invention, and

Fig. 2 und 3 Einzelheiten des Hochfrequenz-Röntgengenerators gemäß Fig. 1.Fig. 2 and 3 Details of the high frequency X-ray generator according to Fig. 1.

Der Hochfrequenz-Röntgengenerator gemäß Fig. 1 weist einen am Netz angeschlossenen steuerbaren Gleichrichter 1 auf, dem ein Siebglied 2 nachgeschaltet ist, das die Zwischenkreisspannung UZ liefert, die die Eingangsspannung für einen Wechselrichter 3 bildet. Der Wechselrichter 3 speist einen Hochspannungstransformator 4, an dessen Sekundärwicklung eine Röntgenröhre 5 über einen Hochspannungsgleichrichter 6 angeschlossen ist. Für die Regelung der Zwischenkreisspannung UZ ist ein Regelkreis 7 vorgesehen.The high-frequency X-ray generator according to Fig. 1 has a controllable rectifier 1 connected to the mains, followed by a filter element 2 which supplies the intermediate circuit voltage UZ, which forms the input voltage for an inverter 3. The inverter 3 feeds a high-voltage transformer 4, to whose secondary winding an X-ray tube 5 is connected via a high-voltage rectifier 6. A control circuit 7 is provided for regulating the intermediate circuit voltage UZ.

Die Fig. 2 zeigt den Aufbau des Gleichrichters 1 aus steuerbaren Thyristoren genauer. Die Ausqangsspannung ist mit UN bezeichnet. Ferner ergibt sich aus der Fip. 2 der Aufbau des Siebgliedes 2 aus einem LC-Glied 8 mit dem Widerstand PI und der Induktivität L sowie einem PC-Glied 9 mit der Kapazität C und dem Widerstand RL. Die Ausgangsspannung des Sieb-Fig. 2 shows the structure of the rectifier 1 made up of controllable thyristors in more detail. The output voltage is designated UN. Furthermore, Fig. 2 shows the structure of the filter element 2 made up of an LC element 8 with the resistance PI and the inductance L as well as a PC element 9 with the capacitance C and the resistance RL. The output voltage of the filter element 2 is

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gliedes 2 ist die Zwischenkreisspannung UZ. In der Fig. 2 ist noch der Ausgangsstrom des Gleichrichters 1 mit IG und der Laststrom ILast bezeichnet.element 2 is the intermediate circuit voltage UZ. In Fig. 2 the output current of the rectifier 1 is designated IG and the load current ILast.

Die Fig. 3 zeigt den Aufbau des Regelkreises 7 genauer. Der Block 10 stellt dabei die Regelstrecke dar, der Block 11 einen Zustandsregler für die Zwischenkreisspannung UZ und der Bock 12 die Kennlinieninversion für den Gleichrichter 1 mit Anpassung an die Netzspannung.Fig. 3 shows the structure of the control circuit 7 in more detail. Block 10 represents the control system, block 11 a state controller for the intermediate circuit voltage UZ and block 12 the characteristic curve inversion for the rectifier 1 with adaptation to the mains voltage.

In der Regelstrecke sind die Funktionen der hier vorhandenen Bauelemente durch entsprechende Blöcke und Summierglieder dargestellt. Der Zustandsregler 11 erhält an seinem Eingang 13 ein dem Sollwert der Zwischenkreisspannung entsprechendes Signal UZSoIl. Seine Funktion wird ebenfalls durch Blöcke verkörpert, wobei die Werte KO, Kl und BO Konstanten sind. Die Kennlinieninversion erfolgt durch einen Funktionsgenerator IA, der den Zündwinkel alpha entsprechend der angegebenen Formel festlegt, a, b und c sind dabei die Eingangssignale der Kennlinieninversion 12 und werden in der dargestellten Weise ermittelt. US ist der Scheitelwert der Netzspannung und K2 ist eine weitere Konstante.In the control system, the functions of the components present here are represented by corresponding blocks and summing elements. The state controller 11 receives a signal UZSoIl corresponding to the setpoint of the intermediate circuit voltage at its input 13. Its function is also embodied by blocks, whereby the values KO, Kl and BO are constants. The characteristic curve inversion is carried out by a function generator IA, which sets the ignition angle alpha according to the specified formula, a, b and c are the input signals of the characteristic curve inversion 12 and are determined in the manner shown. US is the peak value of the mains voltage and K2 is another constant.

Realisiert kann die Kennlinieninversion durch einen multiplizierenden A/D-Wandler, ein EPROM, das die inverse Kennlinie enthält und einen multiplizierenden D/A-Wandler werden. Normiert kann über die Referenzeingänge der multiplizierenden Bauelemente werden.The characteristic curve inversion can be implemented using a multiplying A/D converter, an EPROM that contains the inverse characteristic curve and a multiplying D/A converter. Normalization can be done using the reference inputs of the multiplying components.

Claims

,GZ 3 3 1 1 O DE Protection claims

1. High-frequency X-ray generator with a DC intermediate circuit (2) between the mains connection and an inverter (3) feeding a high-voltage transformer (A) for generating the X-ray tube voltage, and with a control circuit (1, 2, 7) for the intermediate circuit voltage (UZ), which has a controllable rectifier (1) as an actuator, the ignition angle (alpha) of which is determined by a function generator (IA) which compensates for the non-linear relationship between the ignition angle (alpha) and the output voltage (UN) of the rectifier (1) and which is controlled by a state controller (11) for the intermediate circuit voltage (UZ).

2. High-frequency X-ray generator according to claim 1, in which the function generator (IA) detects the peak value (US) of the mains voltage in addition to the output signal (a) of the state controller.