JP2544614Y2

JP2544614Y2 - Ｘ線発生用高電圧発生装置

Info

Publication number: JP2544614Y2
Application number: JP1544691U
Authority: JP
Inventors: 寿川地; 康晴関口
Original assignee: ジーイー横河メディカルシステム株式会社
Priority date: 1991-03-15
Filing date: 1991-03-15
Publication date: 1997-08-20
Anticipated expiration: 2006-03-15
Also published as: JPH04111310U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、例えばＸ線ＣＴ装置に
用いられるＸ線発生用高電圧発生装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線ＣＴ装置においては、直流電源から
インバータ回路によって交流電力を得、これを昇圧して
整流し、Ｘ線管の高圧直流電源としている。従来の高圧
直流電源としての高電圧発生装置を図３に示す。図にお
いて、１は商用電源を整流して得た直流電源、２は直流
電源１からの直流入力を交流に変換して出力するインバ
ータ回路で、パルス幅制御によって電圧の制御及び安定
化が行われる。インバータ回路２の出力電圧は昇圧整流
回路３で所望の電圧に昇圧され、整流されてＸ線管に直
流高電圧を供給している。この高電圧出力は分圧回路４
で分圧されて低電圧とされ、フィードバック電圧として
誤差検出ドライブ信号発生回路５に入力される。誤差検
出ドライブ信号発生回路５は、誤差検出部とＰＷＭ制御
を行うためのドライブ信号発生部で構成されており、フ
ィードバック電圧の基準電圧に対する高低によりドライ
ブ信号発生部を制御してインバータ回路２における出力
パルスの幅を変化させ、出力電圧を一定に保たせてい
る。ドライブ回路６は誤差検出ドライブ信号発生回路５
からの信号を増幅してインバータ回路２をドライブする
回路である。

【０００３】このようなＸ線管に高電圧を供給する高電
圧発生装置において、その負荷であるＸ線管球にスピッ
ツと称せられる瞬間的な放電が起こった時、高電圧発生
装置の出力電圧が瞬間的に低下する。出力電圧の一部を
フィードバックして誤差を検出し、パルス幅制御等の方
法により出力電圧を制御している図３の高電圧発生装置
においては、この低下した出力電圧をできるだけ速く元
の電圧に復帰させるために誤差検出ドライブ信号発生回
路５の出力によりインバータ回路２をオーバードライブ
させて復帰させている。

【０００４】この高電圧発生装置の電圧調整のための制
御回路としての誤差検出ドライブ信号発生回路の従来例
１の回路を図４に示す。図において、（イ）図は誤差検
出ドライブ信号発生回路５のブロック図、（ロ）図は
（イ）図の回路にスピッツによるフィードバック電圧が
入力された時の動作特性曲線図である。（イ）図におい
て、８は誤差検出部で、基準電圧を発生し、出力信号が
０の時にオン信号が入力された場合に基準電圧が急激な
立ち上がりをしないようにスロースタート回路を付加さ
れたスロースタート回路付基準電圧発生回路９と、基準
電圧が“−”端子に入力され、“＋”端子に入力される
フィードバック電圧との差を増幅する差動アンプ１０と
で構成されている。１１はインバータ回路２のパルス出
力のパルス幅を制御するために差動アンプ１０の出力に
応じてドライブ信号を発生して高電圧発生装置の出力電
圧をコントロールするドライブ信号発生部である。

【０００５】この回路において、スロースタート付基準
電圧発生回路９から出力される一定電圧が差動アンプ１
０に入力されているため、差動アンプ１０の“＋”端子
にスピッツによる急激に低下した電圧が入力されると、
（ロ）図に示すような高圧出力がＸ線管に印加される。
この回路では出力電圧がスピッツに応じて一挙に低下し
た場合、基準電圧が変化しないため、出力電圧の低下が
大きい間はＰＷＭ制御によりパルス幅が最大のまま復帰
し、オーバーシュートしてしまう。このオーバーシュー
ト部分の面積Ａは基準電圧以下の部分の面積Ｂに等しく
なっている。

【０００６】図５は他の従来例である従来例２のスピッ
ツ検出ドライブ信号発生回路１２の回路と動作特性曲線
を示す図で、（イ）図はスピッツ検出ドライブ信号発生
回路１２の回路図、（ロ）図は（イ）図の回路にスピッ
ツによるフィードバック電圧が入力された時の動作特性
曲線図である。

【０００７】（イ）図において、図４と同等の部分には
同一の符号を付してある。図中、１３はスピッツを検出
してスピッツに応じてスロースタート付基準電圧発生回
路９の発生する基準電圧を変化させ、出力電圧を制御す
るためのスピッツ検出部で、スピッツが発生した場合に
急に低下したフィードバック電圧を微分する微分回路１
４が含まれている。この回路ではスロースタート付基準
電圧発生回路９は微分回路１４によって制御されるため
基準電圧は入力信号の大きさに比例した電圧となる。

【０００８】基準電圧と出力電圧の関係は（ロ）図に示
す通りである。出力電圧がスピッツ入力により急激に低
下する状態がａで示されている。基準電圧は微分回路１
４の出力の制御によりｂ曲線に沿って徐々に低下する。
出力電圧はａに示すように基準電圧が０に達するまでは
出力しないような回路（図示せず）により０のままであ
る。基準電圧の立ち上がりに伴って出力電圧は出力電圧
を０に保つ回路から解放されて立ち上がる。この状態が
基準電圧及び出力電圧を示すａ，ｂ曲線である。このよ
うにスピッツ発生後微分回路１４の出力によりスロース
タート付基準電圧発生回路９を制御することにより基準
電圧を適当なレベルまで下げる。これによりオーバーシ
ュートのレベルを下げて、出力電圧が過電圧にならない
ように制御している。この回路によれば、従来例１に比
べて復帰時間も長い。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】ところで、従来例１の
回路ではスピッツ発生時も基準電圧が一定なので、図４
（ロ）図に示すようにオーバーシュートが大きく、イン
バータ回路２へのオーバードライブ量が大きくなって過
電圧となり、昇圧整流回路３やＸ線管の耐電圧を超えて
しまう。

【００１０】図５の従来例２では過電圧を防止するが復
帰が遅くなる。復帰を早めるには基準電圧の立ち下がり
を早め、立ち下がり時と立ち上がり時の時定数を制御す
る回路が必要となり、又、基準電圧を低下させる間出力
電圧を０にする回路も必要で、回路構成が複雑になる。

【００１１】本考案は上記の点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、Ｘ線管に供給する電圧に異常が発生し
たときに、過電圧を生じることなく、正常電圧に復帰す
る時間も短いＸ線発生用高電圧発生装置を提供すること
にある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決する本
考案は、Ｘ線管に供給する電圧を出力する昇圧手段と、
Ｘ線管に所定の電圧を供給するための基準電圧を発生す
る基準電圧発生手段と、該昇圧手段が出力する電圧に基
づく信号及び該基準電圧発生手段が出力する信号を入力
するコンパレータと、該コンパレータの出力信号に基づ
いてＸ線管に供給する電圧を所定の値にする制御をする
制御手段とを備えるＸ線発生用高電圧発生装置におい
て、前記基準電圧発生手段は、前記昇圧手段が出力する
電圧が前記所定の値と異なった場合に前記基準電圧を変
化させることを特徴とするものである。

【００１３】

【作用】スピッツが発生して出力電圧が低下するとその
波形は微分回路で微分されてコンパレータに入力され
る。コンパレータは入力された微分された電圧と、スピ
ッツ検出用基準電圧電源とを比較して比較結果を出力す
る。スピッツ発生前に抵抗Ｒ₁を介してコンデンサに充
電されていた電荷は、スピッツ発生後のコンパレータ出
力により抵抗Ｒ₂を介して放電され、これによってスピ
ッツ停止時間決定回路からＬｏｗレベルの電圧を出力し
て、ゲート及びダイオードを経てＬｏｗレベルの電圧を
出力する。

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照して本考案の実施例を詳細
に説明する。

【００１５】図１は本考案の一実施例の制御部の回路図
である。

【００１６】図において、図４，図５と同等の部分には
同一の符号を付してある。図中、２１はスピッツ検出用
基準電圧電源（以下基準電圧電源という）で、負電圧を
出力している。２２は“＋”端子に微分回路１４の出力
が入力され、“−”端子に基準電圧電源２１からの負電
圧が入力されているコンパレータである。２３はコンパ
レータ２２の出力に応じてゲート２４に正又は０の電圧
を出力する抵抗Ｒ₁，Ｒ₂及びコンデンサＣ₁とで構成
されるスピッツ停止時間決定回路である。Ｄ₁はカソー
ドがゲート２４に、アノードが正電源に接続されている
抵抗Ｒ₃とアナログスイッチ２５とに接続されているダ
イオード、Ｄ₂はアノードがダイオードＤ₁のアノード
に接続され、カソードにＸ線ＣＴの動作のためのＯＮ信
号が入力されるダイオードである。アナログスイッチ２
５はＬｏｗ信号が入力されると閉路し、Ｈｉｇｈ信号が
入力されると開路するスイッチである。

【００１７】スピッツが入力されて基準電圧が低下した
時、基準電圧を徐々に上昇させるスロースタート付基準
電圧発生回路９はコンパレータ２６と、抵抗Ｒ₇，抵抗
Ｒ₈の直列回路を介してその“−”端子に接続される積
分回路２７と、抵抗Ｒ₇，Ｒ₈の接続点とアース間に接
続されるツェナーダイオードＺ₁，Ｚ₂と、入力側に接
続された抵抗Ｒ₄と、積分回路２７からコンパレータ２
６への帰還抵抗Ｒ₅と、アナログスイッチ２５に直列に
接続されたＲ₆とで構成されている。

【００１８】次に、上記のように構成された実施例の動
作を説明する。ＣＴ装置を動作させるためにＯＮ信号を
入力するとドライブ信号発生部１１はインバータ回路２
に制御信号を入力し、アナログスイッチ２５の入力端子
は正電位となってアナログスイッチ２５はＯＦＦとな
る。ＣＴ動作中にＸ線管にスピッツが発生すると、フィ
ードバックされて、微分回路１４に入力される。コンパ
レータ２２の“−”端子には負電圧のスピッツ検出用基
準電圧電源２１が接続されていて、微分回路１０の出力
の大きな負電圧によりコンパレータ２２の“＋”端子に
負電圧が入力される。スピッツによる出力電圧の低下が
ない時はコンパレータ２２の出力側は０電位で、コンデ
ンサＣ₁には抵抗Ｒ₁を介して正電源から充電されて正
電圧が現れている。スピッツ入力によりコンパレータ２
２の出力が０となり抵抗Ｒ₂の入力端が０になるとコン
デンサＣ₁は抵抗Ｒ₂を経て放電し０電位になる。抵抗
Ｒ₁は抵抗Ｒ₂に比し極めて大きく、コンデンサＣ₁の
放電中における充電は無視することができる。コンデン
サＣ₁の端子電圧が０になるとゲート２４の出力側は０
になり、ダイオードＤ₁には抵抗Ｒ₃を経て正電源から
電流が流れアナログスイッチ２５の入力端子はＬｏｗ電
圧となり、アナログスイッチ２５はＯＮになる。このた
め抵抗Ｒ₆が抵抗Ｒ₅に並列に接続される。ここで、Ｒ
₆＜＜Ｒ₅に選ばれているので、並列抵抗の抵抗値は略
Ｒ₆に等しい。コンパレータ２６の入力側から積分回路
２７の出力側までは定常時にはオペアンプと等価と考え
られ、スロースタート付基準電圧発生回路９の出力電圧
ｅ_oは次式の電圧となる。即ち、ｅ_o＝ｅ_ｔ・Ｒ₆／Ｒ₄…（１）Ｒ₆＜＜Ｒ₄に選ばれているので、ｅ_o≒０となる。こ
の０に近い電圧は差動アンプ１０の“−”端子に基準電
圧として入力される。

【００１９】微分回路１４の出力が立ち上がってきて、
コンパレータ２２の出力が０になると、コンデンサＣ₁
は抵抗Ｒ₁を経て正電源から充電され正電位となる。従
って、ダイオードＤ₁はＯＦＦとなって、アナログスイ
ッチ２５に抵抗Ｒ₃を介して正電圧が印加されてアナロ
グスイッチ２５はＯＦＦとなる。このため、オペアンプ
の帰還抵抗は抵抗Ｒ₅となる。

【００２０】ここで、コンパレータ２６から積分回路２
７に至る回路の動作を説明する。常態ではアナログスイ
ッチ２５がＯＦＦなので、出力ｅ_oは次式のようになっ
ている。

【００２１】ｅ_o＝ｅ_t・Ｒ₅／Ｒ₄…（２）Ｒ₅＜Ｒ₄とすれば、ｅ_o＜ｅ_tである。スピッツによ
る出力電圧の低下が起こって、アナログスイッチ２５が
ＯＮになると抵抗Ｒ₅は抵抗Ｒ₆により短絡されて、コ
ンパレータ２６の出力は負となり、ツェナダイオードＺ
₁によって定まる電圧が抵抗Ｒ₈の入力端に現われ、コ
ンデンサＣ₂は放電を開始して出力ｅ_oはＣ₂，Ｒ₈の
時定数で定まる時間で低下し、（１）式の電圧になり、
０に近い電圧になる。

【００２２】スピッツによる出力電圧の低下が解消され
ると、アナログスイッチ２５はＯＦＦとなり、Ｒ₇の出
力側はツェナダイオードＺ₂により正電圧に固定され、
抵抗Ｒ₈を経てコンデンサＣ₂は充電され積分回路２７
の出力、即ちｅ_oは徐々に上昇して（２）式の電圧に到
達し、差動アンプ１０に基準電圧として与えられる。こ
の場合の電圧上昇は抵抗Ｒ₈とコンデンサＣ₂によって
決まる時間で行われる。

【００２３】この電圧波形を図２に示す。スピッツが起
こると出力電圧ａは一挙に０Ｖに落ちる。基準電圧はコ
ンデンサＣ₂の時定数Ｃ₂，Ｒ₈によって定まる放電曲
線に従って、図示の基準電圧曲線ｂの通りに低下する。
基準電圧が低下すると差動アンプ１０において、基準電
圧を僅かに超える出力電圧に対してもドライブ信号発生
部１１では出力電圧上昇のためのＰＷＭ制御を行うた
め、出力電圧は緩やかな傾斜の出力電圧曲線ａによって
上昇する。或る程度上昇した時点において、コンパレー
タ２２の出力の反転が起こり、アナログスイッチ２５が
ＯＦＦとなり、コンデンサＣ₂への充電が開始される。
この充電は時定数Ｃ₂，Ｒ₈によって定まる充電曲線に
よって行われ、基準電圧はこの曲線に従う基準電圧曲線
ｂによって上昇し、出力電圧も又、基準電圧の上昇に伴
って緩やかに上昇する。この出力電圧の上昇は緩やかな
のでオーバーシュートも少ない。この基準電圧と出力電
圧の上昇は出力電圧曲線ａと基準電圧曲線ｂとで作られ
る図示の面積ＤとＥが等しくなるように行われる。

【００２４】以上説明したようにアナログスイッチ２５
に入力する動作電圧の制御を従来例１ではＯＮ信号のみ
で行っていたが、本実施例において充放電電圧発生回路
２３を付加して、アナログスイッチ２５の制御をこの回
路によっても行うことができるようにし、Ｃ₁，Ｒ₁，
Ｒ₂の時定数を適当に選ぶことにより、スピッツ発生か
ら出力電圧が復帰するまでの基準電圧を適当に制御する
ことができ、これによって出力電圧復帰時のオーバーシ
ュートを抑えることができるようになり、又、復帰時間
も短くすることができるようになった。

【００２５】

【考案の効果】以上詳細に説明したように本考案によれ
ば、Ｘ線管に供給する電圧に異常が発生したときに、過
電圧を生じることなく、正常電圧に復帰する時間も短い
Ｘ線発生用高電圧発生装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の回路図である。

【図２】本実施例の動作特性曲線図である。

【図３】Ｘ線ＣＴの高電圧発生装置のブロック図であ
る。

【図４】電圧制御回路の第１の従来例の説明図で、
（イ）図は回路のブロック図、（ロ）図はスピッツ発生
時の動作特性曲線図である。

【図５】電圧制御回路の第２の従来例の説明図で、
（イ）図は回路のブロック図、（ロ）図はスピッツ発生
時の動作特性曲線図である。

【符号の説明】

９スロースタート付基準電圧発生回路１０差動アンプ１１ドライブ信号発生部１４微分回路２１スピッツ検出用基準電圧電源２２コンパレータ２３スピッツ停止時間決定回路２４ゲートＣ₁ コンデンサＲ₁，Ｒ₂ 抵抗

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】Ｘ線管に供給する電圧を出力する昇圧手
段と、Ｘ線管に所定の電圧を供給するための基準電圧を
発生する基準電圧発生手段と、該昇圧手段が出力する電
圧に基づく信号及び該基準電圧発生手段が出力する信号
を入力するコンパレータと、該コンパレータの出力信号
に基づいてＸ線管に供給する電圧を所定の値にする制御
をする制御手段とを備えるＸ線発生用高電圧発生装置に
おいて、前記基準電圧発生手段は、前記昇圧手段が出力
する電圧が前記所定の値と異なった場合に前記基準電圧
を変化させることを特徴とするＸ線発生用高電圧発生装
置。