JP2674464B2

JP2674464B2 - Ｘ線高電圧装置

Info

Publication number: JP2674464B2
Application number: JP5102199A
Authority: JP
Inventors: 恭田中
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1992-10-30
Filing date: 1993-04-28
Publication date: 1997-11-12
Anticipated expiration: 2012-11-12
Also published as: JPH06196292A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、小容量電源設備のもと
で使用されるＸ線高電圧装置、特に、車載用に適したイ
ンバータ式Ｘ線高電圧装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より車載用のＸ線高電圧装置として
一般に、コンデンサ方式Ｘ線高電圧装置が使用されてお
り、Ｘ線管電圧（以下単に管電圧という）は高圧コンデ
ンサの充電電圧により決まり、管電圧の制御は、高圧コ
ンデンサの充電電圧を可変に制御することにより行なわ
れる。大電力制御用のパワートランジスタ等の半導体素
子の発達により、交流電源電圧を整流平滑して大容量コ
ンデンサを充電することで直流電圧に変換し、インバー
タにより高周波の交流電圧を得て、高圧トランスに加え
るインバータ方式のＸ線高電圧装置が、近年用いられる
ようになってきた。

【０００３】この種インバータ式Ｘ線高電圧装置におい
て、管電圧の制御のほとんどは、負荷の大小に応じて高
圧トランスの一次側に介在する大容量コンデンサの充電
電圧をチョッパ等のスイッチングレギュレータを用いて
制御し、その後、インバータを固定周波数で動かすもの
である。

【０００４】図３は従来のインバータ式Ｘ線高電圧装置
の構成を示す回路図である。図において、１′は交流電
源、２は電源トランス、３は電源トランス２の一次側回
路に挿入されたソリッドステートリレ（トライアッ
ク）、４は整流器、５は整流回路の出力端に接続された
充電コンデンサ、６は充電コンデンサ５の充電電圧を検
出する充電電圧検出抵抗、７は充電電圧制御回路、８′
は図示しないインバータ駆動回路で一定の固定周波数で
駆動されるインバータ回路、９はチョッパを構成するス
イッチング素子（トランジスタ）、１０はスイッチング
素子９のスイッチング時のノイズ吸収用インダクタン
ス、１１はスイッチング素子９の保護用ダイオード、１
２は平滑コンデンサ、１３は高圧トランス、１４は高圧
トランス１３の二次側に接続された高圧整流器、１５は
管電圧検出抵抗、１６は高圧平滑コンデンサ、１７はＸ
線管、１８は管電圧制御回路、１９はチョッパ制御回路
である。

【０００５】上記構成において、高圧トランス１３の一
次側に介在するコンデンサ５の充電電圧は検出抵抗６で
検出され、コンデンサ５の充電電圧が所定値になるよう
に充電電圧制御回路７はソリッドステートリレー３を制
御する。一方、撮影中の管電圧は管電圧検出抵抗１５で
検出され、管電圧制御回路１８は検出管電圧に応じて設
定管電圧になるようにチョッパ制御回路１９に制御信号
を与え、チョッパ制御回路１９はスイッチング素子９の
デューティー比を制御し、固定周波数で駆動しているイ
ンバータ回路８′の入力電圧を負荷を供給するために必
要な一定電圧になるように制御する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記構成の従来のイン
バータ式Ｘ線高電圧装置では、電源トランス、スイッチ
ング素子、チョッパ制御回路等を必要とするので部品点
数も多くなり、複雑となり、且つ、電源トランスの一次
側にチョッパ等のスイッチングレギュレータを用いるの
で装置が大型になる。このように大型になると、車載用
のＸ線高電圧装置の様に、機器の設置スペースが狭く、
スペースに制限がある場合には、不向きである。

【０００７】また、スイッチングレギュレータを用い、
このスイッチングレギュレータがＸ線曝射中インバータ
回路の入力電圧を常に制御しており、且つ、充電電圧制
御回路もＸ線曝射中作動しているので、特に撮影中は電
源から大電流負荷をとり、電源電圧の降下をきたすこと
から、車載用のように電源設備が小容量の場合には不向
きであり、従来のコンデンサ方式に比べ、大容量の電源
設備が必要になる。

【０００８】本発明は上記に鑑み、回路構成が簡単で且
つ、装置が小型化できると共に小容量の電源設備で使用
可能な、主として車載用に適したインバータ式Ｘ線高電
圧装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、管電圧の制御をインバータ回路の動作周
波数を可変することで行なうようにし、撮影Ｘ線曝射中
平滑回路のコンデンサの充電を停止すると共に、透視Ｘ
線曝射中充電を行なうようにしたことを特徴とする。ま
た、平滑コンデンサを充電する充電回路は、平滑コンデ
ンサをヒステリシスを持った所定値に充電する機能を有
している。

【００１０】

【作用】高圧トランスの一次側に介在する平滑回路の大
容量コンデンサの充電電圧は、充電電圧制御回路で所定
値に制御され、特に、大負荷をとる撮影時のＸ線曝射中
はコンデンサの充電は停止される。撮影時のＸ線曝射中
コンデンサの充電電圧がインバータ回路に入力される。
また、Ｘ線曝射中のＸ線管に加えられた電圧（管電圧）
がフィードバックされ、フィードバック電圧、すなわ
ち、使用するＸ線負荷に応じてインバータ回路の発振
（動作）周波数が変化することにより、管電圧は一定に
保たれる。

【００１１】したがって、Ｘ線曝射中はコンデンサの充
電は停止されており、且つ、図３の従来の装置のように
チョッパ等のスイッチングレギュレータで高圧トランス
の一次側に介在するコンデンサの充電電圧の制御を行な
わないために、電源から大電流負荷をとらないので、大
容量の電源設備を必要としない。また、透視時のＸ線曝
射中は充電回路が平滑コンデンサを所定値に充電する。
この際透視時は負荷が小さく、且つ、スイッチングレギ
ュレータを用いないので電源より大電流をとらない。

【００１２】充電回路はヒステリシスを持っており、Ｏ
Ｎ／ＯＦＦ制御で平滑コンデンサを所定値に充電するの
で、小負荷と相俟って、より電源設備の小容量化ができ
る。さらに、スイッチングレギュレータを用いないの
で、装置構成が簡単となり、小型化できる。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の一実施例を
説明する。図１はこの発明の一実施例に係るＸ線高電圧
装置の回路図で、図２は図１の動作説明用波形図であ
る。なお、図１において、図３と同一部品ないし同一機
能を有する部品には、同一符号を付し、その説明を省略
する。

【００１４】図１において、１は小容量（2KVA程度）の
単相電源、２０は充電電流抑制抵抗、２１は充電電流抑
制抵抗２０の短絡用のマグネットスイッチ、８はインバ
ータ回路、２２は共振用コンデンサ、２３は共振用イン
ダクタンス、２４はインバータ回路８の動作周波数を制
御するインバータ駆動回路、２５はＸ線曝射信号に基づ
き作動する制御回路で、充電電圧制御回路７を制御す
る。

【００１５】つぎに、図１の回路の動作を図２との関連
において説明する。コンデンサ５は、充電電圧制御回路
７で制御されるソリッドステートリレー３により整流器
４を通して所定値に充電される。電源投入時等、コンデ
ンサ５の電荷が無い場合は、充電電流抑制抵抗２０を通
して充電され、ある一定値Ｖ₁（図２参照）に達すると
マグネットスイッチ２１が短絡し、抵抗２０をバイパス
し、コンデンサ５を所定値Ｖ₂（図２参照）に充電す
る。

【００１６】これらの制御は、検出抵抗６の検出電圧に
基づき充電電圧制御回路７が行なう。撮影のＸ線曝射信
号が制御回路２５に与えられると、制御回路２５はＸ線
曝射中充電電圧制御回路７の動作を不能にし、ソリッド
ステートリレー３の動作を停止させ、Ｘ線管負荷はすべ
てコンデンサ５の蓄積エネルギーで供給する。

【００１７】充電電圧制御回路７はコンデンサ５の電圧
を所定の一定値に保つよう制御を行い、Ｘ線曝射中は充
電を停止するが、それ以外の時は図２に示すように所定
値（スレッシュホールド値）Ｖ₂を中心にあるヒステリ
シスを持った状態で、ソリッドステートリレー３をON/O
FFさせる。コンデンサ５の直流電圧がインバータ回路８
に入力され、共振用コンデンサ２２および共振用インダ
クタンス２３を通して高圧トランス１３に入力され、昇
圧される。

【００１８】昇圧された高周波交流電圧は高圧整流器１
４により整流され、Ｘ線管１７に印加される。Ｘ線曝射
中の管電圧は管電圧検出抵抗１５で検出され、管電圧制
御回路１８にフィードバックされ、さらにインバータ駆
動回路２４に入力される。インバータ駆動回路２４は、
Ｘ線管負荷の大小に応じてインバータ回路８の発振（動
作）周波数を可変に制御することにより、図２の波形図
に示すようにＸ線曝射中のコンデンサ５の充電電圧の低
減にかかわらず、Ｘ線管の印加電圧（管電圧）を一定に
保つよう制御を行う。

【００１９】また、透視時のＸ線曝射信号が制御信号２
５に与えられると、制御回路２５は透視Ｘ線曝射中充電
電圧制御回路７を動作させる。充電電圧制御回路７はソ
リットステートリレ３を動作させ続け、Ｘ線管負荷はコ
ンデンサ５の蓄積エネルギーおよび電源からコンデンサ
５に充電されるエネルギの両方で供給する。この際、透
視管電圧の制御は、撮影時と同様に管電圧検出抵抗１５
の検出信号が管電圧制御回路１８にフィードバックさ
れ、インバータ駆動回路２４がインバータ回路８の発振
（動作）周波数を可変制御することにより行われる。

【００２０】

【効果】本発明は、大負荷をとる撮影時のＸ線曝射中整
流平滑回路の平滑（高圧）コンデンサの充電を停止し、
Ｘ線曝射中の管電圧を検出抵抗を介して、インバータ回
路にフィードバックし、フィードバック電圧に応じてイ
ンバータ回路の動作周波数を変化することにより、予定
した管電圧がＸ線管に加えられるようにしたので、チョ
ッパ等のイスッチングレギュレータを用いないため、装
置構成が簡単で、小型化でき、また、電源に負担を与え
ないため、従来のコンデンサ方式と同程度の電源設備で
も使用できる車載用に適したインバータ式Ｘ線高電圧装
置を実現することができる。

【００２１】また、透視時は充電回路によりコンデンサ
を充電し、コンデンサの蓄積エネルギと電源からのコン
デンサに充電されるエネルギの両方がＸ線管に与えられ
るので、長時間の透視が可能になる。さらに、充電回路
は、ヒステリシスを持っており、ＯＮ／ＯＦＦ制御で平
滑コンデンサを所定値に充電するので、電源設備の小容
量化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るＸ線高電圧装置の構成
を示す回路図である。

【図２】図１の動作説明用の波形図である。

【図３】従来のインバータ式Ｘ線高電圧装置の構成を示
す回路図である。

【符号の説明】

１…交流電源３…ソリッドステートリレー
４…整流器５…コンデンサ６…充電電圧検出抵抗７…
充電電圧制御回路８…インバータ回路１３…高圧トランス１
４…高圧整流器１５…管電圧検出抵抗１７…Ｘ線管１８…
管電圧制御回路２０…充電電流抑制抵抗２１…マグネットスイッ
チ２２…共振用コンデンサ２３…共振用インダクタ
ンス２４…インバータ制御回路２５…制御回路

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】整流・平滑回路で得られた直流電圧をイ
ンバータ回路で高周波の交流電圧に変換し、変換された
高周波電圧を高圧トランスで昇圧し、Ｘ線管に印加する
高電圧を発生するＸ線高電圧装置において、前記整流・
平滑回路の平滑コンデンサをヒステリシスを持った所定
値に充電する充電回路と、前記Ｘ線管の印加電圧を検出
し、検出電圧に応じて前記インバータ回路の動作周波数
を制御するインバータ制御回路と、撮影信号に基づき、
撮影Ｘ線曝射中前記充電回路の動作を停止させると共に
透視信号に基づき、透視Ｘ線曝射中前記充電回路を動作
させる制御回路とを備えたことを特徴とするＸ線高電圧
装置。