JP3045798B2

JP3045798B2 - Ｘ線装置

Info

Publication number: JP3045798B2
Application number: JP3058488A
Authority: JP
Inventors: 恒人平松
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1991-03-22
Filing date: 1991-03-22
Publication date: 2000-05-29
Anticipated expiration: 2015-05-29
Also published as: JPH04294099A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｘ線管電圧と設定管電
圧との比較を基にＸ線管電圧をフィードバック制御する
Ｘ線装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年Ｘ線装置では、Ｘ線管に供給する電
源のスイッチング電源化が進み、Ｘ線管に印加するＸ線
管電圧は、インバータ回路のＰＷＭ制御によるのが一般
的となっている。またＸ線管電圧と設定管電圧との比較
に基づくフィードバック制御により、Ｘ線管電圧が設定
管電圧に等しくなるようにインバータ回路への入力パル
ス幅を制御する方式が採用されている。

【０００３】インバータ回路の駆動後直ちにＸ線撮影を
行うことは、撮影効率から望ましいが、設定管電圧に対
応する幅のパルスをインバータ回路に急に入力すると、
Ｘ線管に印加する高電圧波形にリップルが乗ってしま
い、即って撮影開始時間が延び、撮影効率を低下させて
しまう結果となる。そこで図６に示すように、一定のパ
ルス幅ΔＷを増加させた各パルスＷ1 乃至Ｗ3 を順次イ
ンバータ回路に入力するシーケンシャル制御によるソフ
トスタートが行われている。このソフトスタートにより
Ｘ線管電圧が設定管電圧に到達した段階でフィードバッ
ク制御に切り換えるものである。従来行われていたフィ
ードバック制御は、Ｘ線管電圧を一定の設定管電圧に等
しくなるように制御する定値制御のみである。またイン
バータ回路に入力する最大のパルス幅を、取り扱う最大
負荷に対応して定め、不必要な電力供給が生じないよう
にもしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したように従来例
装置によれば、図５に示すように負荷が最大の場合は、
インバータ回路を駆動してからｔ1 時間（約０．１秒）
でＸ線管電圧が一定となる。一方、負荷が小さい場合
は、ｔ1 時間より短いｔ2 時間でＸ線管電圧が一定とな
るが、リップルＲが電圧波形に乗り、安定するまで負荷
が最大の場合のｔ1時間より長い時間ｔ3かかる場合もあ
る。

【０００５】特にＸ線ＣＴ装置のように、全体の撮影時
間が１秒前後と短い撮影を行うＸ線装置の場合は、撮影
開始時間ができるだけ短いことが必要である。また近年
取り扱う負荷の幅が広がる傾向にあり、上記問題は無視
できない問題となっている。そこで本発明は、上記事情
に鑑みてなされたものであり、取り扱う負荷の幅が広が
ってもＸ線管電圧の早期安定性に優れたＸ線装置を提供
することを目的とするものである。［発明の構成］

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、Ｘ線管にインバータ回路を駆動してＸ線管
電圧を印加するＸ線装置であって、入力される設定管電
圧信号と前記Ｘ線管電圧の検出管電圧信号との比較を基
に、前記インバータ回路への入力パルス幅を制御して前
記Ｘ線管電圧が前記設定管電圧に等しくなるようにフィ
ードバック制御するパルス幅制御回路を具備したＸ線装
置において、前記インバータ回路の駆動開始により電圧
が零から上昇する基準電圧信号を出力する基準電圧出力
回路を備え、前記インバータ回路の駆動開始後前記Ｘ線
管電圧が前記設定管電圧に到達するまで、前記設定管電
圧信号の代わりに前記基準電圧信号を前記パルス幅制御
回路に入力する立上り制御回路を有することを特徴とす
るものである。

【０００７】

【作用】このように構成された上記装置の作用を説明す
る。

【０００８】インバータ回路を駆動開始後Ｘ線管電圧が
設定管電圧に到達するまでは、次のように作用する。ま
ずインバータ回路の駆動を開始すると、基準電圧発生回
路は、電圧が零から上昇する基準電圧信号を発生する。
立上り制御回路は、パルス幅制御回路に設定管電圧信号
を入力せず、基準電圧信号を入力する。パルス幅制御回
路は、入力された基準電圧信号と検出管電圧信号との比
較を基に、インバータ回路への入力パルス幅を制御す
る。パルス幅制御回路が、基準電圧信号と検出管電圧信
号とを基にフィードバック制御し、Ｘ線管には基準電圧
信号に対応して電圧が零から上昇するＸ線管電圧が印加
される。

【０００９】Ｘ線管電圧が設定管電圧に到達した後は、
次のように作用する。立上り制御回路は、パルス幅制御
回路に基準電圧信号を入力せず、設定管電圧信号を入力
する。パルス幅制御回路は、入力された設定管電圧信号
と検出管電圧信号との比較を基に、インバータ回路への
入力パルス幅を制御する。パルス幅制御回路が、設定管
電圧信号と検出管電圧信号とを基にフィードバック制御
し、Ｘ線管には設定管電圧に等しいＸ線管電圧が印加さ
れる。

【００１０】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面を参照して詳述
する。

【００１１】図１は本発明の一実施例のＸ線装置１の概
略構成を示すものである。本装置１は、交流電源２と、
交流電圧を直流電圧に変換する整流平滑回路３と、整流
平滑回路３の直流電圧出力を交流電圧に変換するインバ
ータ回路４と、インバータ回路４の交流電圧出力を昇圧
して出力する高圧トランス５と、高圧交流電圧を高圧直
流電圧に変換してＸ線管７に印加する高圧整流回路６
と、ｋＶ信号Ｓ1 ，ｍＡ信号Ｓ2 ，Ｘ線曝射信号Ｓ3 を
基にインバータ回路４を制御するインバータ制御回路８
と、オペレータの設定操作又は起動操作によりｋＶ信号
Ｓ1 ，ｍＡ信号Ｓ2 ，Ｘ線曝射信号Ｓ3 等の信号を発生
する操作卓（図示省略）とから概略構成される。

【００１２】高圧トランス５は、実際にＸ線管７に印加
されたＸ線管電圧を検出する管電圧検出回路を備えてお
り、検出した検出管電圧信号Ｓ11をパルス幅制御回路９
に出力するようにしている。インバータ制御回路８は、
インバータ回路４に入力するパルス信号Ｓ15のパルス幅
を制御するパルス幅制御回路９と、立上りの際にパルス
幅制御回路９を制御する立上り制御回路１０とを備えて
いる。

【００１３】図２はインバータ制御回路８の構成例を示
すものである。このインバータ制御回路８のパルス幅制
御回路９は、セレクタ１１と、比較回路１２とを備えて
いる。セレクタ１１は、入力されたｋＶ信号Ｓ1 ，ｍＡ
信号Ｓ2に基づいて対応する電圧の設定管電圧信号Ｓ12
を出力するものである。例えば 120ｋＶを設定したとす
ると、この設定管電圧（ 120ｋＶ）に比例した直流電圧
12Ｖの設定管電圧信号Ｓ12を出力する。比較回路１２
は、アンプ１３を備え、高圧トランス５の管電圧検出回
路が検出した検出管電圧信号Ｓ11とセレクタ１１が出力
する設定管電圧信号Ｓ12又は基準電圧信号Ｓ13（後述）
との電圧差を誤差信号Ｓ14として発生するものである。

【００１４】立上り制御回路１０は、スイッチ１６，ア
ンプ１７，コンデンサ１８を備える基準電圧発生回路１
４と、スイッチ１９，アンプ２０を備える切換回路１５
とを具備している。基準電圧発生回路１４は、入力され
たＸ線曝射信号Ｓ3 により零から上昇する電圧の基準電
圧信号Ｓ13を発生するものである。また切換回路１５
は、基準電圧発生回路１４が発生する基準電圧信号Ｓ13
の電圧が前記設定管電圧信号Ｓ12の電圧に達したとき
に、定値制御に切り換えるものである。次にこのように
構成された実施例装置１の作用を説明する。

【００１５】オペレータが、図示しない操作卓を操作し
て低負荷である管電圧（例えば80ｋＶ），管電流を設定
したとすると、操作卓はセレクタ１１にｋＶ信号Ｓ1 ，
ｍＡ信号Ｓ2 を入力する。セレクタ１１は、設定された
管電圧（80ｋＶ）に対応する電圧（例えば８Ｖ）の設定
管電圧信号Ｓ12を基準電圧発生回路１４及び切換回路１
５に出力する。基準電圧発生回路１４のスイッチ１６
は、接点１６ｂにあり、切換回路１５のスイッチ１９
は、接点１９ｂにあるため、各回路１４，１５内には設
定管電圧信号Ｓ12は流れない。

【００１６】インバータ回路４を駆動開始後Ｘ線管電圧
が設定管電圧に到達するまでは、次のように作用する。
オペレータが、図示しない操作卓のＸ線曝射スイッチを
操作すると、インバータ回路４は駆動され、操作卓はＸ
線曝射信号Ｓ3を基準電圧発生回路１４に入力する。基
準電圧発生回路１４のスイッチ１６は、接点１６ａに動
作する。この段階では、切換回路１５のスイッチ１９
は、まだ接点１９ｂに動作したままであるため、セレク
タ１１からの設定管電圧信号Ｓ12は、比較回路１２に直
接入力されず、基準電圧発生回路１４を流れる。基準電
圧発生回路１４は、入力された設定管電圧信号Ｓ12を基
に電圧が零から上昇する基準電圧信号Ｓ13を比較回路１
２に入力する。比較回路１２は、入力される基準電圧信
号Ｓ13と高圧トランス５の管電圧検出回路が検出した検
出管電圧信号Ｓ11との差の電圧を誤差信号Ｓ14として発
生する。パルス幅制御回路９は、この誤差信号Ｓ14を基
にパルス幅を制御したパルス信号Ｓ15をインバータ回路
４に入力する。インバータ回路４は、入力されたパルス
信号Ｓ15に基づいて整流平滑回路３により変換された直
流電圧を交流電圧に変換し、高圧トランス５に入力す
る。高圧トランス５は、インバータ回路４の交流電圧出
力を昇圧して高圧整流回路６に出力し、Ｘ線管７に高圧
が印加される。Ｘ線管電圧が設定管電圧に到達するまで
は、パルス幅制御回路９が、基準電圧信号Ｓ13と検出管
電圧信号Ｓ11とを基に、フィードバック制御するので、
Ｘ線管７には基準電圧信号Ｓ13に対応して零から上昇す
るＸ線管電圧が印加される。

【００１７】Ｘ線管電圧が設定管電圧に到達した後は、
次のように作用する。切換回路１５のアンプ２０は、セ
レクタ１１からの設定管電圧信号Ｓ12と基準電圧発生回
路１４のスイッチ１６からの基準電圧信号Ｓ13との電圧
を比較して一致した場合に、切換回路１５のスイッチ１
９を接点１９ａに動作させる。セレクタ１１からの管電
圧信号Ｓ12は、基準電圧発生回路１４を通らずに直接比
較回路１２に入力され、比較回路１２は、入力される検
出管電圧信号Ｓ11と設定管電圧信号Ｓ12との差の電圧を
誤差信号Ｓ14として発生する。パルス幅制御回路９は、
この誤差信号Ｓ14を基にパルス幅を制御したパルス信号
Ｓ15をインバータ回路４に入力する。各部４，５，６
は、前述したのと同様に作用し、Ｘ線管７に高圧が印加
される。Ｘ線管電圧が設定管電圧に到達した後は、パル
ス幅制御回路９による定値制御に切り換わり、パルス幅
制御回路９が設定管電圧信号Ｓ12と検出管電圧信号Ｓ11
とを基にフィードバック制御するので、Ｘ線管７には設
定管電圧に等しいＸ線管電圧が印加される。

【００１８】このような上記実施例装置１によれば、図
４に示すように、負荷が最大の場合は、図５に示す従来
例装置と同様にインバータ回路を駆動してからｔ1 時間
（約０．１秒）でＸ線管電圧が一定となる。また負荷が
小さい場合は、ｔ1 時間より短いｔ2 ′時間でＸ線管電
圧が一定となるが、図５に示すようなリップルＲは電圧
波形に乗らないため、撮影開始時間を従来より短くで
き、撮影効率を向上できる。

【００１９】図３は図２に示すインバータ制御回路８の
他の例を示すインバータ制御回路３８である。図３に示
すインバータ制御回路３８は、図２に示すインバータ制
御回路８と同様にセレクタ１１を備え、このセレクタ１
１と高圧トランス５の図示しない管電圧検出回路とを入
力側に接続してなる検出用アンプ３３ａと、微分回路３
１と基準変化率信号出力回路３２とを入力側に接続して
なる基準用アンプ３３ｂと、各アンプ３３ａ，３３ｂの
出力側に接続してなる信号選択回路３４とを備える。

【００２０】検出用アンプ３３ａは、セレクタ１１から
入力される設定管電圧信号Ｓ12と高圧トランス５の管電
圧検出回路から入力される検出管電圧信号Ｓ11との差の
電圧を誤差信号Ｓ33a として出力するものである。微分
回路３１は、検出管電圧信号Ｓ11を微分した微分信号Ｓ
31を出力するものであり、基準変化率信号出力回路３２
は、電圧が零から上昇する基準変化率信号Ｓ32を出力す
るものである。また基準用アンプ３３ｂは、微分回路３
１から入力される微分信号Ｓ31と基準変化率信号出力回
路３２から入力される基準変化率信号Ｓ32との差の電圧
を誤差信号Ｓ33b として出力するものである。信号選択
回路３４は、入力される２つの誤差信号Ｓ33a ，Ｓ33b
の電圧が一致するまでは、基準用アンプ３３ｂからの誤
差信号Ｓ33b を出力し、一致した後は検出用アンプ３３
ａからの誤差信号Ｓ33a を出力するようになっている。

【００２１】このように構成されたインバータ制御回路
３８を用いたＸ線装置によれば、図２に示すインバータ
制御回路８を用いたＸ線装置１と同様の作用，効果を奏
する。なお本発明は上記実施例に限定されずその要旨を
変更しない範囲内で種々に変形実施可能である。

【００２２】

【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、インバー
タ回路を駆動後Ｘ線管電圧が設定管電圧に到達した後だ
けでなく、到達する前もフィードバック制御するように
しているので、負荷の大小によりリップルがＸ線管電圧
波形に乗ることが減るため、取り扱う負荷の幅が広がっ
てもＸ線管電圧の早期安定性に優れたＸ線装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のＸ線装置の概略構成図であ
る。

【図２】図１に示す装置のインバータ制御回路の要部回
路図である。

【図３】図１に示すインバータ制御回路の他の例を示す
要部回路図である。

【図４】図１に示す装置のＸ線管に印加されるＸ線管電
圧の波形図である。

【図５】従来のＸ線装置のＸ線管に印加されるＸ線管電
圧の波形図である。

【図６】従来のＸ線装置のインバータ回路に入力するパ
ルスを示す図である。

【符号の説明】

１Ｘ線装置４インバータ回路７Ｘ線管８インバータ制御回路９パルス幅制御回路１０立上り制御回路１４基準電圧出力回路Ｓ12 設定管電圧信号Ｓ13 基準電圧信号

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｘ線管にインバータ回路を駆動してＸ線
管電圧を印加するＸ線装置であって、入力される設定管
電圧信号と前記Ｘ線管電圧の検出管電圧信号との比較を
基に、前記インバータ回路への入力パルス幅を制御して
前記Ｘ線管電圧が前記設定管電圧に等しくなるようにフ
ィードバック制御するパルス幅制御回路を具備したＸ線
装置において、前記インバータ回路の駆動開始により電
圧が零から上昇する基準電圧信号を出力する基準電圧出
力回路を備え、前記インバータ回路の駆動開始後前記Ｘ
線管電圧が前記設定管電圧に到達するまで、前記設定管
電圧信号の代わりに前記基準電圧信号を前記パルス幅制
御回路に入力する立上り制御回路を有することを特徴と
するＸ線装置。