JP3275443B2 - インバータ式x線高電圧装置 - Google Patents

インバータ式x線高電圧装置

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JP3275443B2 JP10221193A JP10221193A JP3275443B2 JP 3275443 B2 JP3275443 B2 JP 3275443B2 JP 10221193 A JP10221193 A JP 10221193A JP 10221193 A JP10221193 A JP 10221193A JP 3275443 B2 JP3275443 B2 JP 3275443B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はインバータ式X線高電
圧装置、特に電流共振型インバータを用いたX線高電圧
装置に関する。
【0002】
【従来技術】電流共振型インバータを用いたインバータ
式X線高電圧装置は、交流電源を一旦整流・平滑した
後、高速にインバータでスイッチングし、共振インダク
タンスと共振コンデンサとにより共振させて高周波の交
流を作り、この交流をトランスで昇圧し再び整流・平滑
して高圧の直流を得、これを管電圧としてX線管に供給
するものである。
【0003】すなわち、従来のインバータ式高電圧装置
は、図2のように構成されている。図2において、商用
交流電源1からの交流出力が整流器2で整流され、平滑
コンデンサ3で蓄積されることにより平滑されて直流出
力に変換される。この直流出力がインバータ4によりス
イッチングされて交流出力に変換され、共振コンデンサ
5及び共振インダクタンス6を経て高電圧発生装置7に
送られる。高電圧発生装置は高圧トランスと高圧整流器
を備えており、この装置で高圧の直流に変換され、X線
管8に印加される。ここで共振インダクタンス6は高電
圧発生装置7を構成する高圧トランスの漏れインダクタ
ンスを含むものである。
【0004】このような共振型インバータ式X線高電圧
装置では、共振周波数は、回路に付加される共振コンデ
ンサ5と高圧トランスの漏れインダクタンス等のインダ
クタンス6によって決まる。その出力は管電圧、すなわ
ち負荷に合わせてインバータ4のスイッチング(駆動)
周波数を制御することにより制御される。
【0005】したがって、X線管8に印加される直流の
高圧の制御、すなわち管電圧の制御は、高電圧発生装置
7に設けられた分圧抵抗で管電圧が分圧されて実測さ
れ、それが周波数制御回路9にフィードバックされ、こ
の回路9により実測管電圧が設定管電圧になるようにイ
ンバータ4のスイッチング周波数が変化されることによ
り行われる。
【0006】一般に共振周波数は可聴周波数以上に設計
されており、インバータ4のスイッチング周波数はこの
共振周波数よりも低い周波数範囲で設定管電圧に応じて
変化させられる。すなわち、インバータ4のスイッチン
グ周波数はX線フィルム撮影時等の負荷が大きいほど高
く、X線透視時等の負荷の小さいほど低くされる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
共振型インバータ式X線高電圧装置では、X線フィルム
撮影時などの負荷が大きいときにはインバータ4のスイ
ッチング周波数が可聴周波数以上であるので人間の耳に
は静かな装置となるが、透視時などの負荷が小さいとき
にはインバータ4のスイッチング周波数が低い周波数と
なり、可聴周波数域となり、人間の耳に耳ざわりな非常
にうるさい装置となる、という問題がある。特に、外科
用のX線装置のように術者ならびに被検体(患者)のす
ぐそばに装置が置かれて使用される場合は、精神衛生上
無視できない。さらに、透視は長時間連続して行われる
ために装置が発生する騒音がより問題となる。
【0008】本発明は上記に鑑み、透視時などの負荷が
小さい場合においてもインバータのスイッチング周波数
が可聴周波数域になることがなく、騒音の発生しないイ
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】 交流電源からの交流出
力を直流出力に変換し、この変換された直流出力をイン
バータでスイッチングして高周波の交流出力に変換し、
この変換された交流出力を昇圧し直流出力に変換して管
電圧としてX線管に印加するインバータ式X線高電圧装
置において、前記管電圧に応じて前記インバータのスイ
ッチング周波数を変化させる周波数制御手段と、前記イ
ンバータを可聴周波数より高い一定の周波数でスイッチ
ングする固定周波数発生手段と、前記インバータが一定
周波数でスイッチングされる時にそれに入力される直流
出力を管電圧に応じて変化させる直流出力可変手段とを
備え、撮影時などの大負荷時に、前記周波数制御手段は
前記管電圧に応じて前記インバータのスイッチング周波
数を変化させ、透視時などの軽負荷時に、前記固定周波
数発生手段は、前記インバータを可聴周波数より高い一
定の周波数でスイッチングし、前記直流出力可変手段は
前記インバータに入力される直流出力を管電圧に応じて
変化させることを特徴とする。
【0010】
【作用】定周波数でスイッチングする手段は、X線透視
時などの負荷の小さいときにインバータを可聴周波数を
越えた高い周波数でスイッチングする。その結果、装置
は騒音を発生しない。
【0011】直流入力を変化する手段は、インバータの
定周波数でのスイッチング時のインバータの入力を負荷
に応じて変化させる。
【0012】したがって、インバータの入力を変化させ
ることにより管電圧を制御できる。
【0013】
【実施例】以下に本発明の好ましい一実施例を図面を参
照しながら説明する。図1において、10はインバータ
4を可聴周波数を越えたある一定の周波数でスイッチン
グするための固定周波数発生回路、11は透視時などの
負荷の小さいときにインバータ4の直流電源となる平滑
コンデンサで、サイリスタ12、12´を介して交流電
源1に接続されている。
【0014】13は位相制御回路で、高電圧発生装置7
内で検出され実測された管電圧フィードバック信号と設
定管電圧信号が供給されており、両者の比較結果に基づ
いて、サイリスタ12、12´を位相制御し、実測管電
圧が設定管電圧に等しくなるよう平滑コンデンサ11の
充電電圧を制御する。14は、撮影と透視を切換える切
換えスイッチで撮影時にはR値に、透視時にはF側に切
り換えられる。
【0015】つぎに、上記構成装置の動作について説明
する。まず、X線フィルムに撮影するときなどの大負荷
時には、切換えスイッチ14を図示と逆のR側に切り換
える。この状態は図2と同一であり、交流電源1からの
交流出力が整流器2、平滑コンデンサ3で整流・平滑さ
れて直流出力に変換され、この直流出力がインバータ4
によりスイッチングされて交流出力に変換される。この
交流出力は、共振コンデンサ5および共振インダクタン
ス6を経て高電圧発生装置7に送られ、高圧の直流に変
換されてX線管8に印加される。
【0016】この際、周波数制御回路9は高電圧発生装
置7よりの管電圧フィードバック信号と設定管電圧信号
とを比較し、実測管電圧が設定管電圧になるようにイン
バータ4のスイッチング周波数を制御、すなわちX線管
11に印加される高電圧に応じてスイッチング周波数を
制御する。このときの共振周波数が可聴周波数を越える
値になるように共振コンデンサ5と共振インダクタンス
6の値CLが定められており、周波数制御回路9でX線
管11に印加される高圧に応じて制御されるインバータ
4のスイッチング周波数は、その共振周波数近くまで高
められるので、可聴周波数を越えている。その結果、人
間の耳には静かなものとなる。
【0017】他方、透視時などの軽負荷時には、切換え
スイッチ14は図示のF側に切り換えられる。この状態
では、交流電源1からの交流出力はサイリスタ12、1
2´で位相制御され、コンデンサ11で直流出力に変換
され、この直流出力は固定周波数発生回路10で定まる
スイッチング周波数でスイッチングされるインバータ4
で交流出力に変換される。
【0018】この交流出力は共振コンデンサ5および共
振インダクタンス6を経て高電圧発生装置7に送られ、
高圧の直流に変換されてX線管8に印加される。固定周
波数発生回路10は、可聴周波数を越えるある一定の周
波数でインバータ4をスイッチングするので、切換えス
イッチ14がR側に切り換えられている時と同様に人間
の耳には静かなものとなる。
【0019】また、位相制御回路13には、高電圧発生
装置7よりの管電圧フィードバック信号と設定管電圧信
号とが供給されており、同回路13は、前記両信号を比
較し、実測管電圧が設定管電圧になるようにサイリスタ
12,12´を位相制御することにより、コンデンサ1
1の充電電圧、すなわち、インバータ4への入力を制御
する。
【0020】以上のように、切換えスイッチがR側に切
り換えられた撮影するときなどの大負荷時にはコンデン
サ充電電圧一定、すなわちインバータの入力一定でイン
バータのスイッチング周波数変化により管電圧を制御
し、切換えスイッチがF側に切り換えられたX線透視な
どの軽負荷時には、インバータのスイッチング周波数一
定で、コンデンサ充電電圧を変化させて管電圧を制御す
るものであるが、いずれの制御においてもインバータの
スイッチング周波数は可聴周波数を越えているので、人
間の耳には静かなものとなり、騒音を発生しない。
【0021】なお、上記の実施例では、インバータを固
定周波数でスイッチングするX線透視時などの軽負荷時
のコンデンサの充電電圧の制御をサイリスタを用い、そ
れの位相制御でもって行なうようにしたが、オートトラ
ンスでもって行なうことも可能である。また、実施例で
は、周波数制御回路、位相制御回路に自動制御機能を持
たせ、管電圧フィードバック信号を供給し、管電圧を設
定管電圧に自動設定できるようにしたが、手動設定する
ことも可能である。
【0022】
【効果】本発明によれば、透視時などの小負荷時におい
ても可聴周波数を越えるスイッチング周波数でもってイ
ンバータをスイッチングすることができるので騒音の発
生しないインバ−タ式X線高電圧装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のブロック図である。
【図2】従来例のブロック図である。
【符号の説明】
1…交流電源 2…整流器 3…平滑コ
ンデンサ 4…インバータ 5…共振コンデンサ 6…共振
インダクタンス 7…高電圧発生装置 8…X線管 9…
周波数制御回路 10…固定周波数発生回路 11…コンデンサ 1
2、12´…サイリスタ 13…位相制御回路 14…切換えスイッチ

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 交流電源からの交流出力を直流出力に変
    換し、この変換された直流出力をインバータでスイッチ
    ングして高周波の交流出力に変換し、この変換された交
    流出力を昇圧し直流出力に変換して管電圧としてX線管
    に印加するインバータ式X線高電圧装置において、 前記管電圧に応じて前記インバータのスイッチング周波
    数を変化させる周波数制御手段と、前記インバータを可
    聴周波数より高い一定の周波数でスイッチングする固定
    周波数発生手段と、前記インバータが一定周波数でスイ
    ッチングされる時にそれに入力される直流出力を管電圧
    に応じて変化させる直流出力可変手段と、を備え、 撮影時などの大負荷時に、前記周波数制御手段は前記管
    電圧に応じて前記インバータのスイッチング周波数を変
    化させ、 透視時などの軽負荷時に、前記固定周波数発生手段は、
    前記インバータを可聴周波数より高い一定の周波数でス
    イッチングし、前記直流出力可変手段は前記インバータ
    に入力される直流出力を管電圧に応じて変化させること
    を特徴とするインバータ式X線高電圧装置。
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