JP4488556B2 - MEDICAL POWER SUPPLY DEVICE AND X-RAY CT DEVICE USING THE SAME - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電源線を伝搬するノイズを低減させる機能を有する医用電源装置およびこれを用いたX線CT装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、外部電源から電源線を介して電源供給を受ける医用機器においては、電源線を伝搬してきた外来のノイズによって機器が誤動作することを防ぐため、また、機器内部で発生したノイズが電源線を伝搬して機器の外部へ漏出することを防ぐため、電源線にこのような伝導ノイズを低減させるラインフィルタ(電源線フィルタともいう)を接続した医用電源装置を有する構成となっている。
【0003】
図8は、ラインフィルタの一般的な構成を示す回路図である。ここでは、一例として電源の供給方式にいわゆる3相3線式を適用した場合のラインフィルタを示してある。同図のラインフィルタは、入力端子61,62,63に図示していない交流の外部電源が3相に対応する3本の電源線を介して接続されており、また、出力端子64,65,66には図示していない機器内部の各回路が同様に3本の電源線を介して接続されている。
【0004】
この3相の外部電源は、電源線に接続された入力端子61乃至63および出力端子64乃至66を介して機器内部の回路や電装パーツ等へ供給され、さらに、交流電源から生成された直流電源が機器の動作制御等を行なうデジタル回路へ供給されている。
【0005】
また、入力端子61乃至63に接続された電源線を伝搬してきた外来のノイズは、各電源線の間にそれぞれ接続された抵抗R1,R2,R3を介して各電源線の間にそれぞれ接続されたコンデンサC1,C2,C3に入力され、低減されるようになっている。
【0006】
一方、機器内部で発生して出力端子64乃至66に接続された電源線を伝搬してきたノイズは、各電源線にそれぞれ挿入して接続されたインダクタンスL1,L2,L3と各電源線の間にそれぞれ接続されたコンデンサC4,C5,C6とで構成されるいわゆるLC低域フィルタにより低減されるようになっており、電源線を伝搬して入力端子61乃至63から機器の外部へ漏出しないようにしている。
【0007】
さらに、各電源線とグランド線との間にそれぞれ接続されたコンデンサC7,C8,C9により、機器内部からラインフィルタのグランド線に伝搬してきたノイズも低減されるようにしている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような従来のラインフィルタにおいては、落雷等により機器の外部から通常時の10倍以上にもなる非常に大きなサージ電圧(過電圧)が、電源線に混入してきたような場合には、このサージ電圧がラインフィルタで増幅されるという現象が起こる。
【0009】
すなわち、本来、ラインフィルタはノイズを低減するために用いられるものであるが、このような外来のサージ電圧に対しては、低減することができないばかりか増幅してしまうのである。
【0010】
図9は、従来のラインフィルタの入力端子に入力されたサージ電圧の波形と、このときの出力端子における出力電圧の波形の一例を示す図である。同図(a)に示すように印加時に2[kV]という非常に大きな一過性のサージ電圧が入力端子に入力された場合には、同図(b)に示すように、例えば3[kV]程度に増幅された電圧が出力端子から出力されることとなる。
【0011】
ここで、ラインフィルタの内部でサージ電圧が増幅されるメカニズムについて解析すべく、発明者らが行なった実験について説明する。
【0012】
図10(a)は、電圧源71を示す図であり、図10(b)は、この電圧源71で発生させる印加時に1[kV]のサージ電圧の入力波形を示す図である。
【0013】
図11(b)は、図11(a)に示すように、電圧源71で図10(a)のサージ電圧を発生させてインダクタンス73に入力し、その出力電圧を電圧計72で測定したときの出力波形を示す図である。図11(b)より、インダクタンス単体においては、入力されたサージ電圧はなんら変化することはなく、そのまま出力されることが観測された。
【0014】
図12(b)は、図12(a)に示すように、電圧源71で図10(b)のサージ電圧を発生させてコンデンサ74に入力し、その出力電圧を電圧計72で測定したときの出力波形を示す図である。図12(b)より、コンデンサ単体においてはサージ電圧は約1.5倍に増幅され、その後にサージ電圧の振幅が振動しつつ減衰していくのが観測された。
【0015】
図13(b)は、図13(a)に示すように、電圧源71で図10(b)のサージ電圧を発生させてインダクタンス73とコンデンサ74により構成されるLC低域フィルタに入力し、直列に接続されたインダクタンス73とコンデンサ74の出力電圧を電圧計72で測定したときの出力波形を示す図である。図13(b)より、LC低域フィルタにおいては、約1.5倍に増幅された後に、コンデンサ単体の場合よりも発振に近いような状態でサージ電圧の振幅が振動しつつ減衰していくのが観測された。
【0016】
この実験の結果から、コンデンサ単体の場合であっても、実際には電源線にインダクタンス成分が発生していることを考えると、コンデンサとインダクタンス若しくはインダクタンス成分とを有する場合にサージ電圧が増幅されるものと考えられる。
【0017】
このように、ラインフィルタにおけるサージ電圧の増幅率は1.5倍〜2倍程度になることがあるため、この増幅されたサージ電圧によって機器内部の回路や電装パーツ等に不具合が生じるおそれがあった。
【0018】
また、一過性のサージ電圧ほどの高電圧ではないが、繰り返し変動するサージ電圧が機器の外部からラインフィルタのグランド線に混入してきたような場合には、このグランド線をラインフィルタと共通にするデジタル回路に影響を与えることもある。すなわち、デジタル回路は、5[V]あるいは3.3[V]等のような低電圧で動作するので、グランド線に繰り返し変動するサージ電圧が混入してきた場合には、それが僅かな変動であっても誤動作が発生するおそれがあった。
【0019】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、落雷等に起因する一過性のサージ電圧や繰り返し変動するサージ電圧から機器内部の各回路や電装パーツ等を保護し得る医用電源装置およびこれを用いたX線CT装置を提供することにある。
【0020】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る医用電源装置は、医用機器の内部で発生したノイズの漏出を防ぐラインフィルタが外部から多相電源を供給する電源線に挿入して接続される医用電源装置であって、前記ラインフィルタの電源出力段の各相の電源線の間にサージ電圧を吸収する第1のサージアブソーバを接続し、前記ラインフィルタの電源入力段の各相の電源線の間にサージ電圧を吸収する第2のサージアブソーバを接続し、前記ラインフィルタの電源出力段の電源線とグランド線との間に繰り返し変動するサージ電圧を吸収する第3のサージアブソーバを接続し、前記ラインフィルタの電源入力段の電源線とグランド線との間にサージ電圧を吸収する第4のサージアブソーバを接続し、前記第3のサージアブソーバと第4のサージアブソーバは、共通のグランド端子に接続したことを要旨とする。
【0029】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用する実施の形態について図面を用いて説明する。
【0030】
[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態におけるラインフィルタの構成を示す回路図であり、図2は、このラインフィルタを適用した医用機器の一例としてX線CT装置の構成を示すブロック図である。
【0031】
図2の架台1は、対向配置されたX線管装置(図示せず)とX線検出器(図示せず)とをその間に配置された被検体を中心に回転可能なように設けられた回転部2と、外部電源8から電源線9を介して供給されてきた3相電源を回転部2へ電源線10を介して供給する固定部3を有する構成である。
【0032】
固定部3は、外部電源8から供給されてきた電流が過剰になったときに電源線9を遮断する遮断器4と、機器内部で発生したノイズが電源線9を伝搬して外部へ漏出することを防ぐとともに、電源線9に混入してきた外来のサージ電圧を低減させるイミュニティラインフィルタ(Immunity Line Filter、以下「イミュニティLF」という)5と、3相電源を機器内部の各回路や電装パーツ等に供給する順番を制御するパワー投入回路6と、3相電源から生成した直流電源を機器の制御等を行なうデジタル回路や各ユニット(図示せず)に供給するDC供給部7とを有する構成である。
【0033】
図1のラインフィルタは、このイミュニティLF5に相当するものであり、前述した図8記載のラインフィルタの電源出力段において各電源線の間にバリスタV4,V5,V6がそれぞれ接続された構成である。なお、その他、図8と同一物には同一の符号を付す。
【0034】
まず、このような構成のX線CT装置の撮像動作について簡単に説明する。
【0035】
回転部2は、図示していない制御処理装置から固定部3を介して伝送されてきた制御信号に従って、対向して配置されたX線管装置とX線検出器との位置関係を保持した状態で被検体を中心として回転する。この回転のための電源は、固定部3から電源線10を介して供給されるものであり、回転部2においては例えばスリップリング方式によりX線管装置やX線検出器に電源が供給される。なお、このような回転部2の回転動作はノイズの発生源の一つとなるものであるが、イミュニティLF5により、このノイズが電源線10、9を介して漏出することは防止される。
【0036】
次に、X線管装置に一定の回転角度毎に、例えばファンビーム形状のX線を360°の方向から曝射させ、それぞれの回転角度毎に被検体を透過したX線をX線検出器で検出する。X線検出器では、検出したX線量に基づいてデジタル信号を生成し、対数変換することで被検体の断層面に関する情報信号、すなわち、いわゆる投影データを得る。X線検出器としては2次元のX線検出器を用いることで、被検体の複数の断層面に関する投影データを得ることができる。なお、X線のビーム形状は、ファンビーム形状に限らず、パラレルビーム形状の場合もある。
【0037】
続いて、X線検出器により得られた投影データを固定部3を介して制御処理装置へ伝送し、制御処理装置では、例えばフィルタ補正逆投影法による画像再構成処理を行なうことで、被検体の断層面に関する画像を得る。
【0038】
次に、イミュニティLF5の作用について説明する。
【0039】
通常、電源線9に過電流が流れてきたような場合には、基本的には遮断器4が作動して電源線9を遮断する。しかし、通常の遮断器は、電圧制御よりも電流制御の方が支配的であるため、落雷等によるサージ電圧には対応しきれない場合も多い。
【0040】
このようにサージ電圧が電源線9に混入してきたにも関わらず、遮断器4を作動させる程の電流が流れない場合には、イミュニティLF5によりサージ電圧を低減させるようにする。
【0041】
一般に、バリスタは、電圧が上昇すると非直線的に抵抗値が低下する半導体素子であり、特に、一過性のサージ電圧に対する追従特性に優れている。
【0042】
そこで、イミュニティLF5の電源出力段に接続したバリスタV4乃至V6には、例えば、前記所定値が落雷等により想定される電圧値に近い特性を有するバリスタを用いることで、入力端子61乃至63を介して供給されてきた電源電圧が通常値であるときにはバリスタV4乃至V6の抵抗値が変わらないようにしておき、落雷等によりサージ電圧が混入してきた場合にだけ抵抗値が低下するようにしておく。
【0043】
したがって、本実施の形態によれば、このようなバリスタV4乃至V6を電源出力段の各電源線の間に接続したことで、入力端子61乃至63を介して混入してきた外来のサージ電圧が、イミュニティLF5の内部で増幅される現象が生じた場合であっても、出力端子64乃至66から出力される前にこの増幅されたサージ電圧を低減させることができ、もって機器内部の各回路や電装パーツ等を保護することができる。
【0044】
なお、本実施の形態においては、医用機器の一例としてX線CT装置に本発明を適用した場合について説明したが、これに限られるものではなく、例えば、超音波診断装置やMRI(Magnetic Resonance Imaging)等、外部電源から電源線を介して電源供給を受ける他の医用機器にも本発明を適用することができる。
【0045】
また、本実施の形態においては、3相により電源の供給が行われることとしたが、2相あるいは4相以上で電源が供給される場合であっても本発明を適用することができる。
【0046】
さらに、本実施の形態においては、サージアブソーバの一例としてバリスタを用いることとしたが、これに限られるものではなく、類似の特性を有するものであればよいことはいうまでもない。
【0047】
[第2の実施の形態]
図3は、本発明の第2の実施の形態におけるイミュニティLFの構成を示す回路図である。その特徴としては、図1記載のイミュニティLFの電源入力段において各電源線の間にバリスタV1,V2,V3をそれぞれ接続して、入力端子61乃至63を介して電源線を伝搬してきた外来のサージ電圧を電源入力段で低減させるようにしたことにある。なお、その他、図1と同一物には同一の符号を付す。
【0048】
図4(a)は、図3に示したように電源入力段と電源出力段において各電源線の間にバリスタがそれぞれ接続されたイミュニティLFの入力端子に入力されたサージ電圧の波形を示す図であり、同図(b)は、このときの出力端子における出力電圧の波形の一例を示す図である。同図(b)より、印加時に2[kV]程度あったサージ電圧が出力時には1[kV]程度に低減されることがわかる。
【0049】
したがって、本実施の形態によれば、バリスタV1乃至V3をイミュニティLFの電源入力段の各電源線の間にそれぞれ接続したことで、電源入力段でサージ電圧を低減させることができ、イミュニティLFの内部の回路をサージ電圧から保護することができる。
【0050】
また、イミュニティLFの電源入力段に接続したバリスタV1乃至V3と、電源出力段に接続したバリスタV4乃至V6とを併用することによって、サージ電圧を更に低減させることができ、もって医用機器の内部の各回路や電装パーツ等を確実に保護することができる。
【0051】
[第3の実施の形態]
図5は、本発明の第3の実施の形態におけるイミュニティLFの構成を示す回路図である。その特徴としては、図3記載のイミュニティLFに接地されたグランド端子67を設け、イミュニティLFの電源入力段のいずれかの電源線とグランド端子67との間にバリスタV7を接続するとともに、イミュニティLFの電源出力段のいずれかの電源線とグランド端子67との間にバリスタV8を接続して、落雷等によりサージ電圧がグランド線に混入してきた場合にもこれを低減できるようにしたことにある。なお、その他、図3と同一物には同一の符号を付す。
【0052】
したがって、本実施の形態によれば、イミュニティLFの電源線とグランド端子67との間にバリスタV7,V8をそれぞれ接続したことで、サージ電圧がグランド線に混入してきた場合にもこれを低減させることができ、もって医用機器の内部の各回路や電装パーツ等をサージ電圧から保護することができる。
【0053】
なお、本実施の形態においては、3相3線式により電源が供給されるものとしたが、3相電源の代わりに単相電源を用いることとした場合であっても、電源線とグランド端子との間にバリスタを接続することで、電源線あるいはグランド線に混入してきた外来のサージ電圧を低減させることができる。
【0054】
[第4の実施の形態]
図6は、本発明の第4の実施の形態におけるイミュニティLFの構成を示す回路図である。その特徴としては、図5記載のイミュニティLFの電源入力段の電源線に接続されたバリスタV7とグランド端子67との間、および電源出力段の電源線に接続されたバリスタV8とグランド端子67との間に繰り返し変動するサージ電圧の吸収特性に優れたダイサージアブソーバDSA1,DSA2をそれぞれ接続し、グランド線に混入してきた繰り返し変動するサージ電圧を吸収するようにしたことにある。なお、その他、図5と同一物には同一の符号を付す。
【0055】
ダイサージアブソーバDSA1,DSA2には、例えば、繰り返し変動するサージ電圧として想定される最大値を所定値として、この所定値以下で電圧が変動する場合であっても電流はほとんど変化せず、電圧が所定値を超えたときに抵抗値が低下して電流が増加するような非直線的な電圧−電流特性を有するものを用いることとし、所定値以下の繰り返し変動するサージ電圧がグランド線に混入してきたような場合には、これを吸収できるようにする。
【0056】
次に、図6記載のイミュニティLFの総合的な動作について図7を用いて説明する。
【0057】
電源線やグランド線(GND)に混入してきた一過性のサージ電圧および繰り返し変動するサージ電圧(ラインノイズ)を、イミュニティLFでは以下のように低減させる(ブロック700,710)。
【0058】
まず、イミュニティLFの電源入力段(前段)において各電源線の間に接続されたサージアブソーバ(バリスタV1乃至V3)により電源線に混入してきた一過性のサージ電圧を低減させ、イミュニティLFの内部の回路を保護する(ブロック720)。
【0059】
続いて、イミュニティLFの電源出力段(後段)において各電源線の間に接続されたサージアブソーバ(バリスタV4乃至V6)によりイミュニティLFの内部で増幅されたサージ電圧を低減させる(ブロック730)。
【0060】
また、電源線とグランド端子67との間に接続されたサージアブソーバ(バリスタV7,V8、ダイサージアブソーバDSA1,DSA2)によりグランド線に混入してきた一過性のサージ電圧あるいは繰り返し変動するサージ電圧を低減させてグランド線の電圧レベルを安定化させ、イミュニティLFとグランド線を共通とするデジタル回路の誤動作の発生を防いで他ユニット等を保護する(ブロック740)。
【0061】
したがって、本実施の形態によれば、電源線とグランド端子67との間に繰り返し変動するサージ電圧の吸収特性に優れたダイサージアブソーバDSA1,DSA2をそれぞれ接続したことで、繰り返し変動するサージ電圧がグランド線に混入してきた場合であってもグランド線の電圧レベルを安定化させることができ、もってイミュニティLFとグランド線を共通とするデジタル回路の誤動作の発生を防止することができる。
【0062】
なお、本実施の形態においては、ダイサージアブソーバは、上述したような非直線的な電圧−電流特性を有するものを用いることとしたが、例えばシリコン(Si)のPN接合による非直線的な電圧−電流特性を利用したシリコンサージアブソーバを用いるようにしてもよい。
【0063】
【発明の効果】
本発明に係る医用電源装置によれば、前記ラインフィルタの電源出力段の各相の電源線の間にサージアブソーバを接続したことで、医用機器の外部から前記電源線に混入し、ラインフィルタの内部で増幅された一過性のサージ電圧を低減させることができ、もってサージ電圧から医用機器の内部の各回路や電装パーツ等を保護することができる。
【0064】
また、前記ラインフィルタの電源入力段の各相の電源線の間にサージアブソーバ を接続したことで、医用機器の外部から電源線に混入してきたサージ電圧を低減させることができ、ラインフィルタ内部の回路を保護することができる。
【0065】
さらに、前記ラインフィルタの電源線とグランド線との間にサージアブソーバを接続したことで、医用機器の外部からグランド線に混入してきたサージ電圧を低減させることができ、もってサージ電圧から医用機器の内部の各回路や電装パーツ等を保護することができる。また、多相電源の代わりに単相電源を用いた場合であっても、電源線あるいはグランド線に混入してきた外来のサージ電圧を低減させることができる。
【0066】
また、前記ラインフィルタの電源線とグランド線との間に繰り返し変動するサージ電圧を吸収するサージアブソーバを設けたことで、医用機器の外部からグランド線に混入してきた繰り返し変動するサージ電圧を低減させてグランド線の電圧レベルを安定化させることができ、もって前記ラインフィルタとグランド線を共通にするデジタル回路の誤動作の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態におけるイミュニティLFの構成を示す回路図である。
【図2】イミュニティLFを適用した医用機器の一例としてX線CT装置の構成を示すブロック図である。
【図3】第2の実施の形態におけるイミュニティLFの構成を示す回路図である。
【図4】イミュニティLFに入力されたサージ電圧の波形と、出力電圧の波形の一例を示す図である。
【図5】第3の実施の形態におけるイミュニティLFの構成を示す回路図である。
【図6】第4の実施の形態におけるイミュニティLFの構成を示す回路図である。
【図7】第4の実施の形態におけるイミュニティLFの動作を説明するためのブロック図である。
【図8】従来のラインフィルタの一般的な構成を示す回路図である。
【図9】従来のラインフィルタに入力されたサージ電圧の波形と、出力電圧の波形の一例を示す図である。
【図10】電圧源と、この電圧源に発生させるサージ電圧の入力波形を示す図である。
【図11】インダクタンス単体にサージ電圧を入力するための回路構成と、その出力波形を示す図である。
【図12】コンデンサ単体にサージ電圧を入力するための回路構成と、その出力波形を示す図である。
【図13】LC低域フィルタにサージ電圧を入力するための回路構成と、その出力波形を示す図である。
【符号の説明】
1…架台、2…回転部、3…固定部、4…遮断器、5…イミュニティLF、6…パワー投入回路、7…DC供給部、8…外部電源、9,10…電源線、L1,L2,L3…インダクタンス、C1,C2,C3,C4,C5,C6,C7,C8,C9…コンデンサ、R1,R2,R3…抵抗、V1,V2,V3,V4,V5,V6,V7,V8…バリスタ、DSA1,DSA2…ダイサージアブソーバ、61,62,63…入力端子、64,65,66…出力端子、67…グランド端子、71…電圧源、72…電圧計、73…インダクタンス、74…コンデンサ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a medical power supply apparatus having a function of reducing noise propagating through a power supply line and an X-ray CT apparatus using the medical power supply apparatus.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a medical device that is supplied with power from an external power source via a power line, in order to prevent the device from malfunctioning due to external noise that has propagated through the power line, noise generated inside the device is In order to prevent propagation and leakage to the outside of the device, the power supply line includes a medical power supply device connected to a line filter (also referred to as a power line filter) that reduces such conduction noise.
[0003]
FIG. 8 is a circuit diagram showing a general configuration of the line filter. Here, as an example, a line filter when a so-called three-phase three-wire system is applied to a power supply method is shown. In the line filter shown in the figure, an AC external power supply (not shown) is connected to
[0004]
This three-phase external power supply is supplied to circuits and electrical parts inside the equipment via
[0005]
In addition, external noise that has propagated through the power supply lines connected to the
[0006]
On the other hand, noise generated inside the apparatus and propagated through the power supply lines connected to the
[0007]
Furthermore, noises propagated from the inside of the device to the ground line of the line filter are reduced by capacitors C7, C8, and C9 respectively connected between the power supply lines and the ground lines.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional line filter, when a very large surge voltage (overvoltage), which is 10 times or more than the normal time, is mixed into the power supply line from the outside of the device due to lightning or the like, A phenomenon occurs in which this surge voltage is amplified by the line filter.
[0009]
In other words, the line filter is originally used to reduce noise, but such an external surge voltage cannot be reduced but is amplified.
[0010]
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of the waveform of the surge voltage input to the input terminal of the conventional line filter and the waveform of the output voltage at the output terminal at this time. When a very large transient surge voltage of 2 [kV] is applied to the input terminal during application as shown in FIG. 10A, for example, 3 [kV] as shown in FIG. ] Is amplified from the output terminal.
[0011]
Here, an experiment conducted by the inventors to analyze the mechanism by which the surge voltage is amplified inside the line filter will be described.
[0012]
FIG. 10A is a diagram showing the
[0013]
11B, when the
[0014]
12B, when the surge voltage of FIG. 10B is generated by the
[0015]
13 (b), as shown in FIG. 13 (a), the
[0016]
From the results of this experiment, even if it is a capacitor alone, considering that an inductance component is actually generated in the power supply line, the surge voltage is amplified when the capacitor and the inductance or the inductance component are included. It is considered a thing.
[0017]
As described above, since the amplification factor of the surge voltage in the line filter may be about 1.5 to 2 times, there is a possibility that the amplified surge voltage may cause a problem in a circuit or an electrical part inside the device. It was.
[0018]
Also, if the surge voltage, which is not as high as a transient surge voltage, enters the ground line of the line filter from the outside of the equipment, use this ground line in common with the line filter. May affect the digital circuit. In other words, the digital circuit operates at a low voltage such as 5 [V] or 3.3 [V]. Therefore, when a surge voltage that fluctuates repeatedly is mixed in the ground line, it is a slight fluctuation. Even if there was, there was a risk of malfunction.
[0019]
The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to protect each circuit, electrical part, and the like inside a device from a transient surge voltage caused by a lightning strike or a surge voltage that fluctuates repeatedly. An object of the present invention is to provide a medical power supply device that can be used and an X-ray CT apparatus using the same.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a medical power supply according to the present invention is a medical power supply in which a line filter that prevents leakage of noise generated inside a medical device is inserted and connected to a power supply line that supplies a multiphase power supply from the outside. A first surge absorber that absorbs a surge voltage between the power lines of each phase of the power output stage of the line filter, and connected between the power lines of each phase of the power input stage of the line filter A second surge absorber that absorbs surge voltage is connected to a third surge absorber that absorbs a surge voltage that repeatedly fluctuates between a power line and a ground line of the power output stage of the line filter, A fourth surge absorber that absorbs a surge voltage is connected between the power line and the ground line of the power input stage of the line filter, and the third surge absorber and the fourth surge absorber are connected. Soba is summarized in that connected to the common ground terminal.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings.
[0030]
[First Embodiment]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a line filter according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an X-ray CT apparatus as an example of a medical device to which the line filter is applied. It is.
[0031]
The gantry 1 in FIG. 2 is provided so that an X-ray tube device (not shown) and an X-ray detector (not shown) arranged opposite to each other can be rotated around a subject arranged therebetween. The
[0032]
The fixing
[0033]
The line filter shown in FIG. 1 corresponds to the immunity LF5, and has a configuration in which varistors V4, V5, and V6 are connected between the power supply lines in the power supply output stage of the line filter shown in FIG. . In addition, the same components as those in FIG.
[0034]
First, the imaging operation of the X-ray CT apparatus having such a configuration will be briefly described.
[0035]
The
[0036]
Next, the X-ray tube device is irradiated with, for example, fan beam-shaped X-rays from a direction of 360 ° at a certain rotation angle, and the X-rays transmitted through the subject at each rotation angle are detected by the X-ray detector. Detect with. The X-ray detector generates a digital signal based on the detected X-ray dose and performs logarithmic conversion to obtain an information signal related to the tomographic plane of the subject, that is, so-called projection data. By using a two-dimensional X-ray detector as the X-ray detector, projection data relating to a plurality of tomographic planes of the subject can be obtained. The X-ray beam shape is not limited to the fan beam shape but may be a parallel beam shape.
[0037]
Subsequently, the projection data obtained by the X-ray detector is transmitted to the control processing device via the fixed
[0038]
Next, the operation of the immunity LF5 will be described.
[0039]
Usually, when an overcurrent flows through the power line 9, basically, the circuit breaker 4 operates to cut off the power line 9. However, since current control is more dominant than voltage control in a normal circuit breaker, there are many cases where it is not possible to cope with surge voltage due to lightning strikes.
[0040]
As described above, when the surge voltage is mixed into the power supply line 9 but the current sufficient to operate the circuit breaker 4 does not flow, the surge voltage is reduced by the immunity LF5.
[0041]
In general, a varistor is a semiconductor element whose resistance value decreases non-linearly when the voltage rises, and is particularly excellent in follow-up characteristics against a transient surge voltage.
[0042]
Therefore, as the varistors V4 to V6 connected to the power output stage of the immunity LF5, for example, by using a varistor having a characteristic in which the predetermined value is close to a voltage value assumed due to lightning strike, the varistors are connected via the
[0043]
Therefore, according to the present embodiment, by connecting such varistors V4 to V6 between the power supply lines of the power supply output stage, the external surge voltage mixed through the
[0044]
In the present embodiment, the case where the present invention is applied to an X-ray CT apparatus as an example of a medical device has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, an ultrasonic diagnostic apparatus or MRI (Magnetic Resonance Imaging) is used. The present invention can also be applied to other medical devices that receive power supply from an external power source via a power line.
[0045]
In this embodiment, power is supplied by three phases. However, the present invention can be applied even when power is supplied by two phases or four or more phases.
[0046]
Furthermore, in this embodiment, the varistor is used as an example of the surge absorber. However, the present invention is not limited to this, and it is needless to say that the varistor has similar characteristics.
[0047]
[Second Embodiment]
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of the immunity LF in the second embodiment of the present invention. The feature is that in the power input stage of the immunity LF shown in FIG. 1, varistors V1, V2, and V3 are connected between the power lines, and the power lines are propagated through the
[0048]
FIG. 4A shows a waveform of the surge voltage input to the input terminal of the immunity LF in which a varistor is connected between each power line in the power input stage and the power output stage as shown in FIG. FIG. 4B is a diagram showing an example of the waveform of the output voltage at the output terminal at this time. FIG. 5B shows that the surge voltage that was about 2 [kV] at the time of application is reduced to about 1 [kV] at the time of output.
[0049]
Therefore, according to the present embodiment, by connecting the varistors V1 to V3 between the power supply lines of the power input stage of the immunity LF, the surge voltage can be reduced at the power input stage, and the immunity LF The internal circuit can be protected from surge voltage.
[0050]
Further, by using the varistors V1 to V3 connected to the power input stage of the immunity LF in combination with the varistors V4 to V6 connected to the power output stage, the surge voltage can be further reduced, so that the inside of the medical device can be reduced. Each circuit and electrical parts can be reliably protected.
[0051]
[Third Embodiment]
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of an immunity LF in the third embodiment of the present invention. As a feature thereof, a
[0052]
Therefore, according to the present embodiment, the varistors V7 and V8 are connected between the power line of the immunity LF and the
[0053]
In this embodiment, power is supplied by a three-phase three-wire system. However, even when a single-phase power source is used instead of a three-phase power source, the power source line and the ground terminal are used. By connecting a varistor between the two, an external surge voltage mixed in the power supply line or the ground line can be reduced.
[0054]
[Fourth Embodiment]
FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of an immunity LF in the fourth embodiment of the present invention. The feature is that between the varistor V7 connected to the power supply line of the power input stage of the immunity LF shown in FIG. 5 and the
[0055]
The die surge absorbers DSA1 and DSA2 have, for example, a maximum value assumed as a repetitively varying surge voltage as a predetermined value, and even if the voltage fluctuates below this predetermined value, the current hardly changes, and the voltage does not change. Use a non-linear voltage-current characteristic in which the resistance value decreases and the current increases when a predetermined value is exceeded, and surge voltage that fluctuates repeatedly below the predetermined value enters the ground line. If this happens, make sure that it can be absorbed.
[0056]
Next, the overall operation of the immunity LF shown in FIG. 6 will be described with reference to FIG.
[0057]
In the immunity LF, the transient surge voltage and the surge voltage (line noise) that fluctuate repeatedly mixed in the power supply line and the ground line (GND) are reduced as follows (blocks 700 and 710).
[0058]
First, the transient surge voltage mixed in the power supply line is reduced by the surge absorber (varistors V1 to V3) connected between the power supply lines in the power input stage (previous stage) of the immunity LF. Are protected (block 720).
[0059]
Subsequently, the surge voltage amplified inside the immunity LF is reduced by the surge absorbers (varistors V4 to V6) connected between the power supply lines in the power output stage (rear stage) of the immunity LF (block 730).
[0060]
In addition, transient surge voltage or repetitively fluctuating surge voltage mixed in the ground line by surge absorbers (varistors V7, V8, die surge absorbers DSA1, DSA2) connected between the power supply line and the
[0061]
Therefore, according to the present embodiment, by connecting the die surge absorbers DSA1 and DSA2 having excellent absorption characteristics of the surge voltage that repeatedly varies between the power supply line and the
[0062]
In this embodiment, the die surge absorber having the non-linear voltage-current characteristics as described above is used. However, for example, a non-linear voltage due to a PN junction of silicon (Si) is used. -A silicon surge absorber using current characteristics may be used.
[0063]
【The invention's effect】
According to the medical power supply device of the present invention, a surge absorber is connected between the power supply lines of each phase of the power output stage of the line filter, so that the power line is mixed from the outside of the medical device, The transient surge voltage amplified inside can be reduced, and thus each circuit and electrical parts inside the medical device can be protected from the surge voltage.
[0064]
In addition, by connecting a surge absorber between the power lines of each phase of the power input stage of the line filter, the surge voltage mixed into the power line from the outside of the medical device can be reduced. The circuit can be protected.
[0065]
Furthermore, by connecting a surge absorber between the power line of the line filter and the ground line, it is possible to reduce the surge voltage mixed into the ground line from the outside of the medical device, so that the surge voltage of the medical device can be reduced. Each internal circuit and electrical parts can be protected. Further, even when a single-phase power supply is used instead of the multiphase power supply, an external surge voltage mixed in the power supply line or the ground line can be reduced.
[0066]
In addition, by providing a surge absorber that absorbs a surge voltage that fluctuates repeatedly between the power line and ground line of the line filter, the surge voltage that fluctuates repeatedly that has entered the ground wire from outside the medical device is reduced. Thus, the voltage level of the ground line can be stabilized, and the malfunction of the digital circuit that shares the line filter and the ground line can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of an immunity LF in a first embodiment.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an X-ray CT apparatus as an example of a medical device to which immunity LF is applied.
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of an immunity LF in the second embodiment.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a waveform of a surge voltage input to an immunity LF and a waveform of an output voltage.
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of an immunity LF in the third embodiment.
FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of an immunity LF in the fourth embodiment.
FIG. 7 is a block diagram for explaining an operation of an immunity LF in the fourth embodiment.
FIG. 8 is a circuit diagram showing a general configuration of a conventional line filter.
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a surge voltage waveform input to a conventional line filter and an output voltage waveform;
FIG. 10 is a diagram illustrating a voltage source and an input waveform of a surge voltage generated in the voltage source.
FIG. 11 is a diagram showing a circuit configuration for inputting a surge voltage to a single inductance and an output waveform thereof;
FIG. 12 is a diagram illustrating a circuit configuration for inputting a surge voltage to a single capacitor and an output waveform thereof;
FIG. 13 is a diagram showing a circuit configuration for inputting a surge voltage to an LC low-pass filter and an output waveform thereof.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Mount, 2 ... Rotating part, 3 ... Fixed part, 4 ... Circuit breaker, 5 ... Immunity LF, 6 ... Power supply circuit, 7 ... DC supply part, 8 ... External power supply, 9,10 ... Power supply line, L1, L2, L3 ... inductance, C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8, C9 ... capacitors, R1, R2, R3 ... resistors, V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8 ... Varistor, DSA1, DSA2 ... Die surge absorber, 61, 62, 63 ... Input terminal, 64, 65, 66 ... Output terminal, 67 ... Ground terminal, 71 ... Voltage source, 72 ... Voltmeter, 73 ... Inductance, 74 ... Capacitor
Claims (3)
前記ラインフィルタの電源出力段の各相の電源線の間にサージ電圧を吸収する第1のサージアブソーバを接続し、
前記ラインフィルタの電源入力段の各相の電源線の間にサージ電圧を吸収する第2のサージアブソーバを接続し、
前記ラインフィルタの電源出力段の電源線とグランド線との間に繰り返し変動するサージ電圧を吸収する第3のサージアブソーバを接続し、
前記ラインフィルタの電源入力段の電源線とグランド線との間にサージ電圧を吸収する第4のサージアブソーバを接続し、
前記第3のサージアブソーバと第4のサージアブソーバは、共通のグランド端子に接続されることを特徴とする医用電源装置。A medical power supply apparatus in which a line filter that prevents leakage of noise generated inside a medical device is inserted and connected to a power supply line that supplies a polyphase power from outside,
Connecting a first surge absorber that absorbs a surge voltage between the power lines of each phase of the power output stage of the line filter ;
Connecting a second surge absorber for absorbing a surge voltage between the power lines of each phase of the power input stage of the line filter;
Connecting a third surge absorber that absorbs a surge voltage that repeatedly fluctuates between a power line and a ground line of the power output stage of the line filter;
Connecting a fourth surge absorber for absorbing a surge voltage between a power line and a ground line of the power input stage of the line filter;
The medical power supply apparatus, wherein the third surge absorber and the fourth surge absorber are connected to a common ground terminal .
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