JP4959065B2

JP4959065B2 - Ｘ線高電圧装置

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Publication number: JP4959065B2
Application number: JP2001192169A
Authority: JP
Inventors: 圭一茶畑; 博司高野; 和彦坂本; 光一大原
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 2001-06-26
Filing date: 2001-06-26
Publication date: 2012-06-20
Anticipated expiration: 2021-06-26
Also published as: JP2003007496A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医療用または工業用のＸ線高電圧装置に関し、特にＸ線管からのＸ線の放射の停止時に該Ｘ線管と並列に接続されたコンデンサの電荷を急放電させて前記Ｘ線管のアノ−ドとカソ−ド間の電圧（以下、管電圧と記す）を高速に降下させるための高電圧スイッチ回路を接続しても前記Ｘ線管に流れる電流（以下、管電流と記す）を正確に検出して高精度のＸ線制御を可能とするＸ線高電圧装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、Ｘ線高電圧装置の管電圧を高速に制御する装置が開発されてきた。これらＸ線高電圧装置では、通常、高電圧変圧器の交流高電圧出力を高電圧整流器で整流し、これを高電圧側に付加したコンデンサや高電圧ケーブルの有している浮遊容量などのコンデンサで平滑して直流高電圧をＸ線管に供給している。
【０００３】
この場合、高電圧整流器があるために、前記コンデンサに蓄えられた電荷の放電はＸ線管を経由するルートしかないため、管電圧を高速で立ち上げることは比較的容易であるが、管電圧を高速に降下させることが困難であるという技術的な課題がある。
【０００４】
このため、血管内の血流を動画としてシネフィルムに撮影するシネ撮影や、血管でカテーテルを操作するとき高画質なリアルタイム画像を得るためのパルス透視など、高速なパルス状管電圧が要求されるＸ線高電圧装置では、管電圧の下降時の波形（以下、波尾と呼ぶ）が問題になる。すなわち、この波尾はＸ線フィルムやＸ線テレビ上に形成されるＸ線画像にはほとんど効果がなく、そのうえ、被検者に対する有害な被曝になりやすい低エネルギーＸ線がＸ線管から多量に放射されることになる。これは、特に、インターベンショナルラジオロジーに代表される高画質透視下での医療行為に対して（以下、ＩＶＲと記す）、無効被曝という現象によってこの有効性を阻害するほどのものである。更に、前記管電圧の波尾の期間は、Ｘ線管で前記コンデンサに蓄えられた電力を消費することになるので、それだけＸ線管の内部温度を上昇させ、その寿命を早めたり、パルスＸ線出力後の許容Ｘ線条件を制約するなどの問題が生じる。
このような問題を解決する一つの方法として、テトロード（四極真空管）を用いてアノード・カソード間を短絡させて波尾を短縮する方法（特開昭51-6689号公報）がある。
【０００５】
しかし、この方法ではテトロードは大型であるのでＸ線高電圧装置の小型化を阻害し、また、テトロード自身も高価でその上消耗品であるが故に定期的な交換が必要となり、経済性の面からも不利である。そこで、この問題を解決する方法として、Ｘ線管のアノードとカソード間に電流制限用インピーダンスと高電圧スイッチとの直列接続体を接続し、高電圧側のコンデンサに蓄積された電荷を高速に放電させる装置（以下、これを管電圧波尾切断装置と呼び、これに用いる回路を波尾切断回路と呼ぶことにする）が特開平8-212948号公報に開示されている。この方式は、複数個の電力用半導体スイッチング素子（以下、半導体スイッチと呼ぶ）を直列接続し、これらの半導体スイッチを順次スイッチングさせる高電圧スイッチと電流制限インピーダンスとの直列接続体を前記コンデンサと並列に接続し、Ｘ線の放射停止時に前記高電圧スイッチをスイッチングさせて前記コンデンサに蓄積された電荷を急激に放電させ管電圧を高速に降下させるものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
医用Ｘ線診断装置においては、設定したＸ線条件に対応したＸ線量を被検体に照射しなければならない。このＸ線量は、Ｘ線管に流れる電流の時間積分値に比例するので、管電流の検出には高精度が要求される。
【０００７】
この管電流値は、上記Ｘ線条件によって以下の3つの範囲に分類される。すなわち、撮影時の10mA〜1250mAと、ＩＶＲなどに使用されるパルス透視時の10mA〜100mAと、連続透視時の0.5mA〜4mAである。
【０００８】
このような広範囲の管電流値に対して、波尾切断回路がない従来のＸ線高電圧装置では、アノード・アース間とアース・カソード間に接続した高電圧回路に流れる電流を低抵抗を介して検出する方法（放射線診断機器工学医歯薬出版2001年2月20日発行第１版第5刷92ページ図2-126）に開示されている方法が用いられていた。この方法は、回路構成が簡単で低コストで実用に供しているが、上記電流制限用インピーダンスと高電圧半導体スイッチで構成された波尾切断回路を接続すると、この波尾切断回路の漏れ電流により誤差が生じる。この誤差は、Ｘ線管の等価インピーダンス（管電圧と管電流の比）が前記波尾切断回路の高電圧半導体スイッチの非導通時のインピーダンスに近い値のインピーダンスとなるＸ線条件ほど大きくなり、特に連続透視時では無視できないほどの誤差となる。
【０００９】
この漏れ電流は、管電圧が120kVの場合、約1.25mAとなり、撮影及びパルス透視時のような比較的管電流の大きい場合は問題はないが、連続透視時のような管電流の非常に小さい場合は、前記漏れ電流は無視できない値であり、この漏れ電流に相当するＸ線量分だけ透視時のＸ線量不足という事態が生じ、診断に支障をきたすこととなる。また、ＪＩＳ規格（日本工業標準調査会：医用Ｘ線高電圧装置通則JIS Z4702）の管電流の精度は±15％以内を満足しないことにもなる。
【００１０】
これに対して、高電圧ケーブルに流れる電流を電流検出器で検出する方法（放射線診断機器工学医歯薬出版2001年2月20日発行第１版第5刷93ページ図2-128）があるが、高電圧部と電気的に絶縁するための手段が必要となるために電流検出器が大型で高価となるばかりでなく、連続透視時のような微小電流値を電流検出器から管電流を制御する制御装置までの長い距離（約25m程度）を信号線で伝送しなければならないので、検出信号の減衰やノイズの混入の問題が発生し、その対策が大がかりなものとなる。
【００１１】
そこで、本発明の目的は，上記の課題を解消し、Ｘ線曝射停止時に管電圧を高速に降下させるための波尾切断回路を接続しても、管電流を正確に検出して高精度のＸ線制御を可能とするＸ線高電圧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】
上記目的は、交流電圧源と、この交流電圧源に一次巻線が接続されその電圧を昇圧する高電圧変圧器と、この高電圧変圧器の二次巻線に接続され昇圧された交流電圧を直流高電圧に変換する高電圧整流器と、この高電圧整流器に接続され前記直流高電圧を平滑するコンデンサと、このコンデンサに接続されたＸ線管と、前記コンデンサと並列に接続された高電圧半導体スイッチと電流制限インピーダンスとの直列接続体とから成る波尾切断回路と、前記高電圧半導体スイッチを導通又は非導通に駆動制御するスイッチ駆動制御手段とを備え、前記Ｘ線管からのＸ線の放射を停止する期間に前記スイッチ駆動制御手段により前記高電圧半導体スイッチを導通させて前記コンデンサの電荷を放電させて成るＸ線高電圧装置であって、前記高電圧変圧器の２次巻線は少なくとも2つ以上に分割され、この分割された2次巻線の各々の電圧を整流しこれらの電圧を合成する複数の整流手段と、これらの整流手段と接地間に設けた前記Ｘ線管の電流を検出する管電流検出手段と、前記波尾切断手段の漏れ電流を含む前記Ｘ線管と並列に接続された並列接続体の漏れ電流を検出する漏れ電流検出手段と、前記管電流検出手段で検出した検出値から前記漏れ電流検出手段で検出した漏れ電流値との差を求めて前記Ｘ線管に流れる実際の電流を求める実管電流検出手段とを具備することによって達成される。
【００１３】
また、上記目的は、交流電圧源と、この交流電圧源に一次巻線が接続されその電圧を昇圧する高電圧変圧器と、この高電圧変圧器の二次巻線に接続され昇圧された交流電圧を直流高電圧に変換する高電圧整流器と、この高電圧整流器に接続され前記直流高電圧を平滑するコンデンサと、このコンデンサに接続されたＸ線管と、前記コンデンサと並列に接続された高電圧半導体スイッチと電流制限インピーダンスとの直列接続体とから成る波尾切断回路と、前記高電圧半導体スイッチを導通又は非導通に駆動制御するスイッチ駆動制御手段とを備え、前記Ｘ線管からのＸ線の放射を停止する期間に前記スイッチ駆動制御手段により前記高電圧半導体スイッチを導通させて前記コンデンサの電荷を放電させて成るＸ線高電圧装置であって、前記高電圧変圧器の２次巻線は少なくとも2つ以上に分割され、この分割された2次巻線の電圧を整流する整流手段と、前記2つ以上に分割された2次巻線と接地間に設けた前記Ｘ線管の電流を検出する管電流検出手段と、前記波尾切断手段の漏れ電流を含む前記Ｘ線管と並列に接続された並列接続体の漏れ電流を検出する漏れ電流検出手段と、前記管電流検出手段で検出した検出値から前記漏れ電流検出手段で検出した漏れ電流値との差を求めて前記Ｘ線管に流れる実際の電流を求める実管電流検出手段とを具備することによって達成される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
先ず、インバータ式Ｘ線高電圧装置に波尾切断回路を接続した場合の管電流検出を従来の方法（アノード・アース間とアース・カソード間に接続した高電圧回路に流れる電流を低抵抗を介して検出する方法「放射線診断機器工学医歯薬出版2001年2月20日発行第１版第5刷92ページ図2-126」）で行った場合について図1を用いて説明する。
【００１５】
図1のインバータ式Ｘ線高電圧装置は、商用電源を直流に変換するコンバータ回路の出力電圧（直流電圧）をインバータ回路を用いて高周波の交流電源に変換し、その出力電圧を高電圧変圧器で昇圧した後、高電圧整流回路にて整流して直流の高電圧をＸ線管に印加してＸ線を放射するもので、コンバータ回路1と、インバータ回路2と、高電圧変圧器3と、高電圧整流回路4と、高電圧ケーブル5と、Ｘ線管6と、コンバータ制御回路9及びインバータ制御回路10と、波尾切断回路60と、管電圧検出回路70と、管電流検出回路80等で構成される。
【００１６】
次に上記構成要素のそれぞれの機能について簡単に説明する。上記コンバータ回路1は、直流電圧を供給する装置であり、50Hzまたは60Hzの商用の交流電源30の交流電圧をインダクタ8を介してスイッチング素子である絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（以下、ＩＧＢＴと略記）11，12，13，14により全波整流されて直流電圧に変換するものである。インバータ回路２は、スイッチング素子である絶縁ゲート型バイポーラトランジスタＩＧＢＴ21，22，23，24でフルブリッジ型のインバータ回路を構成し、上記コンバータ回路1から出力された直流電圧を受電して高周波の交流電源に変換すると共に管電圧を制御するものである。高電圧変圧器3は、上記インバータ回路2からの交流電圧を昇圧するものであり、その一次側がインバータ回路2の出力に接続されている。高電圧変圧器3の二次側は2分割されており、出力はそれぞれの高電圧整流回路4a，4bに接続されている。高電圧整流回路4は高電圧変圧器3で昇圧された高周波交流高電圧を直流の高電圧に整流するものであり、入力側は高電圧変圧器3の二次側に接続されている。高電圧整流回路4は2組みの全波整流回路が直列接続されており、プラス側の高電圧整流回路4aのカソード側は高電圧ケーブル5を介してＸ線を放射するＸ線管6の陽極側に、アノード側は管電流検出回路80を介してアース電位に接続されている。マイナス側の高電圧整流回路4bのカソード側は管電流検出回路80を介してアース電位に、アノード側は高電圧ケーブル5を介してＸ線管6の陰極側に接続されている。さらに、上記コンバータ回路1は、上記交流電源30の電圧と電流の位相及びコンバータ回路1の出力電圧の設定値V1とコンデンサ15で平滑された実際の出力電圧Vcとの差に応じて、前記コンバータ回路1のＩＧＢＴ11，12，13，14をパルス幅変調制御し，前記交流電源30の電流と電圧の位相を一致させると同時に、前記コンバータ回路1の出力電圧を前記設定値に一致させるように制御信号S1を生成するものである。
【００１７】
また、上記インバータ制御回路10は、目標管電圧信号Vkvと管電圧検出回路70で検出した管電圧検出信号Vxkvを入力して目標管電圧信号Vkvと管電圧検出信号Vxkvとを比較演算し、上記Ｘ線管６の管電圧が目標管電圧と一致するように制御信号S2を生成するものである。さらに前記インバータ制御回路10は、目標管電流信号VmAと管電流検出回路80で検出した管電流検出信号VxmAを入力して、目標管電流信号VmAと管電流検出信号VxmAとを比較演算し、上記Ｘ線管6の管電流が目標管電流と一致するように制御信号S3を生成し、これを前記Ｘ線管6の陰極フィラメントを加熱制御するフィラメント加熱回路50に入力するものである。なお、前記管電圧検出回路70は、高電圧抵抗と高電圧コンデンサの並列接続体からなり、管電圧値の精度向上及び管電圧波尾の高速下降のための波尾切断回路60は、電流制限用インピーダンスと複数の直列接続された高電圧半導体スイッチで構成されている（特開平8-212948号公報に開示）。また、26はインバータ回路2の出力側に挿入された共振用コンデンサで、高電圧変圧器3の漏れインダクタンスの影響で高周波の電流が上記高電圧変圧器３の巻線に十分流れないことを改善する目的で挿入してあり、上記の必要のない場合は挿入しなくてもよい。
【００１８】
続いて、管電流検出回路80の詳細について図2を用いて説明する。
Ｘ線管6に流れる実際の管電流値をＩxmA、管電圧検出用回路70に流れる漏れ電流をＩkVmA、波尾切断回路60に流れる漏れ電流をＩpmAとすると、高電圧整流回路４に流れる電流、すなわち端子ＡとＸ線管6のアノード間及び端子ＣとＸ線管6のカソード間に流れる電流ＩmAは、
ＩmA＝ＩxmA＋ＩkVmA＋ＩpmA （1）
となり、この電流は端子NEとアース間及び端子Nとアース間に流れる。
【００１９】
そこで、従来の管電流検出回路80は、前記ＩmAによる電圧降下を低抵抗80aと80bで検出し、これらの検出した電圧を演算増幅器81，82を介して演算増幅器83で合成した電圧ＶxmAを管電流値として検出する方法をとっていた。この結果、管電流検出回路80で検出する検出電流は、Ｘ線管6に流れる実際の管電流値ＩxmAよりも管電圧検出用回路70に流れる漏れ電流ＩkVmAと波尾切断回路60に流れる漏れ電流ＩpmAの和の分だけ多く検出されることになる。
【００２０】
しかし、波尾切断回路が無い管電圧検出回路70のみを有する従来では、該管電圧検出回路70の漏れ電流ＩkVmAは、Ｘ線管6に流れる実際の管電流値ＩxmAに比べて小さくそれほど問題にならなかったが、上記のように管電圧検出回路70に加えて波尾切断回路60を接続すると、これらの合成インピーダンスが非常に小さくなり、これによって生じる漏れ電流は無視できないものとなり、上記管電流検出回路80で検出する管電流検出方法では誤差が大きくなる。
【００２１】
図3は管電圧と上記漏れ電流の関係を示す図である。漏れ電流は管電圧に比例して増加し、この漏れ電流は波尾切断回路を接続することによって従来よりも大幅に増加する。
具体的には、管電圧が100kVの場合の漏れ電流は1.25mAとなり、連続透視時の目標管電流値を2mAとすると、実際の管電流mAは0.75mAとなり、透視時の線量不足という事態が生じ、診断に支障をきたすこととなる。また、ＪＩＳ規格（日本工業標準調査会：医用Ｘ線高電圧装置通則JIS Z4702）の管電流の精度である±15％以内を満足しないことにもなる。
【００２２】
本発明は、波尾切断回路60を接続しても上記誤差を無くするようにするもので、図4に本発明の第１の実施例における管電流検出部の回路構成を示す。管電圧検出回路70は、アノード側とカソード側に2分割され、一端はそれぞれＸ線管6のアノード側とカソード側に接続されている。もう一端はそれぞれ高電圧整流回路4a、4bのNE，N端子に接続されている。同様に、波尾切断回路60もアノード側とカソード側に2分割され、一端はそれぞれＸ線管6のアノード側とカソード側に接続され、もう一端はそれぞれ高電圧整流回路4a、4bのNE，N端子に接続されている。
【００２３】
このように、波尾切断回路60、管電圧検出回路70及び管電流検出回路80を構成することで、演算増幅器81、82によって端子AとＸ線管6のアノード間及び端子CとＸ線管6のカソード間に流れる電流ＩmAから上記波尾切断回路60と管電圧検出回路70に流れる漏れ電流ＩpmAとＩkVmAは差し引かれ、この差し引かれた真のＸ線管6に流れる電流に比例した電圧ＶxmAを演算増幅器83の出力に取り出すことができる。
【００２４】
図5は本発明の第2の実施例における管電流検出部の回路構成である。
管電圧検出用回路70はアノード側とカソード側に2分割され、一端はそれぞれアノード側とカソード側に接続され、もう一端は管電流検出回路80のNE，N端子に接続されている。一方、波尾切断回路60の漏れ電流ＩpmAは管電流検出回路80には直接入力しないで、図3に示した管電圧と波尾切断回路60の漏れ電流ＩpmAとの関係をインバータ制御回路10内のメモリに記憶しておく。インバータ制御回路10は、図6に示すように、中央演算処理ユニットＣＰＵと、各種データを記憶するメモリと、外部からのアナログ信号をディジタル信号に変換するアナログ／ディジタル変換器Ａ／Ｄと、ＣＰＵで演算した結果を外部にアナログ値として出力するためのディジタル／アナログ変換器Ｄ／Ａ等から成るマイクロコンピュータで構成され、前記インバータ制御信号Ｓ2、管電流出力信号Ｓ3を生成し、出力する。本発明の第2の実施例では、上記インバータ制御回路10のメモリに図3に示した管電圧ＶkVと波尾切断回路60の漏れ電流ＩpmAとの関係を記憶しておき、前記波尾切断回路60の漏れ電流ＩpmAに対応した電圧を含んでいる管電流検出回路80で検出した検出電圧ＶxmAをＡ／Ｄ変換器でディジタル値に変換してこれをＣＰＵに取り込み、一方メモリからこのときの管電圧に対応する波尾切断回路60の漏れ電流ＩpmAに相当するデータを前記ＣＰＵに読み出して、前記管電流検出回路80で検出してディジタル量に変換したディシタルデータから前記ＣＰＵに読み出した波尾切断回路60の漏れ電流ＩpmAに対応したデータを差し引いてこれをアナログ値に変換して真の管電流値を検出するものである。
【００２５】
このように構成することにより、既存の装置に波尾切断回路60を接続しても、図4に示した回路に変更する必要がなく、ソフトウェアの変更のみで対応可能となる。
【００２６】
図7は本発明の第3の実施例における管電流検出部の回路構成である。
波尾切断回路60はアノード側とカソード側に2分割され、一端はそれぞれアノード側とカソード側に接続され、もう一端は管電流検出回路80のNE，N端子に接続されている。
【００２７】
一方、管電圧検出回路70の漏れ電流ＩkvmAは管電流検出回路80には直接入力しないで、図3に示した管電圧と管電圧検出回路70の漏れ電流ＩkvmAとの関係をインバータ制御回路10内のメモリに記憶しておく。インバータ制御回路10は、図6に示したように構成され、該インバータ制御回路10のメモリに図3に示した管電圧ＶkVと管電圧検出回路70の漏れ電流ＩkvmAとの関係を記憶しておき、前記管電圧検出回路70の漏れ電流ＩkvmAに対応した電圧を含んでいる管電流検出回路80で検出した検出電圧ＶxmAをＡ／Ｄ変換器でディジタル値に変換してこれをＣＰＵに取り込み、一方メモリからこのときの管電圧に対応する管電圧検出回路70の漏れ電流ＩkvmAに相当するデータを前記ＣＰＵに読み出して、前記管電流検出回路80で検出してディジタル量に変換したディジタルデータから前記ＣＰＵに読み出した管電圧検出回路70の漏れ電流ＩkvmAに対応したデータを差し引いてこれをアナログ値に変換して真の管電流値を検出するものである。
このように構成しても、図4に示した第1の実施例と同様の効果を得ることができる。
【００２８】
図8は本発明の第4の実施例における管電流検出部の回路構成を示す。
管電圧検出回路70の漏れ電流ＩkvmA及び波尾切断回路60の漏れ電流ＩpmAの両方共に管電流検出回路80には直接入力しないで、図3に示した管電圧と管電圧検出回路70の漏れ電流ＩkvmA及び波尾切断回路60の漏れ電流ＩpmAとの関係をインバータ制御回路10内のメモリに記憶しておく。インバータ制御回路10は、図6に示したように構成され、該インバータ制御回路10のメモリに図3に示した管電圧ＶkVと管電圧検出回路70の漏れ電流ＩkvmA及び波尾切断回路60の漏れ電流ＩpmAとの関係を記憶しておき、前記管電圧検出回路70の漏れ電流ＩkvmA及び波尾切断回路60の漏れ電流ＩpmAに対応した電圧を含んでいる管電流検出回路80で検出した検出電圧ＶxmAをＡ／Ｄ変換器でディジタル値に変換してこれをＣＰＵに取り込み、一方メモリからこのときの管電圧に対応する管電圧検出回路70の漏れ電流ＩkvmA及び波尾切断回路60の漏れ電流ＩpmAに相当するデータを前記ＣＰＵに読み出して、前記管電流検出回路80で検出してディジタル量に変換したディジタルデータから前記ＣＰＵに読み出した管電圧検出回路70の漏れ電流ＩkvmA及び波尾切断回路60の漏れ電流ＩpmAに対応したデータを差し引いてこれをアナログ値に変換して真の管電流値を検出するものである。
このように構成しても、図4に示した第1の実施例と同様の効果を得ることができる。
【００２９】
以上は、本発明をインバータ式Ｘ線高電圧装置に用いた場合の実施例であるが、本発明はこれに限定するものではなく、「放射線診断機器工学医歯薬出版2001年2月20日発行第1版第5刷58頁〜78頁に開示」されている2ピーク形Ｘ線高電圧装置、6及び12ピーク形Ｘ線高電圧装置、テトロードを用いた定電圧式Ｘ線高電圧装置及びコンデンサ式Ｘ線高電圧装置にも用いて有効である。図9に12ピーク形Ｘ線高電圧装置に波尾切断回路60を接続した実施例を示す。このＸ線高電圧装置は、三相交流電源90の電圧を三相単巻変圧器100で設定した管電圧に調整し、この調整した電圧を三相高電圧変圧器110で昇圧して2組の全波整流回路120で整流して、この整流した直流の高電圧をＸ線管6に印加するもので、管電流は上記インバータ式Ｘ線高電圧装置と同様に、前記2つの全波整流回路120aと120bとの間及びアース間に接続した管電流検出回路130の低抵抗130aと130bに生じる電圧降下を検出ものである。なお、140はＸ線の曝射及び遮断を三相交流電源90の位相とは無関係に任意に遮断するための電子式スイッチである。のこのような構成の12ピーク形Ｘ線高電圧装置に波切断回路60を接続すると、管電流検出回路130で検出される管電流には該波尾切断回路60による漏れ電流ＩpmAが誤差となって現れる。この誤差は、上記インバータ式Ｘ線高電圧装置の実施例と同様の方法で補正できる。すなわち、図4で管電圧検出回路が無い方法、図5で管電圧検出回路が無い方法である。
【００３０】
図10に2ピーク形Ｘ線高電圧装置に波尾切断回路60を接続した実施例を示す。このＸ線高電圧装置は、単相交流電源150の電圧を単巻変圧器160で設定した管電圧に調整し、この調整した電圧を単相高電圧変圧器180で昇圧して全波整流回路190で整流して、この整流した直流の高電圧をＸ線管6に印加するもので、管電流は上記単相高電圧変圧器の2つの2次巻線とアース間に流れる交流電流による電圧降下を低抵抗200a、200bで検出し、これを図示省略の整流回路で直流電圧に変換して検出する。なお、170はＸ線の曝射及び遮断を行うための電子式スイッチである。このような構成の2ピーク形Ｘ線高電圧装置に波切断回路60を接続すると、管電流検出回路200で検出される管電流には該波尾切断回路60による漏れ電流ＩpmAが誤差となって現れる。この誤差は、上記インバータ式Ｘ線高電圧装置の実施例と同様の方法で補正できる。すなわち、図4で管電圧検出回路が無い方法、図5で管電圧検出回路が無い方法である。
【００３１】
以上のように、本発明は、インバータ式Ｘ線高電圧装置を含む全てのＸ線高電圧装置に波尾切断回路を接続しても、Ｘ線管に流れる管電流を簡単な回路で高精度に検出できる。
【００３２】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、Ｘ線曝射停止時に管電圧を高速に降下させるための波尾切断回路に流れる漏れ電流を含むＸ線管に流れる電流以外の漏れ電流を検出し、あるいは予め求めておいておき、これらの漏れ電流を接地に流れる電流から差し引いて補正する管電流検出手段を設けたので、波尾切断回路を接続しても高精度のＸ線制御が可能となるＸ線高電圧装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】インバータ式Ｘ線高電圧装置に波尾切断回路を接続した場合の管電流検出を従来の方法で行った場合のシステム構成図。
【図２】図１の管電流検出回路の詳細を示す図。
【図３】管電圧と漏れ電流の関係を示す図。
【図４】本発明の第１の実施例における管電流検出回路の詳細を示す図。
【図５】本発明の第２の実施例における管電流検出回路の詳細を示す図。
【図６】本発明の第２の実施例におけるインバータ制御回路の構成ブロック図。
【図７】本発明の第３の実施例における管電流検出回路の詳細を示す図。
【図８】本発明の第４の実施例における管電流検出回路の詳細を示す図。
【図９】１２ピーク形Ｘ線高電圧装置に波尾切断回路を接続した回路構成図。
【図１０】２ピーク形Ｘ線高電圧装置に波尾切断回路を接続した回路構成図。
【符号の説明】
１コンバータ回路、２インバータ回路（フルブリッジ型）、３高電圧変圧器、４高電圧整流回路、５高電圧ケーブル、６Ｘ線管、９コンバータ制御回路、１０インバータ制御回路、１１〜１４ IGBT、１５コンデンサ、２１〜２４ IGBT、３０交流電源、６０波尾切断回路、７０管電圧検出回路、８０管電流検出回路、８０ａ,８０ｂ低抵抗

Claims

交流電圧を入力し該入力した交流電圧を昇圧し出力する高電圧変圧器と、該昇圧した交流電圧を直流電圧に整流する高電圧整流回路と、該整流した直流電圧を印加しＸ線を発生するＸ線管と、該Ｘ線管に印加した直流電圧の値を検出する管電圧検出回路と、前記Ｘ線管に印加した直流電圧を降下させる波尾切断回路と、前記Ｘ線管に流れる管電流を検出する管電流検出回路と、を有したＸ線高電圧装置において、
前記高電圧変圧器は、入力側に一次巻線、出力側にニ次巻線を有し、該ニ次巻線は２つのブロックから構成され、前記高電圧整流回路は、該２つのブロックから構成されるニ次巻線にそれぞれ接続する２つのブロックから構成され、前記管電圧検出回路は、該２つのブロックから構成される高電圧整流回路にそれぞれ並列に接続する２つのブロックから構成され、前記２つのブロックから構成される高電圧整流回路は、前記管電流検出回路を介して直列に接続され、前記波尾切断回路、及び前記Ｘ線管は、前記管電流検出回路を介して直列に接続された高電圧整流回路に並列に接続され、前記管電流検出回路は、該管電流検出回路によって検出した電流値から、予めメモリ部に記憶した前記Ｘ線管に印加する直流電圧値と、前記波尾切断回路の漏れ電流値と、の関係から当該印加した直流電圧に対する漏れ電流の値を差分した値を前記Ｘ線管に流れる管電流として検出することを特徴とするＸ線高電圧装置。
交流電圧を入力し該入力した交流電圧を昇圧し出力する高電圧変圧器と、該昇圧した交流電圧を直流電圧に整流する高電圧整流回路と、該整流した直流電圧を印加しＸ線を発生するＸ線管と、該Ｘ線管に印加した直流電圧の値を検出する管電圧検出回路と、前記Ｘ線管に印加した直流電圧を降下させる波尾切断回路と、前記Ｘ線管に流れる管電流を検出する管電流検出回路と、を有したＸ線高電圧装置において、
前記高電圧変圧器は、入力側に一次巻線、出力側にニ次巻線を有し、該ニ次巻線は２つのブロックから構成され、前記高電圧整流回路は、該２つのブロックから構成されるニ次巻線にそれぞれ接続する２つのブロックから構成され、前記波尾切断回路は、該２つのブロックから構成される高電圧整流回路にそれぞれ並列に接続する２つのブロックから構成され、前記２つのブロックから構成される高電圧整流回路は、前記管電流検出回路を介して直列に接続され、前記管電圧検出回路、及び前記Ｘ線管は、前記管電流検出回路を介して直列に接続された高電圧整流回路に並列に接続され、前記管電流検出回路は、該管電流検出回路によって検出した電流値から、予めメモリ部に記憶した前記Ｘ線管に印加する直流電圧値と、前記管電圧検出回路の漏れ電流値と、の関係から当該印加した直流電圧に対する漏れ電流の値を差分した値を前記Ｘ線管に流れる管電流として検出することを特徴とするＸ線高電圧装置。
交流電圧を入力し該入力した交流電圧を昇圧し出力する高電圧変圧器と、該昇圧した交流電圧を直流電圧に整流する高電圧整流回路と、該整流した直流電圧を印加しＸ線を発生するＸ線管と、該Ｘ線管に印加した直流電圧の値を検出する管電圧検出回路と、前記Ｘ線管に印加した直流電圧を降下させる波尾切断回路と、前記Ｘ線管に流れる管電流を検出する管電流検出回路と、を有したＸ線高電圧装置において、
前記高電圧変圧器は、入力側に一次巻線、出力側にニ次巻線を有し、該ニ次巻線は２つのブロックから構成され、前記高電圧整流回路は、該２つのブロックから構成されるニ次巻線にそれぞれ接続する２つのブロックから構成され、前記２つのブロックから構成される高電圧整流回路は、前記管電流検出回路を介して直列に接続され、前記管電圧検出回路、前記波尾切断回路、及び前記Ｘ線管は、前記管電流検出回路を介して直列に接続された高電圧整流回路に並列に接続され、前記管電流検出回路は、該管電流検出回路によって検出した電流値から、予めメモリ部に記憶した前記Ｘ線管に印加する直流電圧値と、前記管電圧検出回路の漏れ電流値、及び前記波尾切断回路の漏れ電流値の関係から当該印加した直流電圧に対する前記それぞれの漏れ電流の値を差分した値を前記Ｘ線管に流れる管電流として検出することを特徴とするＸ線高電圧装置。
前記管電圧検出回路は、抵抗とコンデンサとの並列接続体から構成され、前記波尾切断回路は、半導体スイッチと抵抗との直列接続体とから構成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のＸ線高電圧装置。
前記高電圧変圧器に接続し、前記高電圧変圧器に入力する交流電圧を生成するインバータ回路と、該インバータ回路を制御し前記Ｘ線管に印加する電圧を調整するインバータ制御部と、を有し、
前記インバータ制御部は、前記管電流検出回路によって検出する管電流に基づいて前記インバータ回路を制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のＸ線高電圧装置。