JP4987498B2

JP4987498B2 - Bias voltage control circuit and X-ray generator using the same

Info

Publication number: JP4987498B2
Application number: JP2007021157A
Authority: JP
Inventors: 渉林田; 栄作中村; 敏理宮原; 信行石丸; 隆二西田
Original assignee: Rigaku Corp
Current assignee: Rigaku Corp
Priority date: 2007-01-31
Filing date: 2007-01-31
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2027-01-31
Also published as: JP2008186774A

Description

本発明は、高電圧で発生したＸ線の調整に用いられるバイアス電圧制御回路およびこれを用いたＸ線発生装置に関する。 The present invention relates to a bias voltage control circuit used for adjusting X-rays generated at a high voltage, and an X-ray generator using the same.

Ｘ線発生装置は、Ｘ線管の陽極と陰極との間に高電圧を印加し、高温に加熱した陰極のフィラメントから熱電子を放出させ、陽極に衝突させることでＸ線を発生させる。そして、バイアス電圧をウエネルトに印加することでＸ線の焦点サイズを制御する。このような従来のＸ線発生装置は、ウエネルトにかかるバイアス電圧をトランスの３次巻線により検出し制御する。一方で、Ｘ線発生装置には、コッククロフト・ウォルトン回路により高電圧を発生させ、発生した電圧を検出して出力を制御するものがある。（特許文献１参照）。 The X-ray generator generates X-rays by applying a high voltage between an anode and a cathode of an X-ray tube, emitting thermoelectrons from a cathode filament heated to a high temperature, and colliding with the anode. Then, the focus size of the X-ray is controlled by applying a bias voltage to the Wehnelt. In such a conventional X-ray generator, the bias voltage applied to Wehnelt is detected and controlled by the tertiary winding of the transformer. On the other hand, some X-ray generators generate a high voltage by a Cockcroft-Walton circuit, detect the generated voltage, and control the output. (See Patent Document 1).

たとえば、特許文献１に記載されるＸ線源用高電圧電源は、高電圧とバイアス電圧をシリーズに接続し、高電圧とバイアス電圧の最終出力を検出抵抗で検出する。すなわち、高電圧を直列に接続してその最終電圧を検出抵抗で分圧し、この電圧をフィードバックして誤差増幅器でバイアス電圧を制御している。この電源においても、バイアス電圧は１次側で検出し、１次側で制御する。 For example, the X-ray source high voltage power supply described in Patent Document 1 connects a high voltage and a bias voltage in series, and detects the final output of the high voltage and the bias voltage with a detection resistor. That is, a high voltage is connected in series, the final voltage is divided by a detection resistor, this voltage is fed back, and the bias voltage is controlled by an error amplifier. Also in this power supply, the bias voltage is detected on the primary side and controlled on the primary side.

開放型Ｘ線発生装置の電源は、高電圧電源、フィラメント電源、バイアス電源で構成されており、バイアス電源はＸ線焦点サイズを決定している。バイアス電圧は、通常、主電源に数百Ｖで重畳されている。近年、Ｘ線焦点サイズについて微小化の要求が高まっていることを受け、高電圧に重畳してバイアス電圧を印加して、焦点サイズを絞るＸ線発生装置が開発されている。
特開２００１−４５７６１号公報 The power source of the open X-ray generator is composed of a high voltage power source, a filament power source, and a bias power source, and the bias power source determines the X-ray focal point size. The bias voltage is usually superimposed at several hundred volts on the main power supply. In recent years, in response to the increasing demand for miniaturization of the X-ray focal spot size, an X-ray generator that narrows the focal spot size by applying a bias voltage superimposed on a high voltage has been developed.
JP 2001-45761 A

しかしながら、上記のようなＸ線発生装置では、バイアス電圧を２次側の回路で検出しておらず出力状態を十分にフィードバックできないため、バイアス電圧の安定が悪くなって管電流が変化し、Ｘ線焦点サイズやＸ線強度が変動する。特に、焦点サイズを絞ってＸ線を用いる場合には、バイアス電圧の変動が焦点サイズの安定に大きく影響する。従来のＸ線発生装置では、バイアス電源の安定度が十分でなかったため、管球内汚染でウエネルト−フィラメント間の絶縁が悪くなるとバイアス電流が流れてバイアス電圧がふらつき、Ｘ線焦点サイズやＸ線強度が変動する。 However, in the X-ray generator as described above, since the bias voltage is not detected by the secondary circuit and the output state cannot be sufficiently fed back, the stability of the bias voltage is deteriorated and the tube current is changed. The line focus size and X-ray intensity vary. In particular, when X-rays are used with a reduced focus size, fluctuations in the bias voltage greatly affect the focus size stability. In the conventional X-ray generator, since the stability of the bias power supply is not sufficient, if the insulation between the Wehnelt and the filament is deteriorated due to contamination in the tube, a bias current flows and the bias voltage fluctuates. The intensity varies.

このような事情から、本発明者らは２次側の回路でバイアス電圧を検出することを考えるに至ったが、バイアス電圧は２次側の高電圧に重畳されており、その電圧は高電圧の約０．１７％にすぎない。上記の特許文献１記載の電源のように、高電圧とバイアス電圧の最終出力を１次側で検出し、１次側でバイアス電圧を制御することは可能である。しかしながら、この場合には、測定されるのは高電圧に重畳されているバイアス電圧であるため、バイアス電圧のみを高精度で制御することができず、十分にＸ線焦点サイズやＸ線強度を安定させることができない。 Under these circumstances, the present inventors have come to consider that the bias voltage is detected by the circuit on the secondary side. However, the bias voltage is superimposed on the high voltage on the secondary side, and the voltage is the high voltage. It is only about 0.17%. Like the power supply described in Patent Document 1, it is possible to detect the final output of the high voltage and the bias voltage on the primary side and control the bias voltage on the primary side. However, in this case, since it is the bias voltage superimposed on the high voltage that is measured, it is not possible to control only the bias voltage with high precision, and the X-ray focal spot size and X-ray intensity are sufficiently controlled. It cannot be stabilized.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、バイアス電圧を安定させ、Ｘ線焦点サイズおよびＸ線強度を安定させることができるバイアス電圧制御回路およびこれを用いたＸ線発生装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and a bias voltage control circuit capable of stabilizing a bias voltage and stabilizing an X-ray focal spot size and an X-ray intensity, and an X-ray generator using the same. The purpose is to provide.

（１）上記の目的を達成するため、本発明に係るバイアス電圧制御回路は、高電圧に重畳されるバイアス電圧を制御するＸ線発生装置のバイアス電圧制御回路であって、高電圧トランスおよび高電圧コッククロフト・ウォルトン回路により２次側の回路において昇圧された前記高電圧に重畳された、前記バイアス電圧を検出し検出電圧を生成するバイアス電圧検出部と、同期クロックにより基準パルスを生成するパルス発生部と、前記検出電圧と前記基準パルスから発生させた鋸波との交点のタイミングでフィードバック用パルスを生成する信号変換部と、前記生成されたフィードバック用パルスを２次側の回路から１次側の回路に伝送する信号伝送部と、前記伝送されたフィードバック用パルスを用い基準パルスから発生させた鋸波をピークホールドして前記検出電圧を復元する検出電圧復元部と、前記復元された検出電圧に基づいて１次側の回路でバイアス電圧を制御する１次電圧制御部と、を備えることを特徴としている。 (1) In order to achieve the above object, a bias voltage control circuit according to the present invention is a bias voltage control circuit for an X-ray generator that controls a bias voltage superimposed on a high voltage. A bias voltage detection unit for detecting the bias voltage and generating a detection voltage superimposed on the high voltage boosted in the secondary side circuit by a voltage cockcroft-Walton circuit, and a pulse generation for generating a reference pulse by a synchronous clock , A signal converter for generating a feedback pulse at the timing of the intersection of the detected voltage and the sawtooth wave generated from the reference pulse, and the generated feedback pulse from the secondary circuit to the primary side And a sawtooth wave generated from a reference pulse using the transmitted feedback pulse. The detection voltage restorer for restoring the detected voltage is held, it is characterized by and a primary voltage control unit for controlling the bias voltage in the circuit of the primary side based on the restored detected voltage.

このように、本発明のバイアス電圧制御回路は、２次側の回路で検出電圧に対応するフィードバック用パルスを生成して１次側の回路で検出電圧を復元する。これにより、高電圧に重畳される２次側のバイアス電圧を検出して制御することができる。そして、ウエネルト−フィラメント間の絶縁が悪くなってもバイアス電圧の変動を小さく抑えることができる。その結果、Ｘ線発生装置のバイアス電圧を安定させ、Ｘ線焦点サイズおよびＸ線強度を安定させることができる。 As described above, the bias voltage control circuit of the present invention generates a feedback pulse corresponding to the detected voltage in the secondary side circuit and restores the detected voltage in the primary side circuit. Thereby, it is possible to detect and control the secondary side bias voltage superimposed on the high voltage. And even if the insulation between the Wehnelt filament becomes worse, the fluctuation of the bias voltage can be suppressed small. As a result, the bias voltage of the X-ray generator can be stabilized, and the X-ray focal spot size and X-ray intensity can be stabilized.

（２）また、本発明に係るバイアス電圧制御回路は、前記信号伝送部は、前記１次側の回路と２次側の回路との間を絶縁状態に維持しつつ、前記１次側の回路と２次側の回路との間で前記フィードバック用パルスを伝送する絶縁伝送要素を有し、前記絶縁伝送要素を介して前記フィードバック用パルスを２次側の回路から１次側の回路に伝送することを特徴としている。 (2) Further, in the bias voltage control circuit according to the present invention, the signal transmission unit maintains the insulation between the primary circuit and the secondary circuit while the primary circuit. And an isolation transmission element that transmits the feedback pulse between the secondary side circuit and the secondary side circuit, and transmits the feedback pulse from the secondary side circuit to the primary side circuit via the isolation transmission element It is characterized by that.

これにより、高電圧に重畳されたバイアス電圧に対応するパルスを、高電圧の影響を排除して１次側に伝送することが可能になる。なお、絶縁伝送要素には、たとえばコンデンサ、トランス、フォトカプラまたは抵抗を用いることができる。 As a result, a pulse corresponding to the bias voltage superimposed on the high voltage can be transmitted to the primary side without the influence of the high voltage. For the insulating transmission element, for example, a capacitor, a transformer, a photocoupler, or a resistor can be used.

（３）また、本発明に係るバイアス電圧制御回路は、前記絶縁伝送要素が、コンデンサを含んで構成されていることを特徴としている。 (3) Further, the bias voltage control circuit according to the present invention is characterized in that the insulating transmission element includes a capacitor.

コンデンサは、耐圧をかせぐのに優れているため、上記のように構成することで、コンデンサで高電圧を絶縁しつつ、２次側と１次側との間でパルスを伝送することができる。また、コンデンサは耐熱性に優れているため、これを覆うモールドで固めても、損傷することがない。 Since the capacitor is excellent in obtaining a withstand voltage, by configuring as described above, a pulse can be transmitted between the secondary side and the primary side while insulating the high voltage with the capacitor. Moreover, since the capacitor is excellent in heat resistance, it is not damaged even if it is hardened with a mold covering the capacitor.

（４）また、本発明に係るバイアス電圧制御回路は、前記高電圧を発生させる高電圧電源回路に接続されている第１の保護回路部を更に備え、Ｘ線管球放電時に前記信号変換部を含むフローティング回路へ流れる放電電流を抑制することを特徴としている。 (4) The bias voltage control circuit according to the present invention further includes a first protection circuit unit connected to the high voltage power supply circuit for generating the high voltage, and the signal conversion unit during X-ray tube discharge. It is characterized by suppressing a discharge current flowing to a floating circuit including

これにより、管球で高電圧放電が生じたときでも、第１の保護回路が高電圧を遮断し、放電電流からフローティング回路を保護する。特に、ウエネルト−フィラメント間の絶縁が悪くなった場合でも、破損や誤動作を防止することができる。 Thus, even when a high voltage discharge occurs in the tube, the first protection circuit cuts off the high voltage and protects the floating circuit from the discharge current. In particular, even when the insulation between the Wehnelt filament is deteriorated, it is possible to prevent damage and malfunction.

（５）また、本発明に係るバイアス電圧制御回路は、前記信号伝送部と、前記信号変換部を含むフローティング回路との間に接続されている第２の保護回路部を更に備え、Ｘ線管球放電時に前記フローティング回路へ流れる放電電流を抑制することを特徴としている。 (5) Further, the bias voltage control circuit according to the present invention further includes a second protection circuit unit connected between the signal transmission unit and a floating circuit including the signal conversion unit, and an X-ray tube It is characterized by suppressing a discharge current flowing to the floating circuit during a sphere discharge.

管球で放電が生じると、２次側の回路がショートしたのと同様の状態になる。そして、蓄積した電荷による放電電流が短い時間に発生する。上記のような構成とすることにより、確実にコンデンサ成分にチャージアップされた電荷を放出することができ、放電電流からフローティング回路を保護することができる。 When a discharge occurs in the tube, the secondary side circuit is in a state similar to a short circuit. A discharge current due to the accumulated charge is generated in a short time. With the configuration as described above, it is possible to reliably release the charge charged up to the capacitor component and to protect the floating circuit from the discharge current.

（６）また、本発明に係るバイアス電圧制御回路は、前記信号変換部を含むフローティング回路を覆うモールドを更に備えることを特徴としている。このように、本発明のバイアス電圧制御回路は絶縁油ではなくモールドでフローティング回路を覆う。したがって、絶縁油を用いた場合のように、絶縁油の対流現象によって高電圧に帯電した粒子が搬送されフローティング回路部の素子を破壊する現象は生じない。その結果、フローティング回路の半導体素子の損傷を防止することができる。 (6) The bias voltage control circuit according to the present invention is further characterized by further comprising a mold that covers the floating circuit including the signal conversion unit. Thus, the bias voltage control circuit of the present invention covers the floating circuit with a mold rather than an insulating oil. Therefore, unlike the case where insulating oil is used, there is no phenomenon that particles charged to a high voltage are conveyed by the convection phenomenon of insulating oil and the elements of the floating circuit section are destroyed. As a result, damage to the semiconductor element of the floating circuit can be prevented.

（７）また、本発明に係るバイアス電圧制御回路は、前記信号変換部を含むフローティング回路を覆う金属製のシールドを更に備えることを特徴としている。このように、フローティング回路を金属製のシールドにより覆うことにより、管球放電時の直接放電は高電圧線から発生しシールドで遮断されるため、放電の影響がフローティング回路内の半導体素子まで及ぶことを防止することができる。 (7) In addition, the bias voltage control circuit according to the present invention further includes a metal shield that covers the floating circuit including the signal conversion unit. In this way, by covering the floating circuit with a metal shield, direct discharge during tube discharge occurs from the high voltage line and is blocked by the shield, so that the influence of the discharge extends to the semiconductor elements in the floating circuit. Can be prevented.

（８）また、本発明に係るＸ線発生装置は、上記のバイアス電圧制御回路と、前記バイアス電圧制御回路によりＸ線の発生が調整される、開放型のＸ線発生部を備えることを特徴としている。このように、本発明のＸ線発生装置は開放型のＸ線発生部を備えるため、高電圧放電を発生させやすいが、保護回路により放電電流を遮断することができる。その結果、封入管型のものに比べて、ターゲットを回転させターゲットの冷却効率を上げ、高負荷を投入することができる。また、開放型Ｘ線管を用いることで、フィラメント等の消耗部品を交換してＸ線管を長期間使用できる。 (8) The X-ray generator according to the present invention includes the bias voltage control circuit described above and an open-type X-ray generation unit in which generation of X-rays is adjusted by the bias voltage control circuit. It is said. As described above, since the X-ray generator of the present invention includes the open type X-ray generator, it is easy to generate high-voltage discharge, but the discharge current can be interrupted by the protection circuit. As a result, the target can be rotated to increase the cooling efficiency of the target and a high load can be applied compared to the sealed tube type. Also, by using an open X-ray tube, the X-ray tube can be used for a long time by replacing consumable parts such as filaments.

本発明によれば、高電圧に重畳される２次側のバイアス電圧を検出して制御することができる。そして、ウエネルト−フィラメント間の絶縁が悪くなってもバイアス電圧の変動を小さく抑えることができる。その結果、Ｘ線発生装置のバイアス電圧を安定させ、Ｘ線焦点サイズおよびＸ線強度を安定させることができる。 According to the present invention, the secondary side bias voltage superimposed on the high voltage can be detected and controlled. And even if the insulation between the Wehnelt filament becomes worse, the fluctuation of the bias voltage can be suppressed small. As a result, the bias voltage of the X-ray generator can be stabilized, and the X-ray focal spot size and X-ray intensity can be stabilized.

次に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In order to facilitate understanding of the description, the same reference numerals are given to the same components in the respective drawings, and duplicate descriptions are omitted.

（バイアス電圧制御回路）
図１は、Ｘ線発生装置１の構成を示す模式図である。Ｘ線発生装置１は、電源回路２、Ｘ線管３、排気ポンプ４、操作パネル５、ＸＧコントローラ６を備えている。電源回路２は、フィラメントに高電圧を印加するための回路である。Ｘ線管３は、フィラメントやターゲットを内部に有しており、内部を真空にして用いられる。本実施形態においては、一例として開放型のＸ線管を用いる場合を説明する。開放型のＸ線管は封入管型のものと異なり、ターゲットを回転させターゲットの冷却効率を上げているため、高負荷を投入することができる。排気ポンプ４は、Ｘ線管３内部を真空にするためのポンプである。操作パネル５は、フィラメントに印加される電圧、電流またはバイアス電圧を調整するためのパネルである。操作パネル５は、排気ポンプ４の操作も可能となっている。ＸＧコントローラ６は、操作パネル５が受けた操作に応じて電源回路２を制御する。上記の構成のうち、電源回路２およびＸ線管３を含む回路は、バイアス電圧制御回路１０としても機能している。以下に、バイアス電圧制御回路１０について詳細に説明する。 (Bias voltage control circuit)
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of the X-ray generator 1. The X-ray generator 1 includes a power supply circuit 2, an X-ray tube 3, an exhaust pump 4, an operation panel 5, and an XG controller 6. The power supply circuit 2 is a circuit for applying a high voltage to the filament. The X-ray tube 3 has a filament and a target inside, and is used with a vacuum inside. In the present embodiment, a case where an open X-ray tube is used will be described as an example. Unlike the sealed tube type, the open type X-ray tube rotates the target to increase the cooling efficiency of the target, so that a high load can be applied. The exhaust pump 4 is a pump for evacuating the inside of the X-ray tube 3. The operation panel 5 is a panel for adjusting the voltage, current, or bias voltage applied to the filament. The operation panel 5 can also operate the exhaust pump 4. The XG controller 6 controls the power supply circuit 2 according to the operation received by the operation panel 5. Of the above configuration, the circuit including the power supply circuit 2 and the X-ray tube 3 also functions as the bias voltage control circuit 10. Hereinafter, the bias voltage control circuit 10 will be described in detail.

図２は、バイアス電圧制御回路１０の電気的構成を示す回路図である。バイアス電圧制御回路１０は、１次側回路１２および２次側回路１３から構成されている。１次側回路１２は低圧側の回路である。２次側回路１３は、高電圧トランス３２および高電圧コッククロフト・ウォルトン回路３３により昇圧された高圧側の回路である。 FIG. 2 is a circuit diagram showing an electrical configuration of the bias voltage control circuit 10. The bias voltage control circuit 10 includes a primary side circuit 12 and a secondary side circuit 13. The primary side circuit 12 is a low voltage side circuit. The secondary side circuit 13 is a high voltage side circuit boosted by a high voltage transformer 32 and a high voltage Cockcroft-Walton circuit 33.

バイアス電圧制御回路１０は、インバータ２１、フィラメントトランス２２およびフィラメント２３を備えている。インバータ２１は、操作パネル５からのフィラメント電流のリファレンス（ｍＡＲｅｆ）およびフィードバックの信号（図示せず）に応じて、フィラメントの両端にかかる電圧およびフィラメントに流れる電流を調整する。そして、フィラメントトランス２２は、一定の昇圧比で、調整された電圧をフィラメントにかかる電圧に昇圧する。電流の流れたフィラメント２３は、ターゲット３５に向けて熱電子を放出する。 The bias voltage control circuit 10 includes an inverter 21, a filament transformer 22, and a filament 23. The inverter 21 adjusts the voltage applied to both ends of the filament and the current flowing through the filament according to the filament current reference (mA Ref) and feedback signal (not shown) from the operation panel 5. The filament transformer 22 boosts the adjusted voltage to a voltage applied to the filament at a constant boost ratio. The filament 23 through which the current flows emits thermoelectrons toward the target 35.

また、バイアス電圧制御回路１０は、インバータ３１、高電圧トランス３２、高電圧コッククロフトウォルトン回路３３、空芯コイル３４およびターゲット３５を備えている。インバータ３１は、操作パネル５からの高電圧のリファレンス（ｋＶＲｅｆ）およびフィードバックの信号（図示せず）に応じて、高電圧（管電圧ともいう）を調整する。高電圧トランス３２は、調整された電圧を一定の昇圧比で昇圧する。高電圧コッククロフトウォルトン回路３３は、交流から直流の高電圧を発生させる回路である。高電圧（フィラメント電位）は、−６０ｋＶ程度の電圧であることが好ましい。 Further, the bias voltage control circuit 10 includes an inverter 31, a high voltage transformer 32, a high voltage cockcroft Walton circuit 33, an air core coil 34, and a target 35. The inverter 31 adjusts the high voltage (also referred to as a tube voltage) according to a high voltage reference (kV Ref) and a feedback signal (not shown) from the operation panel 5. The high voltage transformer 32 boosts the adjusted voltage at a constant boost ratio. The high voltage Cockcroft Walton circuit 33 is a circuit that generates a high voltage from alternating current to direct current. The high voltage (filament potential) is preferably about -60 kV.

空芯コイル３４は、保護回路の一部として機能する。空芯コイル３４の詳細は後述する。ターゲット３５は、たとえば銅製であり、アースと同電位とされている。ターゲット３５には、フィラメント２３から放出される電子が衝突し、これによりＸ線が発生する。なお、（−）端子には高電圧共通線３７が接続されており２次側回路１３に高電圧を重畳している。 The air core coil 34 functions as a part of the protection circuit. Details of the air-core coil 34 will be described later. The target 35 is made of copper, for example, and has the same potential as that of the ground. Electrons emitted from the filament 23 collide with the target 35, thereby generating X-rays. A high voltage common line 37 is connected to the (−) terminal, and a high voltage is superimposed on the secondary side circuit 13.

また、バイアス電圧制御回路１０は、インバータ４１、バイアストランス４２、バイアスコッククロフトウォルトン回路４３、インダクタ４５およびウエネルト４７を備えている。インバータ４１は、エラーＡＭＰ７８から出力される信号に基づいて、バイアス電圧の大きさ、周波数、位相を調整する。バイアストランス４２は、調整された電圧を昇圧する。バイアスコッククロフトウォルトン回路４３は、バイアストランス４２で昇圧された交流電圧から直流の高電圧を発生させる。得られるバイアス電圧は、−１００Ｖ程度であることが好ましい。 The bias voltage control circuit 10 includes an inverter 41, a bias transformer 42, a bias cockcroft Walton circuit 43, an inductor 45 and a Wehnelt 47. The inverter 41 adjusts the magnitude, frequency, and phase of the bias voltage based on the signal output from the error AMP78. The bias transformer 42 boosts the adjusted voltage. The bias cock croft Walton circuit 43 generates a DC high voltage from the AC voltage boosted by the bias transformer 42. The obtained bias voltage is preferably about −100V.

インダクタ４５は、保護回路の一部として機能する。インダクタ４５の詳細は後述する。ウエネルト４７は、高電圧にバイアス電圧が重畳された分の電圧を印加される。そして、フィラメント２３から放出される電子を絞る機能を有している。フィラメント２３とウエネルト４７との間の電位差、すなわちバイアス電圧が安定することにより、Ｘ線の強度や焦点サイズが安定する。 The inductor 45 functions as a part of the protection circuit. Details of the inductor 45 will be described later. The Wehnelt 47 is applied with a voltage corresponding to the bias voltage superimposed on the high voltage. And it has the function to narrow down the electrons emitted from the filament 23. When the potential difference between the filament 23 and the Wehnelt 47, that is, the bias voltage is stabilized, the X-ray intensity and the focal spot size are stabilized.

また、バイアス電圧制御回路１０は、バイアス電圧検出部５１、パルス発生部６１、信号伝送部６２、保護回路部６３、波形変換部６５、信号変換部７１、保護回路部７２、信号伝送部７４、波形変換部７５、検出電圧復元部７７およびエラーＡＭＰ７８（１次電圧制御部）を備えている。バイアス電圧検出部５１は、検出用抵抗５１ａおよび５１ｂから構成されている。検出用抵抗５１ａの抵抗値は１０ＭΩ程度、検出抵抗５１ｂの抵抗値は１０ｋΩ程度が好ましい。バイアス電圧検出部５１は、高電圧にバイアス電圧を重畳された電圧を２次側の回路で検出しバイアス電圧に対応する検出電圧を生成する。バイアス電圧検出部５１により検出された検出電圧は、信号変換部７１に伝送される。 The bias voltage control circuit 10 includes a bias voltage detection unit 51, a pulse generation unit 61, a signal transmission unit 62, a protection circuit unit 63, a waveform conversion unit 65, a signal conversion unit 71, a protection circuit unit 72, a signal transmission unit 74, A waveform conversion unit 75, a detection voltage restoration unit 77, and an error AMP 78 (primary voltage control unit) are provided. The bias voltage detection unit 51 includes detection resistors 51a and 51b. The resistance value of the detection resistor 51a is preferably about 10 MΩ, and the resistance value of the detection resistor 51b is preferably about 10 kΩ. The bias voltage detection unit 51 detects a voltage obtained by superimposing the bias voltage on the high voltage by a secondary circuit, and generates a detection voltage corresponding to the bias voltage. The detection voltage detected by the bias voltage detection unit 51 is transmitted to the signal conversion unit 71.

一方、パルス発生部６１は、同期クロックに基づいて、基準パルスを生成する。これにより、一定周波数のパルスが発生する。信号伝送部６２は、発生されたパルスを１次側の回路から２次側の回路へ伝送する。保護回路部６３は、放電時にコンデンサ成分により生じる放電電流からフローティング回路９０を保護するために設けられた回路である。保護回路部６３の詳細は後述する。波形変換部６５は、パルスの波形を鋸波に変換する。 On the other hand, the pulse generator 61 generates a reference pulse based on the synchronous clock. As a result, a pulse having a constant frequency is generated. The signal transmission unit 62 transmits the generated pulse from the primary side circuit to the secondary side circuit. The protection circuit unit 63 is a circuit provided to protect the floating circuit 90 from a discharge current generated by a capacitor component during discharge. Details of the protection circuit unit 63 will be described later. The waveform converter 65 converts the pulse waveform into a sawtooth wave.

信号変換部７１は、検出電圧と基準パルスから発生させた鋸波との交点のタイミングでフィードバック用パルスを生成する。保護回路部７２は、放電時にコンデンサ成分により生じる放電電流からフローティング回路９０を保護するために設けられた回路である。信号伝送部７４は、発生したフィードバック用パルスを２次側の回路から１次側の回路へ伝送する。検出電圧復元部７７は、伝送されたフィードバック用パルスを用い、パルス発生部６１の基準パルスから発生させた鋸波をピークホールドして検出電圧を復元する。エラーＡＭＰ７８（１次電圧制御部）は、操作パネル５からのバイアス電圧のリファレンス（ＢＡＩＡＳＲｅｆ）および復元された検出電圧に応じた信号をインバータ４１に出力する。このようにして、エラーＡＭＰ７８は、復元された検出電圧に基づいて１次側の回路でバイアス電圧を制御する。次に、バイアス電源制御の詳細な構成および動作について説明する。 The signal converter 71 generates a feedback pulse at the timing of the intersection of the detected voltage and the sawtooth wave generated from the reference pulse. The protection circuit unit 72 is a circuit provided to protect the floating circuit 90 from a discharge current generated by a capacitor component during discharge. The signal transmission unit 74 transmits the generated feedback pulse from the secondary circuit to the primary circuit. The detected voltage restoring unit 77 restores the detected voltage by peak-holding the sawtooth wave generated from the reference pulse of the pulse generating unit 61 using the transmitted feedback pulse. The error AMP 78 (primary voltage control unit) outputs to the inverter 41 a signal corresponding to the bias voltage reference (BAIAS Ref) from the operation panel 5 and the restored detection voltage. In this manner, the error AMP 78 controls the bias voltage in the primary side circuit based on the restored detection voltage. Next, a detailed configuration and operation of bias power supply control will be described.

図３は、バイアス電圧制御回路の特徴的な部分を示すブロック図である。図３のブロック図は、２次側での検出電圧の入力から、１次側での出力までの流れを示している。パルス発生回路６１ａは、同期クロックにより基準パルスを生成する。たとえば、４０ｋＨｚクロックで２０ｋＨｚ同期クロックを生成し、２０ｋＨｚ基準パルスを生成する。パルス発生部６１は、パルス発生回路６１ａを含む。パルス微分回路６１ｂは、基準パルスの電圧値の微分値を出力する。（＋）ドライブ６１ｃは、微分パルスを増幅し、（−）ドライブ６１ｄは、微分パルスを反転して増幅する。 FIG. 3 is a block diagram showing a characteristic part of the bias voltage control circuit. The block diagram of FIG. 3 shows the flow from the input of the detection voltage on the secondary side to the output on the primary side. The pulse generation circuit 61a generates a reference pulse based on a synchronous clock. For example, a 20 kHz synchronous clock is generated with a 40 kHz clock, and a 20 kHz reference pulse is generated. The pulse generation unit 61 includes a pulse generation circuit 61a. The pulse differentiating circuit 61b outputs a differential value of the voltage value of the reference pulse. The (+) drive 61c amplifies the differential pulse, and the (−) drive 61d inverts and amplifies the differential pulse.

絶縁伝送要素６２ａ、６２ｂは、たとえば、直列接続のコンデンサを含んで構成され、１次側回路１２から２次側回路１３に微分パルスを伝送する。絶縁伝送要素６２ａ、６２ｂは、信号伝送部６２を構成する。なお、コンデンサに代えて、フォトカプラ、トランス、抵抗を用いることもできるが、コンデンサを用いることが好ましい。コンデンサは、耐圧をかせぐのに優れているため、コンデンサで高電圧を絶縁しつつ、２次側のパルスを１次側に伝送することができる。また、コンデンサは耐熱性に優れているため、これを熱硬化性樹脂等のモールドで覆って固めても、損傷することがない。 The insulated transmission elements 62a and 62b include, for example, capacitors connected in series, and transmit the differential pulse from the primary side circuit 12 to the secondary side circuit 13. The insulated transmission elements 62 a and 62 b constitute a signal transmission unit 62. Note that a photocoupler, a transformer, and a resistor can be used instead of the capacitor, but it is preferable to use a capacitor. Since the capacitor is excellent in increasing the withstand voltage, the secondary side pulse can be transmitted to the primary side while the high voltage is insulated by the capacitor. Further, since the capacitor is excellent in heat resistance, it is not damaged even if it is covered with a mold such as a thermosetting resin and hardened.

保護回路６３ａ、６３ｂは、Ｘ線管球での放電発生時に絶縁伝送要素６２ａ、６２ｂの放電電流からフローティング回路９０を保護する。保護回路６３ａ、６３ｂは、保護回路６３を構成する。保護回路の詳細は後述する。ノイズ同相除去回路６５ａは、（＋）ドライブと６１ｃと（−）ドライブ６１ｄのそれぞれの経路から得られるパルスを合成し、ノイズの同相除去を行う。パルス変換回路６５ｂは、同相除去された微分パルスの電圧値の積分値を出力する。鋸波発生回路６５ｃは、パルス変換回路６５ｂにより得られたパルスに基づいて鋸波を生成する。波形変換部６５は、鋸波発生回路６５ｃを含む。 The protection circuits 63a and 63b protect the floating circuit 90 from the discharge current of the insulating transmission elements 62a and 62b when a discharge occurs in the X-ray tube. The protection circuits 63a and 63b constitute a protection circuit 63. Details of the protection circuit will be described later. The noise common-mode removal circuit 65a synthesizes pulses obtained from the paths of the (+) drive, 61c, and (-) drive 61d, and performs noise common-mode removal. The pulse conversion circuit 65b outputs an integral value of the voltage value of the differential pulse from which the common phase is removed. The sawtooth wave generation circuit 65c generates a sawtooth wave based on the pulse obtained by the pulse conversion circuit 65b. The waveform conversion unit 65 includes a sawtooth wave generation circuit 65c.

Ｖ−Ｆ変換回路７１（信号変換部）は、バイアス電圧の検出電圧と鋸波発生回路６５ｃから伝送された鋸波とを比較し、交点のタイミングでフィードバック用パルスを生成する。パルス微分回路７１ｂは、フィードバック用パルスの電圧値の微分値を出力する。（＋）７１ｃドライブは、微分パルスを増幅し、（−）ドライブ７１ｄは、微分パルスを反転して増幅する。 The VF conversion circuit 71 (signal conversion unit) compares the detection voltage of the bias voltage with the sawtooth wave transmitted from the sawtooth wave generation circuit 65c, and generates a feedback pulse at the timing of the intersection. The pulse differentiating circuit 71b outputs a differential value of the voltage value of the feedback pulse. The (+) 71c drive amplifies the differential pulse, and the (−) drive 71d inverts and amplifies the differential pulse.

保護回路７２ａ、７２ｂは、Ｘ線管球での放電発生時に絶縁伝送要素７４ａ、７４ｂの放電電流からフローティング回路９０を保護する。保護回路７２ａ、７２ｂは、保護回路７２を構成する。保護回路の詳細は後述する。絶縁伝送要素７４ａ、７４ｂは、たとえば、直列接続のコンデンサを含んで構成され、２次側回路１３から１次側回路１２に微分パルスを伝送する。絶縁伝送要素７４ａ、７４ｂは、信号伝送部７４を構成する。ノイズ同相除去回路７５ａは、（＋）ドライブ７１ｃと（−）ドライブ７１ｄのそれぞれの経路から得られるパルスを合成し、ノイズの同相除去を行う。これにより、高電圧リップルが除去される。パルス変換回路７５ｂは、同相除去された微分パルスの電圧値の積分値を出力する。波形変換部７５は、パルス変換回路７５ｂを含む。 The protection circuits 72a and 72b protect the floating circuit 90 from the discharge current of the insulating transmission elements 74a and 74b when a discharge occurs in the X-ray tube. The protection circuits 72 a and 72 b constitute the protection circuit 72. Details of the protection circuit will be described later. The insulated transmission elements 74 a and 74 b include, for example, capacitors connected in series, and transmit differential pulses from the secondary side circuit 13 to the primary side circuit 12. The insulated transmission elements 74 a and 74 b constitute a signal transmission unit 74. The noise common-mode removal circuit 75a synthesizes pulses obtained from the respective paths of the (+) drive 71c and the (−) drive 71d, and performs noise common-mode removal. This eliminates high voltage ripple. The pulse conversion circuit 75b outputs an integrated value of the voltage value of the differential pulse from which the common phase is removed. The waveform conversion unit 75 includes a pulse conversion circuit 75b.

鋸波発生回路７６は、パルス微分回路６１ｂにより得られたパルスに基づいて鋸波を生成する。鋸ピークホールド回路７７ａは、入力された鋸波とフィードバック用パルスとを比較し、両者の交点のタイミングでピークホールドする。電圧復元回路７７ｂは、ピークホールドされた鋸波から検出電圧を復元し、エラーＡＭＰ７８に出力する。そして、これをインバータ４１にフィードバックすることでバイアス電圧を安定させ、Ｘ線強度やＸ線焦点サイズを安定させることができる。鋸ピークホールド回路７７ａおよび電圧復元回路７７ｂは、検出電圧復元部７７を構成する。次に、このようなバイアス電圧制御回路１０の動作を説明する。 The sawtooth wave generating circuit 76 generates a sawtooth wave based on the pulse obtained by the pulse differentiating circuit 61b. The saw peak hold circuit 77a compares the input saw wave and the feedback pulse, and holds the peak at the timing of the intersection of the two. The voltage restoration circuit 77b restores the detected voltage from the peak-held sawtooth wave and outputs it to the error AMP78. By feeding this back to the inverter 41, the bias voltage can be stabilized, and the X-ray intensity and the X-ray focal spot size can be stabilized. The saw peak hold circuit 77 a and the voltage restoration circuit 77 b constitute a detection voltage restoration unit 77. Next, the operation of the bias voltage control circuit 10 will be described.

図４および図５は、各位置でのパルスの波形を示す図である。図４（ａ）、（ｂ）に示すように、まず同期クロックにより基準パルスが生成される。次に、図４（ｃ）に示すように基準パルスが微分パルスに変換され、絶縁伝送要素６２ａ、６２ｂを通して２次側回路１３に伝送される。そして、図４（ｄ）に示すように、伝送されたパルスに基づいて鋸波発生回路６５ｃにより鋸波が生成される。 4 and 5 are diagrams showing the waveform of a pulse at each position. As shown in FIGS. 4A and 4B, a reference pulse is first generated by a synchronous clock. Next, as shown in FIG. 4C, the reference pulse is converted into a differential pulse and transmitted to the secondary circuit 13 through the insulating transmission elements 62a and 62b. Then, as shown in FIG. 4D, a sawtooth wave is generated by the sawtooth wave generation circuit 65c based on the transmitted pulse.

一方で、検出電圧がバイアス電圧検出部５１により検出される。そして、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、Ｖ−Ｆ変換回路７１により、バイアス電圧の検出電圧と鋸波発生回路６５ｃから伝送された鋸波とが比較され、交点のタイミングでフィードバック用パルスが生成される。そして、フィードバック用パルスは、絶縁伝送要素７４ａ、７４ｂを通して１次側回路１２に伝送される。 On the other hand, the detection voltage is detected by the bias voltage detection unit 51. Then, as shown in FIGS. 5A and 5B, the VF conversion circuit 71 compares the detection voltage of the bias voltage with the sawtooth wave transmitted from the sawtooth wave generation circuit 65c, and at the timing of the intersection. A feedback pulse is generated. The feedback pulse is transmitted to the primary circuit 12 through the insulating transmission elements 74a and 74b.

次いで、図５（ｃ）、（ｄ）に示すように、鋸ピークホールド回路７７ａにより、基準パルスに基づく鋸波とフィードバック用パルスとが比較され、両者の交点のタイミングでピークホールドがなされる。そして、電圧復元回路７７ｂにより、ピークホールドされた鋸波から検出電圧が復元される。次に、保護回路の構成および動作を説明する。 Next, as shown in FIGS. 5C and 5D, the saw peak hold circuit 77a compares the sawtooth wave based on the reference pulse with the feedback pulse, and performs peak hold at the timing of the intersection of the two. Then, the voltage restoration circuit 77b restores the detected voltage from the peak-held sawtooth wave. Next, the configuration and operation of the protection circuit will be described.

（保護回路）
図６は、バイアス電圧制御回路１０で、特に保護回路の詳細な構成を示している図である。図６に示すようにフローティング回路９０は、半導体素子９１〜９４を備えている。図示しないが、フローティング回路９０は樹脂製のモールドにより覆われている。このように、バイアス電圧制御回路１０は絶縁油ではなくモールドでフローティング回路９０を覆う。したがって、絶縁油を用いた場合のように、絶縁油の対流現象によって高電圧に帯電した粒子が搬送されフローティング回路９０の素子を破壊する現象は生じない。その結果、フローティング回路９０の半導体素子９１〜９４の損傷を防止することができる。モールドは、たとえばシリコンゴムにより形成されていることが好ましい。なお、フローティング回路９０は、少なくともＶ−Ｆ変換回路７１を含む回路を指し、好ましくはノイズ同相除去回路６５ａ、パルス変換回路６５ｂ、鋸波発生回路６５ｃ、Ｖ−Ｆ変換回路７１、パルス微分回路７１ｂ、（＋）ドライブ７１ｃおよび（−）ドライブ７１ｄを含む回路を指す。 (Protection circuit)
FIG. 6 is a diagram showing a detailed configuration of the protection circuit in the bias voltage control circuit 10 in particular. As shown in FIG. 6, the floating circuit 90 includes semiconductor elements 91 to 94. Although not shown, the floating circuit 90 is covered with a resin mold. In this way, the bias voltage control circuit 10 covers the floating circuit 90 with a mold rather than an insulating oil. Therefore, unlike the case where insulating oil is used, there is no phenomenon that particles charged at a high voltage are conveyed by the convection phenomenon of insulating oil and the elements of the floating circuit 90 are destroyed. As a result, damage to the semiconductor elements 91 to 94 of the floating circuit 90 can be prevented. The mold is preferably formed of, for example, silicon rubber. The floating circuit 90 indicates a circuit including at least the VF conversion circuit 71, and is preferably a noise common-mode removal circuit 65a, a pulse conversion circuit 65b, a sawtooth wave generation circuit 65c, a VF conversion circuit 71, and a pulse differentiation circuit 71b. , (+) Drive 71c and (−) drive 71d.

保護回路は、フローティング回路９０内の半導体素子９１〜９４を放電電流から保護するものである。図６に示すように、高電圧コッククロフトウォルトン回路３３とターゲット３５との間には空芯コイル３４（第１の保護回路部）が接続されている。これにより、Ｘ線管球内で放電が生じたときに、ラッシュエネルギーを抑制して、放電エネルギー自体を少なくすることができる。なお、空芯コイル３４のインダクタンスは５００μＨ程度であることが好ましい。 The protection circuit protects the semiconductor elements 91 to 94 in the floating circuit 90 from a discharge current. As shown in FIG. 6, an air-core coil 34 (first protection circuit unit) is connected between the high-voltage cockcroft Walton circuit 33 and the target 35. Thereby, when discharge arises in an X-ray tube, rush energy can be suppressed and discharge energy itself can be reduced. The inductance of the air-core coil 34 is preferably about 500 μH.

また、放電抑制用のインダクタ４５のインダクタンスをＬ、交流の角振動数をωとすると、インダクタ４５のインピーダンスＺは、Ｚ＝ωＬとなる。これと高電圧回路内の抵抗とが直列になり、これらの合成抵抗により放電電流が抑制される。これにより、ターゲットの破損が防止される。 Further, when the inductance of the inductor 45 for suppressing discharge is L and the angular frequency of the alternating current is ω, the impedance Z of the inductor 45 is Z = ωL. This and the resistor in the high voltage circuit are in series, and the discharge current is suppressed by these combined resistors. This prevents damage to the target.

また、図示しないが、金属製のシールドがフローティング回路９０を覆っている。材料は金属であればよく、形状はフローティング回路９０を覆うものであればよい。たとえば、金属製のシールドはアルミ製で箱型に形成されていてもよい。これにより、管球放電時の直接放電はシールドと高電圧線との間で発生し放電電流はシールドで遮断されるため、半導体素子９１〜９４が放電電流から保護される。 Although not shown, a metal shield covers the floating circuit 90. The material may be metal, and the shape may be any material that covers the floating circuit 90. For example, the metal shield may be made of aluminum and formed in a box shape. Accordingly, direct discharge during tube discharge occurs between the shield and the high voltage line, and the discharge current is blocked by the shield, so that the semiconductor elements 91 to 94 are protected from the discharge current.

また、図６に示すように、インダクタ４５が、バイアスコッククロフトウォルトン回路４３とウエネルト４７との間に接続されている。そして、それぞれコンデンサ６２ａ、６２ｂ、７４ａおよび７４ｂに抵抗６４ａ、６４ｂ、７３ａおよび７３ｂならびにアブソーバ６４ｃ、６４ｄ、７３ｃおよび７３ｄが接続されている（第２の保護回路部）。これにより、フローティング回路９０内に印加される電圧を抑制している。なお、インダクタ４５のインダクタンスは、５００μＨ程度であることが好ましい。また、抵抗６４ａ、６４ｂ、７３ａおよび７３ｂの抵抗値は、１ｋΩ程度であることが好ましい。 In addition, as shown in FIG. 6, the inductor 45 is connected between the bias cockcroft Walton circuit 43 and the Wehnelt 47. The resistors 64a, 64b, 73a and 73b and the absorbers 64c, 64d, 73c and 73d are connected to the capacitors 62a, 62b, 74a and 74b, respectively (second protection circuit section). Thereby, the voltage applied in the floating circuit 90 is suppressed. The inductance of the inductor 45 is preferably about 500 μH. The resistance values of the resistors 64a, 64b, 73a and 73b are preferably about 1 kΩ.

抵抗７３ａおよび７３ｂの抵抗値をいずれもＲ、アブソーバ７３ｃおよび７３ｄの静電容量をいずれもＣとすると、抵抗７３ａとアブソーバ７３ｃの時定数、または抵抗７３ｂとアブソーバ７３ｄの時定数はτ＝Ｒ×Ｃである。この時定数τは、管球内の放電が１〜２μ秒程度で生じるという想定で、コンデンサ６２ａ、６２ｂ、７４ａおよび７４ｂの両端の電圧を約６３％に抑制するものに設定されている。 When the resistance values of the resistors 73a and 73b are both R and the capacitances of the absorbers 73c and 73d are C, the time constant of the resistors 73a and 73c or the time constant of the resistors 73b and 73d is τ = R × C. This time constant τ is set to suppress the voltage at both ends of the capacitors 62a, 62b, 74a and 74b to about 63% on the assumption that the discharge in the tube occurs in about 1 to 2 μs.

Ｘ線管３（Ｘ線発生部）は、開放型である。Ｘ線発生装置１は、開放型のＸ線発生部を備え、フィラメント交換時にＸ線管球を大気にさらすため、エージング効果が出るまでは放電が発生しやすくなる。しかしながら、上記の通り、保護回路により放電電流を遮断することができ、開放型のＸ線管を用いても、回路を保護することができる。その結果、開放型のＸ線管で、ターゲットを回転させ、その冷却効率を上げて高負荷を投入することが可能となる。また、開放型Ｘ線管を用いることで、フィラメント等の消耗部品を交換してＸ線管を長期間使用できる。 The X-ray tube 3 (X-ray generator) is an open type. Since the X-ray generator 1 includes an open X-ray generator and exposes the X-ray tube to the atmosphere when the filament is replaced, electric discharge is likely to occur until an aging effect is produced. However, as described above, the discharge current can be interrupted by the protection circuit, and the circuit can be protected even if an open type X-ray tube is used. As a result, it is possible to rotate the target with an open X-ray tube, increase its cooling efficiency, and input a high load. Also, by using an open X-ray tube, the X-ray tube can be used for a long time by replacing consumable parts such as filaments.

次に、上記の保護回路部６３、７２およびインダクタ４５の動作を説明する。図７は、管球放電により各位置に発生する２次放電の電圧と時間との関係を示すグラフである。図７の（ａ）、（ｂ）および（ｃ）のグラフは、それぞれ図６の矢印Ａ、ＢおよびＣの位置の電圧に対応している。 Next, operations of the protection circuit units 63 and 72 and the inductor 45 will be described. FIG. 7 is a graph showing the relationship between the voltage of the secondary discharge generated at each position by the tube discharge and the time. The graphs of (a), (b), and (c) in FIG. 7 correspond to the voltages at the positions of arrows A, B, and C in FIG. 6, respectively.

管球放電が発生した場合、それにより発生したコンデンサ６２ａ、６２ｂ、７４ａおよび７４ｂにチャージされた電圧（図７（ａ）参照）は、保護回路の抵抗６４ａ、６４ｂ、７３ａおよび７３ｂ、インダクタ４５およびアブソーバのコンデンサ成分の時定数で抑制される（図（ｂ）参照）。図７の例では、４５ｋＶから２８ｋＶまで抑制されている。これにより抑制できない高電圧はアブソーバ６４ｃ、６４ｄ、７３ｃおよび７３ｄを通してアースに流れる。図７の例では、２８ｋＶの電圧のうち、フローティング回路９０に流れるのは２２Ｖである。この結果、フローティング回路９０内には保護回路部６３、７２で抑制された電圧しか印加されない（図７（ｃ）参照）。 When tube discharge occurs, the voltages (see FIG. 7 (a)) charged in the capacitors 62a, 62b, 74a and 74b generated thereby are the resistances 64a, 64b, 73a and 73b of the protection circuit, the inductor 45 and It is suppressed by the time constant of the capacitor component of the absorber (see FIG. (B)). In the example of FIG. 7, it is suppressed from 45 kV to 28 kV. As a result, the high voltage that cannot be suppressed flows to the ground through the absorbers 64c, 64d, 73c, and 73d. In the example of FIG. 7, of the 28 kV voltage, 22 V flows to the floating circuit 90. As a result, only the voltage suppressed by the protection circuit units 63 and 72 is applied to the floating circuit 90 (see FIG. 7C).

なお、上記インダクタ４５は、放電抑制用のインダクタとして機能し、高電圧回路内の５００Ωの抵抗と放電抑制用のインダクタとが直列になっていることにより、放電電流が抑制される。 The inductor 45 functions as an inductor for suppressing discharge, and a discharge current is suppressed because a 500Ω resistor in the high voltage circuit and an inductor for suppressing discharge are connected in series.

本発明に係るＸ線発生装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the X-ray generator which concerns on this invention. 本発明に係るバイアス電圧制御回路の電気的構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the electrical constitution of the bias voltage control circuit which concerns on this invention. 本発明に係るバイアス電圧制御回路の特徴的な部分を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the characteristic part of the bias voltage control circuit which concerns on this invention. 各位置でのパルスの波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform of the pulse in each position. 各位置でのパルスの波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform of the pulse in each position. 保護回路の詳細な構成を示している図である。It is a figure which shows the detailed structure of a protection circuit. 管球放電により各位置に発生する２次放電の電圧と時間との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the voltage and time of the secondary discharge which generate | occur | produces in each position by a tube discharge.

Explanation of symbols

１Ｘ線発生装置
２電源回路
３Ｘ線管（Ｘ線発生部）
４排気ポンプ
５操作パネル
６ＸＧコントローラ
１０バイアス電圧制御回路
１２１次側回路
１３２次側回路
２１、３１、４１インバータ
２２フィラメントトランス
２３フィラメント
３２高電圧トランス
３３高電圧コッククロフトウォルトン回路
３４空芯コイル（第１の保護回路部）
３５ターゲット
３７高電圧共通線（高電圧線）
４２バイアストランス
４３バイアスコッククロフトウォルトン回路
４５インダクタ（第２の保護回路部）
４７ウエネルト
５１バイアス電圧検出部
６１パルス発生部
６１ａパルス発生回路
６１ｂパルス微分回路
６１ｃ、７１ｃ（＋）ドライブ
６１ｄ、７１ｄ（−）ドライブ
６２、７４信号伝送部
６２ａ、６２ｂ、７４ａ、７４ｂコンデンサ（絶縁伝送要素）
６３、７２保護回路部
６３ａ６３ｂ、７２ａ、７２ｂ保護回路
６４ａ、６４ｂ抵抗（第２の保護回路部）
６４ｃ、６４ｄアブソーバ（第２の保護回路部）
６５波形変換部
６５ａ、７５ａノイズ同相除去回路
６５ｂ、７５ｂパルス変換回路
６５ｃ、７６鋸波発生回路
７１Ｖ−Ｆ変換回路（信号変換部）
７１ｂパルス微分回路
７５波形変換部
７７検出電圧復元部
７７ａ鋸ピークホールド回路
７７ｂ電圧復元回路
７８エラーＡＭＰ（１次電圧制御部）
９０フローティング回路
９１−９４半導体素子 1 X-ray generator 2 Power supply circuit 3 X-ray tube (X-ray generator)
4 Exhaust pump 5 Operation panel 6 XG controller 10 Bias voltage control circuit 12 Primary side circuit 13 Secondary side circuit 21, 31, 41 Inverter 22 Filament transformer 23 Filament 32 High voltage transformer 33 High voltage Cockcroft Walton circuit 34 Air core coil ( First protection circuit section)
35 Target 37 High voltage common line (High voltage line)
42 Bias transformer 43 Bias cock croft Walton circuit 45 Inductor (second protection circuit section)
47 Wehnelt 51 Bias voltage detection unit 61 Pulse generation unit 61a Pulse generation circuit 61b Pulse differentiation circuit 61c, 71c (+) drive 61d, 71d (-) drive 62, 74 Signal transmission unit 62a, 62b, 74a, 74b Capacitor (insulation transmission) element)
63, 72 Protection circuit part 63a63b, 72a, 72b Protection circuit 64a, 64b Resistance (second protection circuit part)
64c, 64d absorber (second protection circuit section)
65 Waveform conversion units 65a and 75a Noise common-mode removal circuits 65b and 75b Pulse conversion circuits 65c and 76 sawtooth wave generation circuit 71 VF conversion circuit (signal conversion unit)
71b Pulse Differentiation Circuit 75 Waveform Conversion Unit 77 Detection Voltage Restoration Unit 77a Saw Peak Hold Circuit 77b Voltage Restoration Circuit 78 Error AMP (Primary Voltage Control Unit)
90 Floating circuit 91-94 Semiconductor device

Claims

A bias voltage control circuit for an X-ray generator for generating an X-ray having a focus size controlled by applying a high voltage between a filament and a target and further applying a voltage superimposed with a bias voltage between the Wehnelt and the target. ,
A bias voltage detector that detects a bias voltage that is boosted by a high-voltage transformer and a high-voltage cockcroft-Walton circuit and is superimposed on the high voltage that is output in the secondary-side circuit, and generates a detection voltage;
A pulse generator for generating a reference pulse by a synchronous clock;
A signal converter that generates a feedback pulse at the timing of the intersection of the detected voltage and the sawtooth wave generated from the reference pulse;
A signal transmission unit configured to transmit the generated feedback pulse from a secondary circuit to a primary circuit;
A detection voltage restoration unit that restores the detection voltage by peak-holding a sawtooth wave generated from a reference pulse using the transmitted feedback pulse;
A bias voltage control circuit comprising: a primary voltage control unit configured to control a bias voltage by a circuit on the primary side based on the restored detection voltage.

The signal transmission unit outputs the feedback pulse between the primary side circuit and the secondary side circuit while maintaining an insulation between the primary side circuit and the secondary side circuit. Having an insulated transmission element to transmit,
2. The bias voltage control circuit according to claim 1, wherein the feedback pulse is transmitted from the secondary circuit to the primary circuit via the insulating transmission element.

The bias voltage control circuit according to claim 2, wherein the insulating transmission element includes a capacitor.

A first protection circuit unit connected to the high voltage power supply circuit for generating the high voltage is further provided, and a discharge current flowing to the floating circuit including the signal conversion unit during X-ray tube discharge is suppressed. The bias voltage control circuit according to any one of claims 1 to 3.

A second protection circuit unit connected between the signal transmission unit and the floating circuit including the signal conversion unit; and suppressing a discharge current flowing to the floating circuit during X-ray tube discharge. The bias voltage control circuit according to claim 1, wherein the bias voltage control circuit is according to claim 1.

The bias voltage control circuit according to claim 1, further comprising a mold that covers the floating circuit including the signal conversion unit.

The bias voltage control circuit according to claim 1, further comprising a metal shield that covers the floating circuit including the signal conversion unit.

A bias voltage control circuit according to any one of claims 1 to 7,
An X-ray generation apparatus comprising an open X-ray generation unit in which generation of X-rays is adjusted by the bias voltage control circuit.