JP5216270B2 - High voltage switch control circuit and X-ray apparatus using the same - Google Patents

High voltage switch control circuit and X-ray apparatus using the same Download PDF

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Description

本発明は、電力用半導体スイッチング素子のターンオフ時の急峻な電圧変化を抑制する機能の改良技術を搭載した高電圧スイッチ制御回路とそれを用いたX線装置に関する。   The present invention relates to a high voltage switch control circuit equipped with a technology for improving a function of suppressing a steep voltage change at the time of turn-off of a power semiconductor switching element, and an X-ray apparatus using the same.

近年、X線装置のX線検出器には、半導体を材料とするフラットパネルディテクタ(「FPD」と称される)が多く用いられている。FPDではX線曝射後にX線検出データを読み出すための読出期間が必要である。このX線検出データの読出期間を確保するため、X線源からのX線の照射を断続するパルスX線と称するX線照射方式が採用されている。パルスX線照射方式では、X線源へ供給される高電圧電源の電圧(「管電圧」という)の波形がパルス状となる。   In recent years, a flat panel detector (referred to as “FPD”) made of a semiconductor material is often used as an X-ray detector of an X-ray apparatus. FPD requires a readout period for reading out X-ray detection data after X-ray exposure. In order to ensure the reading period of the X-ray detection data, an X-ray irradiation method called pulse X-ray that intermittently irradiates X-rays from the X-ray source is adopted. In the pulse X-ray irradiation method, the waveform of the voltage of the high voltage power source (referred to as “tube voltage”) supplied to the X-ray source is pulsed.

ところで、パルスX線では、X線の照射状態から停止状態へ切り替わっても暫くの間、X線源への電圧供給が完全に断たれることがなく、低エネルギーのX線を照射し続ける「波尾」と称する現象が起きることが知られている。「波尾」現象の長時間化は、被検体への無効被曝、X線画像の画質低下などの影響が懸念される。そこで、X線源の「波尾遮断」は、上記波尾をできるだけ早期に遮断する技術として採用される。波尾遮断技術の一例は、特許文献1に開示される。
上記開示技術では、直列接続体の電力用半導体スイッチング素子の導通が、所定値以上となるようなヒテリシス特性手段を設け、X線管での微放電などで誤作動を防止している。
By the way, with pulsed X-rays, the voltage supply to the X-ray source is not completely cut off for a while even after switching from the X-ray irradiation state to the stop state, and continues to emit low-energy X-rays. It is known that a phenomenon called “Namio” occurs. There is a concern that the prolonged “wave tail” phenomenon may be affected by ineffective exposure to the subject and image quality degradation of the X-ray image. Therefore, “wave tail blocking” of the X-ray source is adopted as a technique for blocking the wave tail as early as possible. An example of the wave tail blocking technique is disclosed in Patent Document 1.
In the disclosed technique, the conduction of the semiconductor switching element for power series connection is provided with a heat scan Hysteresis characteristic unit such that above a predetermined value, thereby preventing the fine erroneous discharge, such as operation in the X-ray tube.

特開2001-284095号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-284095

上記開示技術では、急峻な電圧変化の場合など多様な電圧条件においても安定した回路動作ができないという未解決の問題が残っていた。   The above disclosed technique still has an unresolved problem that a stable circuit operation cannot be performed even under various voltage conditions such as a sudden voltage change.

本発明の目的は、多様な電圧条件においても安定した回路動作が可能な高電圧スイッチ制御回路とそれを用いたX線装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a high voltage switch control circuit capable of stable circuit operation even under various voltage conditions and an X-ray apparatus using the same.

上記目的を達成するために、本発明の高電圧スイッチ制御回路は、直列接続された複数の半導体スイッチと、直列に接続され、且つ前記半導体スイッチの制御端子と、当該半導体スイッチと一端が接続される他の半導体スイッチの他端と、の間に接続された第1の抵抗と、及び第1のコンデンサと、前記第1の抵抗に並列に接続されたダイオードと、前記第1のコンデンサに並列に接続された第2の抵抗と、前記複数の半導体スイッチのうち一つの半導体スイッチを導通制御することで残余の半導体スイッチの導通を制御させる制御回路と、を有する高電圧スイッチ制御回路において、直列に接続され、且つ、前記複数の半導体スイッチの全てにそれぞれ並列に接続された第3の抵抗、及び第2のコンデンサを備え、前記第1のコンデンサの放電時定数よりも前記第2のコンデンサの放電時定数が長くなるように、前記第2のコンデンサの静電容量、又は前記第3の抵抗の抵抗値の少なくとも一方を設定することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a high-voltage switch control circuit according to the present invention includes a plurality of semiconductor switches connected in series, connected in series, and a control terminal of the semiconductor switch, and one end of the semiconductor switch is connected. A first resistor connected between the other end of the other semiconductor switch, a first capacitor, a diode connected in parallel to the first resistor, and a parallel to the first capacitor. A high-voltage switch control circuit comprising: a second resistor connected to the control circuit; and a control circuit that controls conduction of the remaining semiconductor switch by controlling conduction of one of the plurality of semiconductor switches. And a third resistor connected in parallel to all of the plurality of semiconductor switches, and a second capacitor, and a discharge time constant of the first capacitor As remote discharge time constant of the second capacitor is increased, and sets at least one of the capacitance of the second capacitor, or the third resistance value of the resistor.

また、本発明のX線装置は、単相交流電源に接続され交流電圧を直流電圧に変換する整流器と、前記変換された直流電圧を高周波交流電圧に変換するインバータと、前記変換された高周波交流電圧を昇圧する高電圧変圧器と、前記昇圧された高周波交流高電圧を直流高電圧に変換する高電圧整流器と、前記変換された直流高電圧が供給されるX線管と、前記高電圧整流器に並列接続される波尾遮断手段と、前記X線管の曝射信号により前記波尾遮断手段に含まれる高電圧スイッチ手段を制御する制御手段と、を備えたX線装置において、高電圧スイッチ手段は、前記高電圧スイッチ制御回路であることを特徴とする。 The X-ray apparatus of the present invention is connected to a single-phase AC power source and converts an AC voltage into a DC voltage, an inverter that converts the converted DC voltage into a high-frequency AC voltage, and the converted high-frequency AC. A high-voltage transformer that boosts the voltage; a high-voltage rectifier that converts the boosted high-frequency AC high voltage to a DC high voltage; an X-ray tube to which the converted DC high voltage is supplied; and the high-voltage rectifier In the X-ray apparatus, the high-voltage switch includes: a wave-tail cutoff unit connected in parallel to the X-ray tube; The means is the high voltage switch control circuit.

本発明によれば、多様な電圧条件においても安定した回路動作が可能な高電圧スイッチ制御回路とそれを用いたX線装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a high voltage switch control circuit capable of stable circuit operation even under various voltage conditions and an X-ray apparatus using the same.

以下、本発明を実施するための最良の形態について添付図面を用いて説明する。なお、発明の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment of the invention, and the repetitive description thereof is omitted.

図1は、本発明の各実施形態で共通するX線装置の構成例を示す図である。
本発明のX線装置は、図1に示されるように、次に示す各構成要素から構成されている。整流器11は、単相交流電源10に接続され、単相交流電源10から供給される商用の交流電圧を直流電圧に変換する。平滑コンデンサ12は、整流器11に接続され、整流器11によって変換された直流電圧に含まれる脈動成分を除去し、平滑化する。インバータ回路13は、平滑コンデンサ12に接続され、平滑コンデンサ12によって平滑化された直流電圧を高周波交流電圧に変換する。高電圧変圧器14は、インバータ回路13に接続され、インバータ回路13によって変換された高周波交流電圧を昇圧する。高電圧整流器15は、高電圧変圧器14に接続され、高電圧変圧器14によって昇圧された高周波交流電圧を整流して直流高電圧に変換する。高電圧コンデンサ16は、高電圧整流器15に接続され、高電圧整流器15によって変換された直流高電圧に含まれる脈動成分を除去し、平滑化する。X線管装置17は、高電圧コンデンサ16と接続され、高電圧コンデンサ16によって平滑化された直流高電圧が供給され、X線を曝射する。制御回路18は、X線管装置17にX線曝射を指令するものである。ここでは、X線曝射指令の信号であるX線曝射信号19が制御回路18から出力されるものとする。波尾遮断回路1は、高電圧コンデンサ16に並列接続され、X線管装置17に供給された直流高電圧、すなわち波尾を遮断する。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of an X-ray apparatus common to each embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the X-ray apparatus of the present invention is composed of the following components. The rectifier 11 is connected to the single-phase AC power supply 10 and converts a commercial AC voltage supplied from the single-phase AC power supply 10 into a DC voltage. The smoothing capacitor 12 is connected to the rectifier 11, removes the pulsating component contained in the DC voltage converted by the rectifier 11, and smoothes it. The inverter circuit 13 is connected to the smoothing capacitor 12 and converts the DC voltage smoothed by the smoothing capacitor 12 into a high-frequency AC voltage. The high voltage transformer 14 is connected to the inverter circuit 13 and boosts the high-frequency AC voltage converted by the inverter circuit 13. The high voltage rectifier 15 is connected to the high voltage transformer 14 and rectifies the high frequency AC voltage boosted by the high voltage transformer 14 to convert it into a DC high voltage. The high voltage capacitor 16 is connected to the high voltage rectifier 15 to remove and smooth the pulsation component contained in the DC high voltage converted by the high voltage rectifier 15. The X-ray tube device 17 is connected to the high voltage capacitor 16, supplied with a DC high voltage smoothed by the high voltage capacitor 16, and exposes X-rays. The control circuit 18 instructs the X-ray tube device 17 to perform X-ray exposure. Here, it is assumed that an X-ray exposure signal 19 which is an X-ray exposure command signal is output from the control circuit 18. The wave tail cutoff circuit 1 is connected in parallel to the high voltage capacitor 16, and cuts off the DC high voltage supplied to the X-ray tube device 17, that is, the wave tail.

{実施形態1}
図2は、波尾遮断回路1の構成の一例で実施形態1を示す図である。
ここでは、半導体スイッチはMOS-FET(Metal Oxide SilicON Field Effect TranSiStor)スイッチが複数段直列接続されて形成される。複数段直列接続されるスイッチはS(1)〜S(n)(nは正の整数)とする。スイッチS(1)は、最もカソード(K)側に配置され、スイッチS(1)のゲート、ソース間に駆動信号5が与えられてスイッチS(1)の導通が制御される。スイッチS(2)は、スイッチ S(1)のドレイン側に直列に接続され、スイッチS(3)は、スイッチ S(2)のドレイン側に直列に接続され、…スイッチS(n)は、スイッチ S(n-1)のドレイン側に直列に接続される。スイッチS(2)〜スイッチS(n)は、スイッチS(1)の動作に追従動作するように制御される。ツェナーダイオードDza(2)〜Dza(n)は、スイッチS(1)に順次直列接続された他の各スイッチS(2)〜S(n-1)のソース、ゲート間にそれぞれ接続される。
{Embodiment 1}
FIG. 2 is a diagram illustrating the first embodiment as an example of the configuration of the wave tail cutoff circuit 1. FIG.
Here, the semiconductor switch is formed by connecting a plurality of MOS-FET (Metal Oxide SilicON Field Effect TranSiStor) switches in series. The switches connected in multiple stages are S (1) to S (n) (n is a positive integer). The switch S (1) is arranged on the most cathode (K) side, and a drive signal 5 is given between the gate and source of the switch S (1) to control conduction of the switch S (1). The switch S (2) is connected in series to the drain side of the switch S (1), the switch S (3) is connected in series to the drain side of the switch S (2), and the switch S (n) is Connected in series to the drain side of the switch S (n-1). The switches S (2) to S (n) are controlled so as to follow the operation of the switch S (1). Zener diodes Dza (2) to Dza (n) are connected between the sources and gates of the other switches S (2) to S (n−1) sequentially connected in series to the switch S (1).

第一の電流制限手段Rg(1)〜Rg(n)には、アノード(A)側がスイッチS(3)〜S(n)のゲート側となるように、ダイオードDa(1)〜Da(n)を並列接続している。第一のコンデンサCb(1)〜Cb(n)には、各スイッチに印加される電圧が分圧されるようにバランス抵抗 Rb(1)〜Rb(n)が並列接続される。ダイオードDLは、スイッチS(n)のドレイン側に直列接続され、逆電流を防止する。そして、放電抵抗RDはこの場合、ダイオードDLの更にアノード(A)側に直接接続され、X線管装置17からの放電電流を消費する。
The first current limiting means Rg (1) to Rg (n) have diodes Da (1) to Da (n) such that the anode (A) side is the gate side of the switches S (3) to S (n). ) Are connected in parallel. Balance resistors Rb (1) to Rb (n) are connected in parallel to the first capacitors Cb (1) to Cb (n) so that the voltage applied to each switch is divided. The diode DL is connected in series to the drain side of the switch S (n) and prevents reverse current. In this case, the discharge resistor RD is directly connected to the anode (A) side of the diode DL, and consumes the discharge current from the X-ray tube device 17.

また、スイッチS(1)〜S(n)のドレイン、ソース間には、第二のコンデンサ Cs(1)〜Cs(n)と第二の電流制限手段 Rs(1)〜Rs(n)とからなる直列回路が接続される。それぞれ同様の記号で示されたS、Cb、CS、Rg、Rb、Da、Dzaなどの素子の電気特性は、それぞれほぼ同一である。   Between the drains and sources of the switches S (1) to S (n), the second capacitors Cs (1) to Cs (n) and the second current limiting means Rs (1) to Rs (n) A series circuit consisting of The electrical characteristics of elements such as S, Cb, CS, Rg, Rb, Da, and Dza, which are indicated by the same symbols, are almost the same.

次に、高電圧スイッチ回路3の動作について説明する。スイッチS(1)は、そのゲート、ソース間に与えられる駆動信号5が正でないとき、遮断状態である。他のスイッチS(2)〜S(n)は、スイッチS(1)に追従して動作するため、スイッチS(1)と同様に遮断状態である。   Next, the operation of the high voltage switch circuit 3 will be described. The switch S (1) is cut off when the drive signal 5 applied between its gate and source is not positive. Since the other switches S (2) to S (n) operate following the switch S (1), they are in the cut-off state similarly to the switch S (1).

つまり、スイッチS(1)〜S(n)が全て遮断状態であるため、高電圧スイッチ回路3はオフ状態である。オフ状態の高電圧スイッチ回路3はアノード(A)−カソード(K)間に電圧が印加されると、バランス抵抗 Rb(1)〜Rb(n)によって印加された電圧が分圧されて、それぞれのコンデンサCb(1)〜Cb(n)にはほぼ均等に電圧が充電される。スイッチS(1)〜S(n)にもほぼ均等に電圧が分担される。   That is, since the switches S (1) to S (n) are all cut off, the high voltage switch circuit 3 is in the off state. When a voltage is applied between the anode (A) and the cathode (K), the high voltage switch circuit 3 in the off state divides the voltage applied by the balance resistors Rb (1) to Rb (n), The capacitors Cb (1) to Cb (n) are charged with voltages almost evenly. The switches S (1) to S (n) share the voltage almost equally.

次に、スイッチS(1)のゲート、ソース間に与えられる駆動信号5を正とすると、スイッチS(1)は導通が開始される。この導通開始により第一のコンデンサ Cb (1)の電荷は第一の電流制限手段 Rg(1)、スイッチS(2)のゲート、ソース、及びS(1)のドレイン、ソースを介して放電が開始される。第二のコンデンサ Cs(1)の電荷は、放電開始されると、第二の電流制限手段 Rs(1)及びスイッチS(1)のドレイン、ソースを介して放電が開始される。この放電開始により、スイッチS(2)のゲート、ソース間にスイッチS(2)は、導通開始のために十分な電圧が印加される。この電圧の印加により、スイッチS(2)は導通が開始される。   Next, when the drive signal 5 applied between the gate and source of the switch S (1) is positive, the switch S (1) starts to conduct. Due to this conduction start, the charge of the first capacitor Cb (1) is discharged through the first current limiting means Rg (1), the gate and source of the switch S (2), and the drain and source of S (1). Be started. When discharge of the second capacitor Cs (1) is started, discharge is started via the second current limiting means Rs (1) and the drain and source of the switch S (1). With this discharge start, a voltage sufficient to start conduction is applied to the switch S (2) between the gate and source of the switch S (2). By applying this voltage, the switch S (2) starts to conduct.

なお、ツェナーダイオードDza(2)はスイッチS(2)のゲート、ソース間の電圧が所定値以下に抑制される。スイッチS(3)〜S(n)は、スイッチS(2)と同様にして順次導通が開始され、スイッチS(1)〜S(n)は、オン状態となる。   Note that the voltage between the gate and source of the switch S (2) in the zener diode Dza (2) is suppressed to a predetermined value or less. The switches S (3) to S (n) are sequentially turned on similarly to the switch S (2), and the switches S (1) to S (n) are turned on.

スイッチS(1)のゲート、ソース間に与えられる駆動信号5を負にすると、スイッチS(1)は遮断状態となって電流が流れなくなる。このとき、アノード(A)―カソード(K)間に電圧が印加されると、電流がスイッチS(2)のソース、ゲートとダイオードDa(1)〜Da(n)および第一のコンデンサ Cb (1)と、第二の電流制限手段 Rs(1)及び第二のコンデンサ Cs(1)を通して流れる。スイッチS(2)のゲート、ソース間に蓄えられた電荷は放電されるとスイッチS(2)は遮断状態となる。スイッチS(3)〜S(n)は、スイッチS(2)と同様にして順次遮断状態となり、スイッチS(1)〜S(n)は、オフ状態となる。   If the drive signal 5 applied between the gate and source of the switch S (1) is negative, the switch S (1) is cut off and no current flows. At this time, when a voltage is applied between the anode (A) and the cathode (K), current flows between the source and gate of the switch S (2), the diodes Da (1) to Da (n), and the first capacitor Cb ( 1) and the second current limiting means Rs (1) and the second capacitor Cs (1). When the electric charge stored between the gate and source of the switch S (2) is discharged, the switch S (2) is cut off. The switches S (3) to S (n) are sequentially cut off in the same manner as the switch S (2), and the switches S (1) to S (n) are turned off.

次に管電圧の変動と誤作動の要因について図3を用いて説明する。図3は実施形態1を示す図2のスイッチに存在する接合容量をコンデンサに置換し、漏れ電流を抵抗に置換した等価回路である。具体的に符号を付けて説明すると、各スイッチにはドレイン、ソース間に接合容量 Coss(1)〜Coss(n)や、各スイッチがオフ時にも漏れ電流が存在し、漏れ電流は抵抗 Rdss(1)〜Rdss(n)に置換できる。   Next, the fluctuation of the tube voltage and the cause of malfunction will be described with reference to FIG. FIG. 3 is an equivalent circuit in which the junction capacitance existing in the switch of FIG. 2 showing the first embodiment is replaced with a capacitor, and the leakage current is replaced with a resistor. Specifically, each switch has a junction capacitance between drain and source, Coss (1) to Coss (n), and even when each switch is off, the leakage current exists in the resistor Rdss ( 1) to Rdss (n) can be substituted.

高電圧スイッチ回路3がオフ状態であって、アノード(A)―カソード(K)間に安定した電圧が供給されている場合、スイッチS(1)〜S(n)にはバランス抵抗 Rb(1)〜Rb(n)に電流が流れる。これらバランス抵抗Rb(1)〜Rb(n)の分圧作用によって、それぞれの第一のコンデンサCb(1)〜Cb(n)やスイッチS(1)〜S(n)にほぼ均等に電圧が分担される。このとき、ツェナーダイオードDza(2)〜Dza(n)に流れる電流によってスイッチS(2)〜S(n)のゲート、ソース間にツェナーダイオードDza(2)〜Dza(n)の順方向に負の電位が生じる。この負の電位はツェナーダイオードDza(2)〜Dza(n)により生じる電圧降下に等しく、スイッチS(2)〜S(n)の遮断状態が強固なものとしている。   When the high voltage switch circuit 3 is in an off state and a stable voltage is supplied between the anode (A) and the cathode (K), the balance resistance Rb (1) is applied to the switches S (1) to S (n). ) To Rb (n). Due to the voltage dividing action of these balance resistors Rb (1) to Rb (n), the voltages are almost evenly applied to the respective first capacitors Cb (1) to Cb (n) and the switches S (1) to S (n). Be shared. At this time, the current flowing through the Zener diodes Dza (2) to Dza (n) is negatively applied in the forward direction of the Zener diodes Dza (2) to Dza (n) between the gates and sources of the switches S (2) to S (n). Is generated. This negative potential is equal to the voltage drop caused by the Zener diodes Dza (2) to Dza (n), and the cut-off state of the switches S (2) to S (n) is robust.

また、管電圧を上昇しても、管電圧が安定している場合の電流の他にスイッチの接合容量 Coss(1)〜Coss(n)や、第一のコンデンサ Cb (1)〜Cb(n)への充電と第二のコンデンサ Cs(1)〜Cs(n)への充電電流が追加されるのみである。このとき、スイッチ S(2)〜S(n)の遮断状態は変化せず、従ってスイッチS(1)〜S(n)のオフ状態が維持できる。   In addition to the current when the tube voltage is stable even if the tube voltage is increased, the switch junction capacitances Coss (1) to Coss (n) and the first capacitors Cb (1) to Cb (n ) And charging current to the second capacitors Cs (1) to Cs (n) are only added. At this time, the shut-off state of the switches S (2) to S (n) does not change, so that the off state of the switches S (1) to S (n) can be maintained.

ところが、アノード(A)―カソード(K)間に印加される電圧が負方向に変化し、スイッチS(1)〜S(n)に蓄えられている電圧よりも低くなった場合を考えると、逆電流を防止するダイオードDLが遮断され、電流が流れなくなる。この結果、スイッチS(1)〜S(n)の内部にあるCR回路から放電が始まる。ここで、CR回路とは、第一のコンデンサ Cb (1)〜Cb(n)、第二のコンデンサ Cs(1)〜Cs(n)および各スイッチのドレイン、ソース間の接合容量 Coss(1)〜Coss(n)、バランス抵抗 Rb(1)〜Rb(n)および各スイッチの漏れ電流に置き換えた抵抗 Rdss(1)〜Rdss(n)から構成される。また、仮にCb (1)〜Cb(n)の放電時定数が Coss(1)〜Coss(n)の放電時定数よりも長かった場合を考慮する。この場合、Cb (1)〜Cb(n)の電位はCoss(1)〜Coss(n)の電位よりも大きくなり、その差の電位がスイッチS(2)〜S(n)のゲート、ソースを充電してスイッチ S(2)〜S(n)が導通を開始するのに十分な電圧が印加されてスイッチを誤作動させる虞がある。   However, when the voltage applied between the anode (A) and the cathode (K) changes in the negative direction and becomes lower than the voltage stored in the switches S (1) to S (n), The diode DL that prevents the reverse current is cut off, and no current flows. As a result, discharge starts from the CR circuit inside the switches S (1) to S (n). Here, the CR circuit means the first capacitors Cb (1) to Cb (n), the second capacitors Cs (1) to Cs (n) and the junction capacitance between the drain and source of each switch Coss (1) ~ Coss (n), balance resistance Rb (1) ~ Rb (n) and resistance Rdss (1) ~ Rdss (n) replaced with leakage current of each switch. Also, consider the case where the discharge time constant of Cb (1) to Cb (n) is longer than the discharge time constant of Coss (1) to Coss (n). In this case, the potential of Cb (1) to Cb (n) is larger than the potential of Coss (1) to Coss (n), and the potential of the difference is the gate and source of the switches S (2) to S (n). The switch S (2) to S (n) is charged with a voltage sufficient to start conduction, and the switch may malfunction.

そこで、本実施形態では、第二のコンデンサ Cs(1)〜Cs(n)と第2の電流制限手段とが直列接続された第2の放電時定数制御回路を追加する。これによって、この放電時定数が長くなるので、高電圧スイッチ3の誤作動防止が可能となる。   Therefore, in this embodiment, a second discharge time constant control circuit in which the second capacitors Cs (1) to Cs (n) and the second current limiting means are connected in series is added. As a result, the discharge time constant becomes longer, and thus the malfunction of the high voltage switch 3 can be prevented.

図3について具体的な数値を持って説明する。例えば、複数段直列接続されるスイッチは、50kVの電圧を100直列接続したスイッチによって遮断するように設計する。その他、各数値は次にとおりとする。
FIG. 3 will be described with specific numerical values. For example, a switch connected in series in a plurality of stages is designed to be cut off by a switch in which 100 voltages of 50 kV are connected in series. Other numerical values are as follows.

波尾を遮断する抵抗は100kΩ、波尾遮断を持続すべき時間を20mSとする。スイッチの出力接合容量Cossは125pF、漏れ電流200μA(ドレインーソース間電圧500V当り)とする。Rdss=2.5MΩ、スイッチを導通させるためのゲート電圧は4〜15Vとする。バランス抵抗Rb(1)〜Rb(n)は、500kΩ以上とする。なぜならば、バランス抵抗Rb(1)〜Rb(n)は、常に電流が流れるため損失が大きいから、0.5W(バランス抵抗の数1個当たり)以下に抑える必要があるためである。   The resistance to cut off the wave tail is 100kΩ, and the time to keep the wave tail cut off is 20mS. The output junction capacitance Coss of the switch is 125 pF and the leakage current is 200 μA (per drain-source voltage of 500 V). Rdss = 2.5MΩ, and the gate voltage for conducting the switch is 4-15V. The balance resistors Rb (1) to Rb (n) are 500 kΩ or more. This is because the balance resistors Rb (1) to Rb (n) have a large loss because a current always flows, and therefore must be suppressed to 0.5 W (per number of balance resistors) or less.

第一のコンデンサCb(1)〜Cb(n)は20nF以上の容量とする。なぜならば、波尾遮断動作時のゲート電圧を保持するためには、第一のコンデンサCb(1)〜Cb(n)の電位をその時間ゲート電圧範囲とする放電時定数が10mS以上必要であり、Cb(1)〜Cb(n)の放電は主にバランス抵抗 Rb(1)〜Rb(n)によるためである。   The first capacitors Cb (1) to Cb (n) have a capacity of 20 nF or more. This is because, in order to maintain the gate voltage during the wave tail cut-off operation, the discharge time constant with the potential of the first capacitors Cb (1) to Cb (n) as the time gate voltage range must be 10mS or more. This is because the discharge of Cb (1) to Cb (n) is mainly caused by the balance resistors Rb (1) to Rb (n).

また、各スイッチの出力接合容量Cossの放電時定数は、125pF×2.5MΩ=0.3mS程度しかなく、Cb (1)〜Cb(n)の放電時定数10mSに比べて短いため、誤作動の虞がある。この誤作動の解消のため、第二のコンデンサ Cs(1)〜Cs(n)を追加する。   In addition, the discharge time constant of the output junction capacitance Coss of each switch is only about 125pF x 2.5MΩ = 0.3mS, which is shorter than the discharge time constant 10mS of Cb (1) to Cb (n), which may cause malfunction. There is. To eliminate this malfunction, add the second capacitors Cs (1) to Cs (n).

本実施形態によれば、多様な電圧条件においても安定した回路動作が可能なX線装置を提供することができる。また、実施形態1の特有の効果は、例えば、 CSを4nFの容量で追加した場合、この放電時定数は4nF×2.5MΩ=10mSとなり、各スイッチの出力接合容量Cossと合わせれば、Cbの放電時定数よりも長くすることができる。このような放電時定数の長時間化により誤作動を防止することができる。   According to this embodiment, it is possible to provide an X-ray apparatus capable of stable circuit operation even under various voltage conditions. Also, the unique effect of the first embodiment is that, for example, when CS is added with a capacity of 4 nF, this discharge time constant is 4 nF × 2.5 MΩ = 10 mS, and when combined with the output junction capacitance Coss of each switch, the discharge of Cb It can be longer than the time constant. Such a long discharge time constant can prevent malfunction.

スイッチS(1)〜S(n)は、逆電流を防止するダイオードDLには接合容量が存在する。このためスイッチS(1)〜S(n)に逆向きの電流が流れてしまう虞もある。前述したのと同様に、アノード(A)―カソード(K)間に印加される電圧が負方向に変化し、スイッチS(1)〜S(n)に蓄えられている電圧よりも低くなった場合を考えると、その電位差はダイオードDLに逆に印加され、ダイオードDLの接合容量に逆方向に充電される。この電流はスイッチS(1)〜S(n)から逆方向に流れる電流によって供給される。すなわち、各スイッチのドレイン、ソース間の接合容量Coss(1)〜Coss(n)と、第ニのコンデンサCs(1)〜Cs(n)を放電する電流によって供給される。そして、この電流による電圧の変化は、これらの容量の比によって決定される。すなわち、ダイオードDLの接合容量と、各スイッチのドレイン、ソース間の接合容量Coss(1)〜Coss(n)と第ニのコンデンサCs(1)〜Cs(n)の合成容量との比である。   The switches S (1) to S (n) have a junction capacitance in the diode DL that prevents reverse current. For this reason, a reverse current may flow through the switches S (1) to S (n). As described above, the voltage applied between the anode (A) and the cathode (K) changes in the negative direction, and is lower than the voltage stored in the switches S (1) to S (n). Considering the case, the potential difference is applied to the diode DL in reverse, and the junction capacitance of the diode DL is charged in the reverse direction. This current is supplied by a current flowing in the reverse direction from the switches S (1) to S (n). That is, the junction capacitances Coss (1) to Coss (n) between the drain and source of each switch and the current that discharges the second capacitors Cs (1) to Cs (n) are supplied. The voltage change due to this current is determined by the ratio of these capacities. That is, the ratio between the junction capacitance of the diode DL and the combined capacitance of the junction capacitors Coss (1) to Coss (n) between the drain and source of each switch and the second capacitors Cs (1) to Cs (n). .

ここで、前述と同様に具体的数値を用いて説明する。ダイオードDLの接合容量は4pFとし、各スイッチのドレイン、ソース間の接合容量Coss(1)〜Coss(n)と第ニのコンデンサCs(1)〜Cs(n)の合成容量は、41.25pFである。   Here, the description will be made using specific numerical values as described above. The junction capacitance of the diode DL is 4 pF, and the combined capacitance between the drain and source of each switch Coss (1) to Coss (n) and the second capacitors Cs (1) to Cs (n) is 41.25 pF. is there.

従って、スイッチS(1)〜S(n)のアノード(A)―カソード(K)間に印加されていた電圧E0が時間tでE1に低下した場合、ダイオードDL(D)―カソード(K)間の電位がE2に低下したとすると、各スイッチのドレイン、ソース間の接合容量Coss(1)〜Coss(n)と第ニのコンデンサCs(1)〜Cs(n)の合成容量Coから放電した電流io = Co * ( E0 - E2) / t 、ダイオードDLの接合容量から放電した電流iDL = CDL * ( E2 - E1) / t 、であり、io = iDL なので、Co / CDL = ( E2 - E1) / ( E0 - E2) である。E0 = 50kVからE1 = 40kV に10kV低下した場合、E2 = ( Co * E0 + CDL * E1 ) / ( Co + CDL ) = 49.12kVとなって、0.88kV低下する。このように、各スイッチのドレイン、ソース間の接合容量Coss(1)〜Coss(n)と第ニのコンデンサCs(1)〜Cs(n)に蓄えられた電荷は、前述のスイッチの漏れ電流に置き換えた抵抗Rdss(1)〜Rdss(n)による放電以上の早さの時定数で放電することになる。このため、前述の計算による第ニのコンデンサCSの容量よりも大きくしなければ誤作動が想定される。この誤作動を防止するためには、X線管などの負荷での最短の放電時定数と、逆電流を防止するダイオードDLの接合容量などから計算した各スイッチのドレイン、ソース間の接合容量Coss(1)〜Coss(n)と第二のコンデンサCs(1)〜Cs(n)に蓄えられた電荷の放電時定数を、波尾遮断動作時のゲート電圧を保持するための第一のコンデンサCb(1)〜Cb(n)の放電時定数よりも長くする必要がある。   Therefore, when the voltage E0 applied between the anode (A) and the cathode (K) of the switches S (1) to S (n) drops to E1 at time t, the diode DL (D) −cathode (K) Assuming that the potential between them drops to E2, discharge from the combined capacitance Co of the junction capacitances Coss (1) to Coss (n) between the drain and source of each switch and the second capacitors Cs (1) to Cs (n) Current io = Co * (E0-E2) / t, current iDL = CDL * (E2-E1) / t discharged from the junction capacitance of the diode DL, and io = iDL, so Co / CDL = (E2- E1) / (E0-E2). When 10kV is reduced from E0 = 50kV to E1 = 40kV, E2 = (Co * E0 + CDL * E1) / (Co + CDL) = 49.12kV, which is 0.88kV lower. As described above, the electric charge stored in the junction capacitances Coss (1) to Coss (n) between the drain and source of each switch and the second capacitors Cs (1) to Cs (n) is the leakage current of the aforementioned switches. The discharge is performed with a time constant that is faster than the discharge by the resistors Rdss (1) to Rdss (n) replaced with. For this reason, a malfunction is assumed unless the capacitance of the second capacitor CS is larger than that calculated by the above calculation. To prevent this malfunction, the junction capacitance Coss between the drain and source of each switch calculated from the shortest discharge time constant in the load such as an X-ray tube and the junction capacitance of the diode DL that prevents reverse current (1) -Coss (n) and the first capacitor to hold the gate voltage during the wave tail cut-off operation using the discharge time constant of the charge stored in the second capacitors Cs (1) -Cs (n) It must be longer than the discharge time constant of Cb (1) to Cb (n).

図4は、波尾遮断回路1の構成の一例で実施形態2を示す図である。実施形態2では、実施形態1の回路に、ヒステリシス特性手段として各スイッチS(1)〜S(n)のゲートと第一の電流制限手段Rg(1)〜Rg(n)との間に配置するツェナーダイオードDzb(1)〜Dzb(n)を接続したものである。
FIG. 4 is a diagram showing the second embodiment as an example of the configuration of the wave tail cutoff circuit 1. In FIG. In the second embodiment, the circuit of the first embodiment is arranged between the gates of the switches S (1) to S (n) and the first current limiting means Rg (1) to Rg ( n) as the hysteresis characteristic means. Zener diodes Dzb (1) to Dzb (n) are connected.

これによって、実施形態2によれば、多様な電圧条件においても安定した回路動作が可能なX線装置を提供することができる。また、実施形態2の特有の効果は、例えばX線管装置17の部分放電などによるアノード(A)−カソード(K)間の急激な低下を検出しないことによって、X線管装置17からの微小な放電に伴って発生するノイズによるスイッチの誤作動を防止することで、高電圧スイッチ回路の信頼性を向上することができる。   Thus, according to the second embodiment, it is possible to provide an X-ray apparatus capable of stable circuit operation even under various voltage conditions. In addition, the specific effect of the second embodiment is that, for example, by detecting a sudden drop between the anode (A) and the cathode (K) due to the partial discharge of the X-ray tube device 17, a minute amount from the X-ray tube device 17 is reduced. The reliability of the high-voltage switch circuit can be improved by preventing the malfunction of the switch due to noise generated due to a rapid discharge.

{実施形態3}
図5は、波尾遮断回路1の構成の一例で実施形態3を示す図である。実施形態3では、実施形態1で示した回路の第二のコンデンサCs(1)〜Cs(n)、スイッチS(1)〜S(n)のドレインとカソード(K)などのアース電位へ接続した例である。この例ではアース電位に接続したが、アース電位ではなく筐体などのカソード(K)に接続してもよい。
{Embodiment 3}
FIG. 5 is a diagram showing the third embodiment as an example of the configuration of the wave tail cutoff circuit 1. FIG. In the third embodiment, the second capacitors Cs (1) to Cs (n) of the circuit shown in the first embodiment are connected to the ground potential such as the drains and the cathodes (K) of the switches S (1) to S (n). This is an example of connection. In this example, it is connected to the ground potential, but it may be connected to the cathode (K) such as a housing instead of the ground potential.

本実施形態によれば、多様な電圧条件においても安定した回路動作が可能なX線装置を提供することができる。実施形態3の特有の効果は、筐体などとの間に生成される浮遊容量をこの第二のコンデンサ Cs(1)〜Cs(n)として利用し、回路素子数の低減が可能になる。   According to this embodiment, it is possible to provide an X-ray apparatus capable of stable circuit operation even under various voltage conditions. A unique effect of the third embodiment is that the number of circuit elements can be reduced by using the stray capacitance generated between the housing and the like as the second capacitors Cs (1) to Cs (n).

{実施形態4}
図6は、波尾遮断回路1の構成の一例で実施形態4を示す図である。実施形態4では、図6に示されるように、スイッチS(1)〜S(n)は、スイッチS(1)のゲート、ソース間に駆動信号5を正にし、スイッチS(1)を導通とすることによって、第一のコンデンサCb(1)〜Cb(n)に蓄えられた電荷が順次スイッチS(2)〜S(n)のゲート、ソース間に電圧を与えて高電圧スイッチ回路がオン状態となるように制御される。
{Embodiment 4}
FIG. 6 is a diagram showing the fourth embodiment as an example of the configuration of the wave tail cutoff circuit 1. In FIG. In the fourth embodiment, as shown in FIG. 6, the switches S (1) to S (n) make the drive signal 5 positive between the gate and source of the switch S (1), and the switch S (1) is made conductive. Thus, the charge stored in the first capacitors Cb (1) to Cb (n) sequentially applies a voltage between the gates and sources of the switches S (2) to S (n), and the high voltage switch circuit It is controlled to be in the on state.

これによって、実施形態4によれば、多様な電圧条件においても安定した回路動作が可能なX線装置を提供することができる。実施形態4の特有の効果は、第2のコンデンサCs(1)〜Cs(n)に電荷を蓄えることによって、スイッチS(1)〜S(n)に印加される電圧の放電時定数を第一のコンデンサCb(1)〜Cb(n)の放電時定数よりも長く設定することができる。この設定により、高電圧スイッチの誤作動を防止することができる。   Thus, according to the fourth embodiment, an X-ray apparatus capable of stable circuit operation even under various voltage conditions can be provided. The characteristic effect of the fourth embodiment is that the charge time constant of the voltage applied to the switches S (1) to S (n) is set by storing charges in the second capacitors Cs (1) to Cs (n). It can be set longer than the discharge time constant of one capacitor Cb (1) to Cb (n). This setting can prevent malfunction of the high voltage switch.

{実施形態5}
図7は、波尾遮断回路1の構成の一例で実施形態5を示す図である。実施形態5では、図7に示されるように、スイッチS(1)よりもカソード(K)側に放電抵抗RD‘を増設したものである。以降で説明する浮遊容量CSは、第二のコンデンサと等価である。
{Embodiment 5}
FIG. 7 is a diagram showing the fifth embodiment as an example of the configuration of the wave tail cutoff circuit 1. In FIG. In the fifth embodiment, as shown in FIG. 7, a discharge resistor RD ′ is added on the cathode (K) side of the switch S (1). The stray capacitance CS described below is equivalent to the second capacitor.

ここで、浮遊容量Cs(0)の充電電圧は、スイッチS(1)の導通と同時に瞬時に放電する。このとき、スイッチS(1)の内部抵抗で多少放電されるが、ほとんどの充電電圧は残りの浮遊容量Cs(1)〜Cs(n)に分担・充電される。スイッチS(2)が導通したときも浮遊容量Cs(1)の充電電圧は放電されるが、ほとんどの充電電圧は浮遊容量Cs(2)〜Cs(n)に分担・充電される。つまり、スイッチS(1)〜S(n)が順次導通され、その部分の浮遊容量Cs(0)〜Cs(n)が放電していく分、スイッチS(1)〜S(n)が導通してない部分の浮遊容量Cs(0)〜Cs(n)の何れかに充電される電圧は増加していく。その結果、Cs(0)〜Cs(n)の何れかの充電電圧が、スイッチS(1)〜S(n)の定格電圧を超えていると、1秒間に十数〜数十回行っている波尾切断の動作において、スイッチS(n)の寿命が短くなる場合がある。そこで、スイッチS(1)とカソード(K)間に、放電抵抗RD‘を接続することで、各々のスイッチS(1)〜S(n)に存在する浮遊容量CSがスイッチS(1)〜S(n)の導通と同時に放電したときに放電抵抗RD‘を経由し放電される。   Here, the charging voltage of the stray capacitance Cs (0) is instantaneously discharged simultaneously with the conduction of the switch S (1). At this time, the internal resistance of the switch S (1) is slightly discharged, but most of the charging voltage is shared and charged to the remaining stray capacitances Cs (1) to Cs (n). Even when the switch S (2) is turned on, the charging voltage of the stray capacitance Cs (1) is discharged, but most of the charging voltage is shared and charged by the stray capacitances Cs (2) to Cs (n). That is, the switches S (1) to S (n) are sequentially turned on, and the switches S (1) to S (n) are turned on as much as the stray capacitances Cs (0) to Cs (n) of the part are discharged. The voltage charged in any of the stray capacitances Cs (0) to Cs (n) in the part that is not increased. As a result, when the charging voltage of any of Cs (0) to Cs (n) exceeds the rated voltage of the switches S (1) to S (n), it is performed ten to several dozen times per second. In some wave tail cutting operations, the life of the switch S (n) may be shortened. Therefore, by connecting the discharge resistor RD ′ between the switch S (1) and the cathode (K), the stray capacitance CS existing in each switch S (1) to S (n) is changed to the switch S (1) to When discharging is performed simultaneously with the conduction of S (n), it is discharged via the discharge resistor RD ′.

これによって、実施形態5の特有の効果は、導通していないスイッチSに存在する浮遊容量CSに充電される電圧を軽減できる。   As a result, the characteristic effect of the fifth embodiment can reduce the voltage charged in the stray capacitance CS present in the non-conductive switch S.

{実施形態6}
図8は、波尾遮断回路1の構成の一例で実施形態6を示す図である。実施形態6では、図8に示されるように、実施形態5の回路構成に加えて、隣接するスイッチ間に放電抵抗RDを増設したものである。
{Embodiment 6}
FIG. 8 is a diagram showing the sixth embodiment as an example of the configuration of the wave tail cutoff circuit 1. In FIG. In the sixth embodiment, as shown in FIG. 8, in addition to the circuit configuration of the fifth embodiment, a discharge resistor RD is added between adjacent switches.

ここで、浮遊容量CSに充電されている電圧は、アノード側により近い程、高くなるので、固定のインピーダンス値をもつ放電抵抗RDでは、浮遊容量CSの充電電圧を放電しきれない場合がある。   Here, since the voltage charged in the stray capacitance CS becomes higher as it is closer to the anode side, the discharge voltage RD having a fixed impedance value may not be able to discharge the charge voltage of the stray capacitance CS.

そこで、隣接するスイッチ間に放電抵抗RDを増設することにより、放電電流は二つの放電抵抗RDが加算されたインピーダンスで放電される。最終段のスイッチS(n)が導通した場合に、放電電流はそれぞれのスイッチに接続される放電抵抗RDが全て加算されたインピーダンスで放電される。   Therefore, by adding a discharge resistor RD between adjacent switches, the discharge current is discharged with an impedance obtained by adding the two discharge resistors RD. When the last switch S (n) is turned on, the discharge current is discharged with an impedance obtained by adding all the discharge resistors RD connected to the respective switches.

これによって、実施形態6の特有の効果は、導通していないスイッチSに存在する浮遊容量CSに充電される電圧を軽減できる。また、放電抵抗が分散され、同時に発熱源も波尾切断装置1の筐体内に分散されるため、筐体壁面による放熱効果も向上できる。   Thereby, the characteristic effect of the sixth embodiment can reduce the voltage charged in the stray capacitance CS existing in the non-conducting switch S. In addition, since the discharge resistance is dispersed and the heat source is also dispersed in the housing of the wave tail cutting device 1, the heat radiation effect by the housing wall surface can be improved.

{実施形態7}
図9は、波尾遮断回路1の構成の一例で実施形態7を示す図である。実施形態7では、図9に示されるように、実施形態5の回路構成に加えて、波尾切断回路の接続をアノード(A)−カソード(K)間からアノード(A)−アース間及びアース−カソード(K)間に変更したものである。
{Embodiment 7}
FIG. 9 is a diagram illustrating the seventh embodiment as an example of the configuration of the wave tail cutoff circuit 1. FIG. In the seventh embodiment, as shown in FIG. 9, in addition to the circuit configuration of the fifth embodiment, the connection of the wave tail cutting circuit is changed between the anode (A) -cathode (K) to the anode (A) -ground and to the ground. -Changed between cathodes (K).

これによって、実施形態7の特有の効果は、導通していないスイッチSに存在する浮遊容量CSに充電される電圧を軽減できる。また、浮遊容量による放電電流がアースに流れるので、ノイズによる影響も低減され、信頼性向上となる。   As a result, the characteristic effect of the seventh embodiment can reduce the voltage charged in the stray capacitance CS present in the non-conducting switch S. Further, since the discharge current due to the stray capacitance flows to the ground, the influence of noise is reduced and the reliability is improved.

{実施形態8}
図10は、波尾遮断回路1の構成の一例で実施形態8を示す図である。実施形態8では、図10に示されるように、実施形態6の回路構成に加えて、波尾切断回路の接続をアノード(A)−カソード(K)間からアノード(A)−アース間及びアース−カソード(K)間に変更したものである。
{Embodiment 8}
FIG. 10 is a diagram illustrating the eighth embodiment as an example of the configuration of the wave tail cutoff circuit 1. FIG. In the eighth embodiment, as shown in FIG. 10, in addition to the circuit configuration of the sixth embodiment, the connection of the wave tail cutting circuit is connected from the anode (A) -cathode (K) to the anode (A) -ground and to the ground. -Changed between cathodes (K).

これによって、実施形態8の特有の効果は、導通していないスイッチSに存在する浮遊容量CSに充電される電圧を軽減できる。また、スイッチをアノード、カソードに分けて同時にスイッチング動作をさせているため、高電圧スイッチの全てがONするのに図8の回路に対して半分に時間が短縮される。そのため、実施形態6に比べて放電抵抗の値を調整して放電効率を向上させることが可能となる。   Thereby, the characteristic effect of the eighth embodiment can reduce the voltage charged in the stray capacitance CS present in the non-conducting switch S. In addition, since the switches are divided into the anode and the cathode to perform the switching operation at the same time, all the high-voltage switches are turned on, and the time is reduced to half as compared with the circuit of FIG. Therefore, the discharge efficiency can be improved by adjusting the value of the discharge resistance as compared with the sixth embodiment.

上記実施形態において、コンデンサCs(1)〜Cs(n)に直列に抵抗 Rs(1)〜Rs(n)を図示した。抵抗はCs(1)〜Cs(n)の電荷をスイッチS(1)〜S(n)が短絡した場合の短絡電流を抑制するために挿入される。このため、必ずしも抵抗である必要もなく、スイッチS(1)〜S(n)の内部インピーダンスや短絡耐量が許容されれば省略が可能である。   In the above embodiment, the resistors Rs (1) to Rs (n) are illustrated in series with the capacitors Cs (1) to Cs (n). The resistor is inserted to suppress the short-circuit current when the switches S (1) to S (n) short-circuit the charges of Cs (1) to Cs (n). For this reason, it does not necessarily need to be a resistor, and can be omitted if the internal impedance and short circuit tolerance of the switches S (1) to S (n) are allowed.

また、スイッチS(1)〜S(n)をMOS-FETで示したが、必ずしもその必要はなく、直列接続によって順次駆動可能な高電圧スイッチを構成できる半導体スイッチング素子であれば良い。   Further, although the switches S (1) to S (n) are shown as MOS-FETs, they are not necessarily required, and any semiconductor switching element that can constitute a high-voltage switch that can be sequentially driven by series connection may be used.

本発明の各実施形態での高電圧スイッチ回路を用いたインバータ式X線装置の構成図。The block diagram of the inverter type | mold X-ray apparatus using the high voltage switch circuit in each embodiment of this invention. 本発明の実施形態1の高電圧スイッチ回路例の説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of an example of a high voltage switch circuit according to the first embodiment of the present invention. 図3の高電圧スイッチ回路の等価回路の説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram of an equivalent circuit of the high voltage switch circuit of FIG. 本発明の実施形態2の高電圧スイッチ回路例の説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram of a high voltage switch circuit example according to the second embodiment of the present invention. 本発明の実施形態3の高電圧スイッチ回路例の説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram of a high voltage switch circuit example according to the third embodiment of the present invention. 本発明の実施形態4の高電圧スイッチ回路例の説明図。FIG. 7 is an explanatory diagram of a high voltage switch circuit example according to the fourth embodiment of the present invention. 本発明の実施形態5の高電圧スイッチ回路例の説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram of a high voltage switch circuit example according to the fifth embodiment of the present invention. 本発明の実施形態6の高電圧スイッチ回路例の説明図。FIG. 10 is an explanatory diagram of a high voltage switch circuit example according to the sixth embodiment of the present invention. 本発明の実施形態7の高電圧スイッチ回路例の説明図。FIG. 10 is an explanatory diagram of a high voltage switch circuit example according to the seventh embodiment of the present invention. 本発明の実施形態8の高電圧スイッチ回路例の説明図。FIG. 10 is an explanatory diagram of a high voltage switch circuit example according to an eighth embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 波尾遮断回路、2 電流制限手段、3 高電圧スイッチ回路、4 駆動回路、5 駆動信号、10 単相交流電源、11 整流器、12 (低圧側)コンデンサ、13 インバータ回路、14 高電圧変圧器、15 高電圧整流器、16 高電圧コンデンサ、17 X線管装置、18 制御回路、19 曝射信号、S(1)〜S(n) 半導体スイッチ、Cs(0)〜Cs(n) 第2のコンデンサ(浮遊容量も含む)、Rs(1)〜Rs(n) 第2の電流制御手段(抵抗)。   1 Wave tail cutoff circuit, 2 Current limiting means, 3 High voltage switch circuit, 4 Drive circuit, 5 Drive signal, 10 Single-phase AC power supply, 11 Rectifier, 12 (Low voltage side) capacitor, 13 Inverter circuit, 14 High voltage transformer , 15 High voltage rectifier, 16 High voltage capacitor, 17 X-ray tube device, 18 Control circuit, 19 Exposure signal, S (1) to S (n) Semiconductor switch, Cs (0) to Cs (n) Second Capacitor (including stray capacitance), Rs (1) to Rs (n) Second current control means (resistance).

Claims (5)

直列接続された複数の半導体スイッチと、直列に接続され、且つ前記半導体スイッチの制御端子と、当該半導体スイッチと一端が接続される他の半導体スイッチの他端と、の間に接続された第1の抵抗と、及び第1のコンデンサと、前記第1の抵抗に並列に接続されたダイオードと、前記第1のコンデンサに並列に接続された第2の抵抗と、前記複数の半導体スイッチのうち一の半導体スイッチを導通制御することで残余の半導体スイッチの導通を制御させる制御回路と、を有する高電圧スイッチ制御回路において、
直列に接続され、且つ、前記複数の半導体スイッチの全てにそれぞれ並列に接続された第3の抵抗、及び第2のコンデンサを備え、前記第1のコンデンサの放電時定数よりも前記第2のコンデンサの放電時定数が長くなるように、前記第2のコンデンサの静電容量、又は前記第3の抵抗の抵抗値の少なくとも一方を設定することを特徴とする高電圧スイッチ制御回路。
A plurality of semiconductor switches connected in series, a first terminal connected in series, and connected between the control terminal of the semiconductor switch and the other end of the other semiconductor switch to which the semiconductor switch and one end are connected. A first capacitor, a diode connected in parallel to the first resistor, a second resistor connected in parallel to the first capacitor, and one of the plurality of semiconductor switches. In a high voltage switch control circuit having a control circuit that controls conduction of the remaining semiconductor switches by controlling conduction of two semiconductor switches,
A third resistor and a second capacitor connected in series and connected in parallel to all of the plurality of semiconductor switches, and the second capacitor is more than the discharge time constant of the first capacitor. The high voltage switch control circuit is characterized in that at least one of the capacitance of the second capacitor and the resistance value of the third resistor is set so that the discharge time constant becomes longer .
前記半導体スイッチの制御端子と、前記第1の抵抗と、の間にヒステリシス特性を有する半導体素子を接続することを特徴とする請求項1に記載の高電圧スイッチ制御回路。2. The high voltage switch control circuit according to claim 1, wherein a semiconductor element having hysteresis characteristics is connected between the control terminal of the semiconductor switch and the first resistor. 前記直列接続された複数の半導体スイッチは、放電用の抵抗を介してそれぞれ接続されることを特徴とする請求項1又は2に記載の高電圧スイッチ制御回路。The high-voltage switch control circuit according to claim 1 or 2, wherein the plurality of semiconductor switches connected in series are connected to each other through a discharging resistor. 前記複数の半導体スイッチは、MOS型FETであることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の高電圧スイッチ制御回路。4. The high voltage switch control circuit according to claim 1, wherein the plurality of semiconductor switches are MOS type FETs. 単相交流電源に接続され交流電圧を直流電圧に変換する整流器と、前記変換された直流電圧を高周波交流電圧に変換するインバータと、前記変換された高周波交流電圧を昇圧する高電圧変圧器と、前記昇圧された高周波交流高電圧を直流高電圧に変換する高電圧整流器と、前記変換された直流高電圧が供給されるX線管と、前記高電圧整流器に並列接続される波尾遮断手段と、前記X線管の曝射信号により前記波尾遮断手段に含まれる高電圧スイッチ手段を制御する制御手段と、を備えたX線装置において、A rectifier connected to a single-phase AC power source for converting AC voltage to DC voltage; an inverter for converting the converted DC voltage to high-frequency AC voltage; a high-voltage transformer for boosting the converted high-frequency AC voltage; A high-voltage rectifier that converts the boosted high-frequency AC high voltage into a DC high voltage; an X-ray tube that is supplied with the converted DC high voltage; and a wave-tail cutoff means that is connected in parallel to the high-voltage rectifier. An X-ray apparatus comprising: a control means for controlling a high voltage switch means included in the wave tail cutoff means according to an exposure signal of the X-ray tube;
前記高電圧スイッチ手段は、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の高電圧スイッチ制御回路であることを特徴とするX線装置。5. The X-ray apparatus according to claim 1, wherein the high voltage switch means is a high voltage switch control circuit according to any one of claims 1 to 4.
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