JP5436081B2 - 半導体電力変換装置、及びこれを用いたx線ct装置、x線診断装置 - Google Patents
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Description
図5は、本発明の半導体電力変換装置の構成例であり冷却装置が4つある場合の概略図である。図6は、図5に示す半導体電力変換回路と放熱構造体と冷却装置と温度センサの実装配置図である。図7は、図6に示す温度センサ部及び、その左右方向の放熱構造体表面の温度分布の特性図である。図8は、図6において冷却装置f6又はf3とf6が故障し停止した場合の放熱構造体表面の温度分布の特性図である。
図5に示すように、半導体電力変換装置500は半導体電力変換回路501と放熱構造体502と冷却装置監視回路503と温度監視回路504と電力変換制御回路505と温度センサt2と冷却装置f3〜f6とを備えて構成される。図1に示した半導体電力変換装置に対し、冷却装置の数が2倍の4つになっている。また、半導体電力変換回路503を構成する半導体素子数も4つから8つになっている。半導体素子s5〜s12の電力消費、及び発熱量は、各々同等程度、或いは同等である。
図9は、図6に示す冷却装置f5又はf6が故障し停止した場合の放熱構造体表面の温度分布の特性図である。実施例2と共通部分については一部説明を省略する。
図10に示すように、X線高電圧装置1008は、直流電源1001と、直流電源1001と接続される半導体電力変換装置1002と、半導体電力変換装置1002と接続される高電圧変圧器1003と、高電圧変圧器1003と接続される整流器1004と、整流器1004と接続される平滑コンデンサ1005と、平滑コンデンサ1005と接続される管電圧検出器1006と、管電圧検出器1006と半導体電力変換装置1002と、に接続される管電圧フィードバック制御回路1007と、を備えて構成され、X線管1009を負荷として接続している。半導体電力変換装置1002は図1記載の半導体電力変換装置100において半導体電力変換回路101がX線高電圧装置用のインバータ回路で構成された装置である。
実施例4と共通部分については一部説明を省略する。図11に示すように、フィラメント加熱装置1104は、直流電源1101と、直流電源1101と接続される半導体電力変換装置1102と、フィラメント加熱変圧器1103と、を備えて構成され、X線管1009のフィラメント1105を負荷として接続している。半導体電力変換装置1102は図1記載の半導体電力変換装置100において半導体電力変換回路101がフィラメント加熱装置用のインバータ回路で構成された装置である。
図12は、本発明のX線高電圧装置1008を用いたX線CT装置の概略図である。X線CT装置1200はスキャンガントリ部1201と操作卓1211とを備える。スキャンガントリ部1201は、X線管1009と、回転円盤1202と、コリメータ1203と、X線検出器1206と、データ収集装置1207と、寝台1205と、ガントリ制御装置1208と、寝台制御装置1209と、X線高電圧装置1008と、を備えている。X線管1009は寝台1205上に載置された被検体にX線を照射する装置である。コリメータ1203はX線管1009から照射されるX線の放射範囲を制限する装置である 。
ステップS1401では、冷却装置監視回路103により冷却装置f1、f2の状態を監視し、その状態を電力変換制御回路105に伝える。冷却装置に異常がなかった場合はステップS1404に進み、冷却装置に異常があった場合はステップS1402に進む。ステップS1402では、冷却装置の状態に関する情報は電力変換制御回路105からシステム制御装置1215に伝えられ、システム制御装置1215は表示装置1216に冷却装置が異常であることを警告表示する。ステップS1403では、電力変換制御回路105によりあらかじめ登録した温度閾値Tth2と検出温度Tpで比較を行う。検出温度Tpが温度閾値Tth2未満の場合はステップS1301に戻り、温度閾値Tth1以上の場合はステップS1303に進む。ステップS1404では、電力変換制御回路105によりあらかじめ登録した温度閾値Tth1と検出温度Tpで比較を行う。検出温度Tpが温度閾値Tth1未満の場合はステップS1405に進み、温度閾値Tth1以上の場合はステップS1303に進む。ステップS1405では、電力変換制御回路105により温度閾値Tth2と検出温度Tpで比較を行う。検出温度Tpが温度閾値Tth2未満の場合はステップS1301に戻り、温度閾値Tth2以上の場合はステップS1406に進む。ステップS1406では、システム制御装置1215により表示装置1216に検出温度Tpが温度閾値Tth2以上であることを警告表示する。
図15は、本発明のX線高電圧装置1008を用いたX線診断装置1500の概略図である。X線高電圧装置1008の動作については実施例6と同様なので説明を省略する。X線診断装置1500は被検体1502を載せる天板1503と、被検体1502にX線を照射するX線管1009と、被検体1502に対するX線照射領域を設定する絞り装置1501と、X線管1009に電力供給を行なうX線高電圧装置1008と、X線管1009に対向する位置に配置され、被検体1502を透過したX線を検出するX線検出器1504と、X線検出器1504から出力されたX線信号に対して画像処理を行なう画像処理部1505と、画像処理部1505から出力されたX線画像を記憶する画像記憶部1506と、X線画像を表示する表示部1507と、上記各構成要素を制御する制御部1509と、制御部1509に対して指令を行なう操作部1510と、を備えている。X線管1009は寝台1503上に載置された被検体1502にX線を照射する装置である。絞り装置1501は、X線管1009から発生したX線を遮蔽するX線遮蔽用鉛板を複数有し、複数のX線遮蔽用鉛板をそれぞれ移動することにより、被検体1502に対するX線照射領域を決定する。X線検出器1504は、X線管1009から照射され、被検体1502を透過したX線の入射量に応じたX線信号を検出する機器である。画像処理部1505は、X線検出器1504から出力されたX線信号を画像処理し、画像処理されたX線画像データを出力する。表示部1507は、画像処理部1505から出力されたX線信号を被検体1502のX線画像として表示する。X線高電圧装置1008は、X線管1009に入力される電力を制御する装置である。
Claims (5)
- 複数の半導体素子を有する半導体電力変換回路と、前記半導体電力変換回路に付随し前記半導体電力変換回路を放熱する放熱構造体と、前記放熱構造体を冷却する2つ以上の冷却装置と、前記冷却装置の異常を監視する冷却装置監視回路と、前記冷却装置の数よりも少ない数であって前記放熱構造体に設置される温度センサと、前記温度センサにより前記放熱構造体の表面温度を検出する温度監視回路と、検出された前記表面温度と温度閾値との比較に基づいて前記半導体電力変換回路の動作を停止するか否かを制御する電力変換制御回路と、を備える半導体電力変換装置において、
前記電力変換制御回路は、前記温度閾値を複数有しており、
前記冷却装置監視回路により検出された前記冷却装置の異常数に応じて、前記温度閾値を変更することを特徴とする半導体電力変換装置。 - 複数の半導体素子を有する半導体電力変換回路と、前記半導体電力変換回路に付随し前記半導体電力変換回路を放熱する放熱構造体と、前記放熱構造体を冷却する2つ以上の冷却装置と、前記冷却装置の異常を監視する冷却装置監視回路と、前記冷却装置の数よりも少ない数であって前記放熱構造体に設置される温度センサと、前記温度センサにより前記放熱構造体の表面温度を検出する温度監視回路と、検出された前記表面温度と温度閾値との比較に基づいて前記半導体電力変換回路の動作を停止するか否かを制御する電力変換制御回路と、を備える半導体電力変換装置において、
前記電力変換制御回路は、前記温度閾値を複数有しており、
前記冷却装置監視回路により検出された前記冷却装置の配置位置と前記温度センサとの距離に応じて、前記温度閾値を変更することを特徴とする半導体電力変換装置。 - 請求項1又は2に記載の半導体電力変換装置において、
前記温度センサの少なくとも一つは、前記冷却装置の異常がないときに前記放熱構造体の表面温度が最も高温となる位置に設置されることを特徴とする半導体電力変換装置。 - 被検体にX線を照射するX線管と、X線管と対向配置され被検体を透過したX線を検出するX線検出器と、X線検出器で検出したX線をデジタルデータとして収集するデータ収集装置と、データ収集装置から送出される計測データを演算処理してCT画像再構成を行う画像演算装置と、被検体の情報を入力するための入力装置と、を備えたX線CT装置であって、
前記X線管へ電力を供給する装置が、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の半導体電力変換装置を備えることを特徴とするX線CT装置。 - 被検体にX線を照射するX線管と、前記X線管と対向配置され被検体を透過したX線を検出するX線検出器と、X線検出器で検出したX線をX線画像として表示する表示部と、
を備えたX線診断装置であって、
前記X線管へ電力を供給する装置が、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の半導体電力変換装置を備えることを特徴とするX線診断装置。
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