JP7062524B2 - Inverter device, gradient magnetic field power supply, and magnetic resonance imaging device - Google Patents

Inverter device, gradient magnetic field power supply, and magnetic resonance imaging device Download PDF

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Description

本発明の実施形態は、インバータ装置、傾斜磁場電源、及び磁気共鳴イメージング装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to an inverter device, a gradient magnetic field power supply, and a magnetic resonance imaging device.

従来、大電流出力を求められるインバータ装置では、出力電流の制御に使用されるパワーデバイスを複数個並列接続することで電流を確保している。このようなインバータ装置では、本来の定格内での使用であっても、パワーデバイスの間で冷却に偏りが生じると、発熱の偏りに起因したパワーデバイスの破損が生じることがある。同様に、仮に冷却に偏りが無くとも、並列接続されたパワーデバイスの特性差に起因した発熱の偏りによって、パワーデバイスの破損が生じることもある。そして、このようにパワーデバイス間の発熱の偏りによってパワーデバイスの破損が生じた場合には、インバータ装置の動作が不安定乃至は装置破損に至ることがあり得る。 Conventionally, in an inverter device that requires a large current output, a current is secured by connecting a plurality of power devices used for controlling the output current in parallel. In such an inverter device, even if it is used within the original rating, if the cooling is biased among the power devices, the power device may be damaged due to the bias of heat generation. Similarly, even if there is no bias in cooling, the power device may be damaged due to the bias in heat generation caused by the difference in characteristics of the power devices connected in parallel. When the power device is damaged due to the uneven heat generation between the power devices, the operation of the inverter device may become unstable or the device may be damaged.

特開2008-228765号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-228765 特開2013-118969号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-118969 特開2010-104770号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-104770 特開2007-259672号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-259672 特開平9-129794号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-129794

本発明が解決しようとする課題は、インバータ装置を安定動作させ、装置破損のリスクを軽減させることである。 The problem to be solved by the present invention is to stably operate the inverter device and reduce the risk of device damage.

実施形態に係るインバータ装置は、並列に接続された複数のパワーデバイスと、制御部とを備える。制御部は、前記パワーデバイス間の発熱の偏りを抑制するように、各パワーデバイスを冷却する冷媒の流量を制御する。 The inverter device according to the embodiment includes a plurality of power devices connected in parallel and a control unit. The control unit controls the flow rate of the refrigerant that cools each power device so as to suppress the bias of heat generation between the power devices.

図1は、第1の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の構成例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of the magnetic resonance imaging apparatus according to the first embodiment. 図2は、第1の実施形態に係る傾斜磁場電源の構成例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of a gradient magnetic field power supply according to the first embodiment. 図3は、第1の実施形態に係るインバータ装置の構成例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of the inverter device according to the first embodiment. 図4は、第1の実施形態に係る制御機能によって行われる冷却制御の処理手順を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure of cooling control performed by the control function according to the first embodiment. 図5は、図4のステップS113に示したW1,W2の状態更新の処理の処理手順を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure of the state update processing of W1 and W2 shown in step S113 of FIG. 図6は、図4のステップS107及びS112に示したバルブバランスの処理の処理手順を示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart showing a processing procedure of the valve balance processing shown in steps S107 and S112 of FIG. 図7は、第3の実施形態に係る制御機能によって行われる到達温度の予測を説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining the prediction of the ultimate temperature performed by the control function according to the third embodiment.

以下、図面を参照しながら、インバータ装置、傾斜磁場電源、及び磁気共鳴イメージング装置の実施形態について詳細に説明する。以下では、本願に係るインバータ装置を磁気共鳴イメージング装置の傾斜磁場電源に適用した場合の例を説明する。 Hereinafter, embodiments of the inverter device, the gradient magnetic field power supply, and the magnetic resonance imaging device will be described in detail with reference to the drawings. Hereinafter, an example in which the inverter device according to the present application is applied to a gradient magnetic field power supply of a magnetic resonance imaging device will be described.

(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る磁気共鳴イメージング(Magnetic Resonance Imaging:MRI)装置の構成例を示す図である。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a magnetic resonance imaging (MRI) apparatus according to a first embodiment.

例えば、図1に示すように、本実施形態に係るMRI装置100は、静磁場磁石1、傾斜磁場コイル2、傾斜磁場電源3、全身用コイル4、局所用コイル5、寝台6、送信回路7、受信回路8、架台9、インタフェース10、ディスプレイ11、記憶回路12、及び処理回路13~16を備える。 For example, as shown in FIG. 1, the MRI apparatus 100 according to the present embodiment has a static magnetic field magnet 1, a gradient magnetic field coil 2, a gradient magnetic field power supply 3, a whole body coil 4, a local coil 5, a sleeper 6, and a transmission circuit 7. , The receiving circuit 8, the gantry 9, the interface 10, the display 11, the storage circuit 12, and the processing circuits 13 to 16.

静磁場磁石1は、被検体Sが配置される撮像空間に静磁場を発生させる。具体的には、静磁場磁石1は、中空の略円筒状(中心軸に直交する断面の形状が楕円状となるものを含む)に形成されており、内周側に配置された撮像空間に静磁場を発生させる。例えば、静磁場磁石1は、略円筒状に形成された冷却容器と、当該冷却容器内に充填された冷却材(例えば、液体ヘリウム等)に浸漬された超伝導磁石等の磁石とを有する。なお、静磁場磁石1は、例えば、永久磁石を用いて静磁場を発生させるものであってもよい。 The static magnetic field magnet 1 generates a static magnetic field in the imaging space in which the subject S is arranged. Specifically, the static magnetic field magnet 1 is formed in a hollow substantially cylindrical shape (including a magnet having an elliptical cross section orthogonal to the central axis) in an imaging space arranged on the inner peripheral side. Generates a static magnetic field. For example, the static magnetic field magnet 1 has a cooling container formed in a substantially cylindrical shape, and a magnet such as a superconducting magnet immersed in a cooling material (for example, liquid helium or the like) filled in the cooling container. The static magnetic field magnet 1 may be a magnet that generates a static magnetic field by using, for example, a permanent magnet.

傾斜磁場コイル2は、被検体Sが配置される撮像空間に傾斜磁場を発生させる。具体的には、傾斜磁場コイル2は、中空の略円筒状(中心軸に直交する断面の形状が楕円状となるものを含む)に形成されており、傾斜磁場電源3から供給される電流に基づいて、内周側に配置された撮像空間に傾斜磁場を発生させる。また、傾斜磁場コイル2は、X軸、Y軸、及びZ軸それぞれに対応するXコイル、Yコイル、及びZコイルを有しており、傾斜磁場電源3から各コイルに供給される電流に応じて、互いに直交するX軸、Y軸、及びZ軸の各軸方向に沿った傾斜磁場を撮像空間に発生させる。 The gradient magnetic field coil 2 generates a gradient magnetic field in the imaging space in which the subject S is arranged. Specifically, the gradient magnetic field coil 2 is formed in a hollow substantially cylindrical shape (including an elliptical shape of a cross section orthogonal to the central axis), and the current supplied from the gradient magnetic field power supply 3 is used. Based on this, a gradient magnetic field is generated in the imaging space arranged on the inner peripheral side. Further, the gradient magnetic field coil 2 has an X coil, a Y coil, and a Z coil corresponding to the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis, respectively, and corresponds to the current supplied from the gradient magnetic field power supply 3 to each coil. Therefore, a gradient magnetic field along each of the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions orthogonal to each other is generated in the imaging space.

ここで、X軸、Y軸、及びZ軸は、MRI装置100に固有の装置座標系を構成する。例えば、X軸は、水平方向に沿うように設定され、Y軸は、鉛直方向に沿うように設定され、Z軸は、傾斜磁場コイル2の軸方向に一致し、静磁場磁石1によって発生する静磁場の磁束に沿うように設定される。 Here, the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis form a device coordinate system unique to the MRI device 100. For example, the X-axis is set along the horizontal direction, the Y-axis is set along the vertical direction, the Z-axis coincides with the axial direction of the gradient magnetic flux coil 2, and is generated by the static magnetic field magnet 1. It is set to follow the magnetic flux of the static magnetic field.

傾斜磁場電源3は、傾斜磁場コイル2が有するXコイル、Yコイル、及びZコイルそれぞれに個別に電流を供給することで、X軸、Y軸、及びZ軸の各軸方向に沿った傾斜磁場を撮像空間に発生させる。このように、傾斜磁場電源3が、Xコイル、Yコイル、及びZコイルそれぞれに適宜に電流を供給することによって、互いに直交するリードアウト方向、位相エンコード方向、及びスライス方向それぞれに沿った傾斜磁場を発生させることができる。 The gradient magnetic field power supply 3 supplies a current to each of the X coil, the Y coil, and the Z coil of the gradient magnetic field coil 2, so that the gradient magnetic field is along the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions. Is generated in the imaging space. In this way, the gradient magnetic field power supply 3 appropriately supplies current to each of the X coil, the Y coil, and the Z coil, so that the gradient magnetic field is provided along the lead-out direction, the phase encoding direction, and the slice direction, which are orthogonal to each other. Can be generated.

ここで、リードアウト方向に沿った軸、位相エンコード方向に沿った軸、及びスライス方向に沿った軸は、撮像の対象となるスライス領域又はボリューム領域を規定するための論理座標系を構成する。具体的には、リードアウト方向、位相エンコード方向、及びスライス傾斜磁場それぞれに沿った傾斜磁場が、静磁場磁石1によって発生する静磁場に重畳されることで、被検体Sから発生するMR信号に空間的な位置情報を付与する。リードアウト方向の傾斜磁場は、リードアウト方向の位置に応じてMR信号の周波数を変化させることで、リードアウト方向に沿った位置情報をMR信号に付与する。位相エンコード傾斜磁場は、位相エンコード方向に沿ってMR信号の位相を変化させることで、位相エンコード方向に沿った位置情報をMR信号に付与する。スライス傾斜磁場は、スライス方向に沿った位置情報をMR信号に付与する。例えば、スライス傾斜磁場は、撮像領域がスライス領域の場合には、スライス領域の方向、厚さ、枚数を決めるために用いられ、撮像領域がボリューム領域である場合には、スライス方向の位置に応じてMR信号の位相を変化させるために用いられる。 Here, the axis along the lead-out direction, the axis along the phase encoding direction, and the axis along the slice direction constitute a logical coordinate system for defining a slice region or a volume region to be imaged. Specifically, the gradient magnetic fields along the lead-out direction, the phase encoding direction, and the slice gradient magnetic field are superimposed on the static magnetic field generated by the static magnetic field magnet 1, so that the MR signal generated from the subject S is generated. Gives spatial position information. The gradient magnetic field in the lead-out direction changes the frequency of the MR signal according to the position in the lead-out direction, thereby imparting position information along the lead-out direction to the MR signal. The phase-encoded gradient magnetic field changes the phase of the MR signal along the phase-encoded direction to impart position information along the phase-encoded direction to the MR signal. The slice gradient magnetic field imparts position information along the slice direction to the MR signal. For example, the slice gradient magnetic field is used to determine the direction, thickness, and number of slice regions when the imaging region is the slice region, and depends on the position in the slice direction when the imaging region is the volume region. It is used to change the phase of the MR signal.

全身用コイル4は、被検体Sが配置される撮像空間にRF磁場を印加し、当該RF磁場の影響によって被検体Sから発生するMR信号を受信するRFコイルである。具体的には、全身用コイル4は、中空の略円筒状(中心軸に直交する断面の形状が楕円状となるものを含む)に形成されており、送信回路7から供給されるRFパルス信号に基づいて、内周側に配置された撮像空間にRF磁場を印加する。また、全身用コイル4は、RF磁場の影響によって被検体Sから発生するMR信号を受信し、受信したMR信号を受信回路8へ出力する。例えば、全身用コイル4は、QD(quadrature)コイルである。 The whole body coil 4 is an RF coil that applies an RF magnetic field to the imaging space in which the subject S is arranged and receives an MR signal generated from the subject S due to the influence of the RF magnetic field. Specifically, the whole-body coil 4 is formed in a hollow substantially cylindrical shape (including a coil having an elliptical cross section orthogonal to the central axis), and is an RF pulse signal supplied from the transmission circuit 7. Based on the above, an RF magnetic field is applied to the imaging space arranged on the inner peripheral side. Further, the whole body coil 4 receives the MR signal generated from the subject S due to the influence of the RF magnetic field, and outputs the received MR signal to the receiving circuit 8. For example, the whole body coil 4 is a QD (quadrature) coil.

局所用コイル5は、被検体Sから発生したMR信号を受信するRFコイルである。具体的には、局所用コイル5は、被検体Sの部位ごとに用意されたRFコイルであり、被検体Sの撮像が行われる際に、撮像対象の部位の近傍に配置される。そして、局所用コイル5は、全身用コイル4によって印加されるRF磁場の影響によって被検体Sから発生したMR信号を受信し、受信したMR信号を受信回路8へ出力する。なお、局所用コイル5は、被検体SにRF磁場を印加する送信コイルの機能をさらに有していてもよい。その場合には、局所用コイル5は、送信回路7に接続され、送信回路7から供給されるRFパルス信号に基づいて、被検体SにRF磁場を印加する。例えば、局所用コイル5は、サーフェスコイルや、複数のサーフェスコイルで構成されたアレイコイルである。 The local coil 5 is an RF coil that receives the MR signal generated from the subject S. Specifically, the local coil 5 is an RF coil prepared for each part of the subject S, and is arranged in the vicinity of the part to be imaged when the subject S is imaged. Then, the local coil 5 receives the MR signal generated from the subject S due to the influence of the RF magnetic field applied by the whole body coil 4, and outputs the received MR signal to the receiving circuit 8. The local coil 5 may further have a function of a transmission coil that applies an RF magnetic field to the subject S. In that case, the local coil 5 is connected to the transmission circuit 7 and applies an RF magnetic field to the subject S based on the RF pulse signal supplied from the transmission circuit 7. For example, the local coil 5 is a surface coil or an array coil composed of a plurality of surface coils.

寝台6は、被検体Sが載置される天板6aを備え、被検体Sの撮像が行われる際に、被検体Sが載置された天板6aを撮像空間に移動する。例えば、寝台6は、天板6aの長手方向が静磁場磁石1の中心軸と平衡になるように設置されている。 The sleeper 6 includes a top plate 6a on which the subject S is placed, and when the subject S is imaged, the top plate 6a on which the subject S is placed is moved to the imaging space. For example, the sleeper 6 is installed so that the longitudinal direction of the top plate 6a is in equilibrium with the central axis of the static magnetic field magnet 1.

送信回路7は、静磁場中に置かれた対象原子核に固有のラーモア周波数に対応するRFパルス信号を全身用コイル4に出力する。具体的には、送信回路7は、パルス発生器、RF発生器、変調器、及び増幅器を有する。パルス発生器は、RFパルス信号の波形を生成する。RF発生器は、共鳴周波数のRF信号を発生する。変調器は、RF発生器によって発生したRF信号の振幅をパルス発生器によって発生した波形で変調することで、RFパルス信号を生成する。増幅器は、変調器によって発生したRFパルス信号を増幅して全身用コイル4に出力する。 The transmission circuit 7 outputs an RF pulse signal corresponding to the Larmor frequency peculiar to the target nucleus placed in the static magnetic field to the whole body coil 4. Specifically, the transmission circuit 7 has a pulse generator, an RF generator, a modulator, and an amplifier. The pulse generator produces a waveform of the RF pulse signal. The RF generator produces an RF signal with a resonant frequency. The modulator generates an RF pulse signal by modulating the amplitude of the RF signal generated by the RF generator with the waveform generated by the pulse generator. The amplifier amplifies the RF pulse signal generated by the modulator and outputs it to the whole body coil 4.

受信回路8は、全身用コイル4及び局所用コイル5によって受信されたMR信号に基づいてMR信号データを生成し、生成したMR信号データを処理回路14に出力する。具体的には、受信回路8は、検波器を有しており、当該検波器によって、全身用コイル4及び局所用コイル5によって受信されたMR信号から共鳴周波数の成分を差し引くことでMR信号データを生成し、生成したMR信号データを処理回路14に出力する。 The receiving circuit 8 generates MR signal data based on the MR signal received by the whole body coil 4 and the local coil 5, and outputs the generated MR signal data to the processing circuit 14. Specifically, the receiving circuit 8 has a detector, and the MR signal data is obtained by subtracting the resonance frequency component from the MR signal received by the whole body coil 4 and the local coil 5 by the detector. Is generated, and the generated MR signal data is output to the processing circuit 14.

架台9は、略円筒状(中心軸に直交する断面の形状が楕円状となるものを含む)に形成された中空のボア9aを有し、静磁場磁石1、傾斜磁場コイル2、及び全身用コイル4を支持している。具体的には、架台9は、静磁場磁石1の内周側に傾斜磁場コイル2を配置し、傾斜磁場コイル2の内周側に全身用コイル4を配置し、全身用コイル4の内周側にボア9aを配置した状態で、静磁場磁石1、傾斜磁場コイル2、及び全身用コイル4それぞれを支持している。ここで、架台9が有するボア9a内の空間が、被検体Sの撮像が行われる際に被検体Sが配置される撮像空間となる。 The gantry 9 has a hollow bore 9a formed in a substantially cylindrical shape (including an elliptical cross section orthogonal to the central axis), and has a static magnetic field magnet 1, a gradient magnetic field coil 2, and a whole body. It supports the coil 4. Specifically, in the gantry 9, the gradient magnetic field coil 2 is arranged on the inner peripheral side of the static magnetic field magnet 1, the whole body coil 4 is arranged on the inner peripheral side of the gradient magnetic field coil 2, and the inner circumference of the whole body coil 4 is arranged. With the bore 9a arranged on the side, the static magnetic field magnet 1, the gradient magnetic field coil 2, and the whole body coil 4 are supported. Here, the space in the bore 9a of the gantry 9 becomes an imaging space in which the subject S is arranged when the subject S is imaged.

なお、ここでは、MRI装置100が、静磁場磁石1、傾斜磁場コイル2及び全身用コイル4それぞれが略円筒状に形成された、いわゆるトンネル型の構成を有する場合の例を説明するが、実施形態はこれに限られない。例えば、MRI装置100は、被検体Sが配置される撮像空間を挟んで対向するように一対の静磁場磁石、一対の傾斜磁場コイル及び一対のRFコイルを配置した、いわゆるオープン型の構成を有していてもよい。この場合には、一対の静磁場磁石、一対の傾斜磁場コイル及び一対のRFコイルによって挟まれた空間が、トンネル型の構成におけるボアに相当する。 Here, an example will be described in which the MRI apparatus 100 has a so-called tunnel type configuration in which the static magnetic field magnet 1, the gradient magnetic field coil 2, and the whole body coil 4 are each formed in a substantially cylindrical shape. The form is not limited to this. For example, the MRI apparatus 100 has a so-called open type configuration in which a pair of static magnetic field magnets, a pair of gradient magnetic field coils, and a pair of RF coils are arranged so as to face each other across an imaging space in which the subject S is arranged. You may be doing it. In this case, the space sandwiched by the pair of static magnetic field magnets, the pair of gradient magnetic field coils and the pair of RF coils corresponds to the bore in the tunnel type configuration.

インタフェース10は、操作者から各種指示及び各種情報の入力操作を受け付ける。具体的には、インタフェース10は、処理回路16に接続されており、操作者から受け取った入力操作を電気信号へ変換して処理回路16に出力する。例えば、インタフェース10は、撮像条件や関心領域(Region Of Interest:ROI)の設定等を行うためのトラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力回路、及び音声入力回路等によって実現される。なお、本明細書において、インタフェース10は、マウス、キーボード等の物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、装置とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を制御回路へ出力する電気信号の処理回路もインタフェース10の例に含まれる。 The interface 10 receives various instructions and input operations of various information from the operator. Specifically, the interface 10 is connected to the processing circuit 16, converts an input operation received from the operator into an electric signal, and outputs the input operation to the processing circuit 16. For example, the interface 10 includes a trackball for setting imaging conditions and a region of interest (ROI), a switch button, a mouse, a keyboard, a touch pad for performing input operations by touching an operation surface, and a display screen. It is realized by a touch screen in which a mouse and a touch pad are integrated, a non-contact input circuit using an optical sensor, a voice input circuit, and the like. In the present specification, the interface 10 is not limited to the one provided with physical operating parts such as a mouse and a keyboard. For example, an example of the interface 10 includes an electric signal processing circuit that receives an electric signal corresponding to an input operation from an external input device provided separately from the device and outputs the electric signal to a control circuit.

ディスプレイ11は、各種情報及び各種画像を表示する。具体的には、ディスプレイ11は、処理回路16に接続されており、処理回路16から送られる各種情報及び各種画像のデータを表示用の電気信号に変換して出力する。例えば、ディスプレイ11は、液晶モニタやCRT(Cathode Ray Tube)モニタ、タッチパネル等によって実現される。 The display 11 displays various information and various images. Specifically, the display 11 is connected to the processing circuit 16 and converts various information and various image data sent from the processing circuit 16 into electrical signals for display and outputs the data. For example, the display 11 is realized by a liquid crystal monitor, a CRT (Cathode Ray Tube) monitor, a touch panel, or the like.

記憶回路12は、各種データを記憶する。具体的には、記憶回路12は、MR信号データや画像データを記憶する。例えば、記憶回路12は、RAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子やハードディスク、光ディスク等によって実現される。 The storage circuit 12 stores various data. Specifically, the storage circuit 12 stores MR signal data and image data. For example, the storage circuit 12 is realized by a semiconductor memory element such as a RAM (Random Access Memory) or a flash memory, a hard disk, an optical disk, or the like.

処理回路13は、寝台制御機能13aを有する。寝台制御機能13aは、制御用の電気信号を寝台6へ出力することで、寝台6の動作を制御する。例えば、寝台制御機能13aは、インタフェース10を介して、天板6aを長手方向、上下方向又は左右方向へ移動させる指示を操作者から受け付け、受け付けた指示に従って天板6aを移動するように、寝台6が有する天板6aの移動機構を動作させる。 The processing circuit 13 has a sleeper control function 13a. The sleeper control function 13a controls the operation of the sleeper 6 by outputting an electric signal for control to the sleeper 6. For example, the sleeper control function 13a receives an instruction from the operator to move the top plate 6a in the longitudinal direction, the vertical direction, or the left-right direction via the interface 10, and moves the sleeper 6a according to the received instruction. The moving mechanism of the top plate 6a included in 6 is operated.

処理回路14は、データ収集機能14aを有する。データ収集機能14aは、各種のパルスシーケンスを実行することで、被検体SのMR信号データを収集する。具体的には、データ収集機能14aは、処理回路16から出力されるシーケンス実行データに従って、傾斜磁場電源3、送信回路7及び受信回路8を駆動することで、パルスシーケンスを実行する。ここで、シーケンス実行データは、パルスシーケンスを表すデータであり、傾斜磁場電源3が傾斜磁場コイル2に電流を供給するタイミング及び供給する電流の強さ、送信回路7が全身用コイル4に供給するRFパルス信号の強さや供給タイミング、受信回路8がMR信号を検出する検出タイミング等を規定した情報である。そして、データ収集機能14aは、パルスシーケンスを実行した結果として、受信回路8からMR信号データを受信し、受信したMR信号データを記憶回路12に記憶させる。ここで、データ収集機能14aによって受信されたMR信号データの集合は、前述したリードアウト傾斜磁場、位相エンコード傾斜磁場、及びスライス傾斜磁場によって付与された位置情報に応じて2次元又は3次元に配列されることで、k空間を構成するデータとして記憶回路12に記憶される。 The processing circuit 14 has a data acquisition function 14a. The data collection function 14a collects MR signal data of the subject S by executing various pulse sequences. Specifically, the data acquisition function 14a executes a pulse sequence by driving the gradient magnetic field power supply 3, the transmission circuit 7, and the reception circuit 8 according to the sequence execution data output from the processing circuit 16. Here, the sequence execution data is data representing a pulse sequence, the timing at which the gradient magnetic field power supply 3 supplies a current to the gradient magnetic field coil 2, the strength of the supplied current, and the transmission circuit 7 supplying the whole body coil 4. This is information that defines the strength and supply timing of the RF pulse signal, the detection timing at which the receiving circuit 8 detects the MR signal, and the like. Then, the data collection function 14a receives the MR signal data from the reception circuit 8 as a result of executing the pulse sequence, and stores the received MR signal data in the storage circuit 12. Here, the set of MR signal data received by the data acquisition function 14a is arranged two-dimensionally or three-dimensionally according to the position information given by the lead-out gradient magnetic field, the phase-encoded gradient magnetic field, and the slice gradient magnetic field described above. By doing so, it is stored in the storage circuit 12 as data constituting the k space.

処理回路15は、画像生成機能15aを有する。画像生成機能15aは、記憶回路12に記憶されたMR信号データに基づいて画像を生成する。具体的には、画像生成機能15aは、データ収集機能14aによって記憶回路12に記憶されたMR信号データを読み出し、読み出したMR信号データに後処理、即ち、フーリエ変換等の再構成処理を施すことで画像を生成する。また、画像生成機能15aは、生成した画像の画像データを記憶回路12に記憶させる。 The processing circuit 15 has an image generation function 15a. The image generation function 15a generates an image based on the MR signal data stored in the storage circuit 12. Specifically, the image generation function 15a reads out the MR signal data stored in the storage circuit 12 by the data acquisition function 14a, and performs post-processing, that is, reconstruction processing such as Fourier transform on the read MR signal data. Generate an image with. Further, the image generation function 15a stores the image data of the generated image in the storage circuit 12.

処理回路16は、主制御機能16aを有する。主制御機能16aは、MRI装置100が有する各構成要素を制御することで、MRI装置100の全体制御を行う。具体的には、主制御機能16aは、操作者から各種指示及び各種情報の入力操作を受け付けるためのGUI(Graphical User Interface)をディスプレイ11に表示する。そして、主制御機能16aは、インタフェース10を介して受け付けられた入力操作に応じて、MRI装置100が有する各構成要素を制御する。例えば、主制御機能16aは、インタフェース10を介して操作者から撮像条件の入力を受け付ける。そして、主制御機能16aは、受け付けた撮像条件に基づいてシーケンス実行データを生成し、当該シーケンス実行データを処理回路14に送信することで、各種のパルスシーケンスを実行する。また、例えば、主制御機能16aは、操作者からの要求に応じて、記憶回路12から画像データを読み出してディスプレイ11に出力する。 The processing circuit 16 has a main control function 16a. The main control function 16a controls the entire MRI apparatus 100 by controlling each component of the MRI apparatus 100. Specifically, the main control function 16a displays a GUI (Graphical User Interface) for receiving various instructions and input operations of various information from the operator on the display 11. Then, the main control function 16a controls each component of the MRI apparatus 100 according to the input operation received via the interface 10. For example, the main control function 16a receives input of imaging conditions from the operator via the interface 10. Then, the main control function 16a generates sequence execution data based on the received imaging conditions, and transmits the sequence execution data to the processing circuit 14 to execute various pulse sequences. Further, for example, the main control function 16a reads image data from the storage circuit 12 and outputs the image data to the display 11 in response to a request from the operator.

ここで、上述した処理回路13~16は、例えば、プロセッサによって実現される。この場合に、各処理回路が有する処理機能は、例えば、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路12に記憶される。各処理回路は、記憶回路12から各プログラムを読み出して実行することで、各プログラムに対応する機能を実現する。ここで、各処理回路は、複数のプロセッサによって構成され、各プロセッサがプログラムを実行することによって各処理機能を実現するものとしてもよい。また、各処理回路が有する処理機能は、単一又は複数の処理回路に適宜に分散又は統合されて実現されてもよい。また、ここでは、単一の記憶回路12が各処理機能に対応するプログラムを記憶するものとして説明したが、複数の記憶回路を分散して配置して、処理回路が個別の記憶回路から対応するプログラムを読み出す構成としても構わない。 Here, the processing circuits 13 to 16 described above are realized by, for example, a processor. In this case, the processing function of each processing circuit is stored in the storage circuit 12 in the form of a program that can be executed by a computer, for example. Each processing circuit realizes a function corresponding to each program by reading each program from the storage circuit 12 and executing the program. Here, each processing circuit may be configured by a plurality of processors, and each processing function may be realized by each processor executing a program. Further, the processing functions of each processing circuit may be appropriately distributed or integrated into a single processing circuit or a plurality of processing circuits. Further, here, a single storage circuit 12 has been described as storing a program corresponding to each processing function, but a plurality of storage circuits are distributed and arranged so that the processing circuits correspond from individual storage circuits. It may be configured to read the program.

このような構成のもと、本実施形態に係るMRI装置100では、傾斜磁場電源3が、処理回路14から送信される入力信号に基づいて、撮像空間に印加される傾斜磁場の波形に応じた電圧を傾斜磁場コイル2に出力する。ここで、入力信号は、傾斜磁場コイル2に発生させる傾斜磁場の波形を表す信号であり、パルスシーケンスが実行される際に印加される傾斜磁場の波形を電流で模擬した信号である。 Under such a configuration, in the MRI apparatus 100 according to the present embodiment, the gradient magnetic field power supply 3 responds to the waveform of the gradient magnetic field applied to the imaging space based on the input signal transmitted from the processing circuit 14. The voltage is output to the gradient magnetic field coil 2. Here, the input signal is a signal representing the waveform of the gradient magnetic field generated in the gradient magnetic field coil 2, and is a signal simulating the waveform of the gradient magnetic field applied when the pulse sequence is executed.

図2は、第1の実施形態に係る傾斜磁場電源3の構成例を示す図である。 FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of the gradient magnetic field power supply 3 according to the first embodiment.

例えば、図2に示すように、本実施形態に係る傾斜磁場電源3は、電源装置3aと、インバータ装置20とを備える。 For example, as shown in FIG. 2, the gradient magnetic field power supply 3 according to the present embodiment includes a power supply device 3a and an inverter device 20.

電源装置3aは、MRI装置100の一部又はMRI装置100とは別に設けられた電源設備(図示は省略)から供給される電力に基づいて、インバータ装置20に直流電力を供給する。 The power supply device 3a supplies DC power to the inverter device 20 based on the power supplied from a part of the MRI device 100 or a power supply facility (not shown) provided separately from the MRI device 100.

インバータ装置20は、並列に接続された複数のパワーデバイスを備えており、電源装置3aから供給される直流電力に基づいて、撮像空間に印加される傾斜磁場の波形に応じた電圧を傾斜磁場コイル2に出力する。 The inverter device 20 includes a plurality of power devices connected in parallel, and uses a gradient magnetic field coil to apply a voltage according to the waveform of the gradient magnetic field applied to the imaging space based on the DC power supplied from the power supply device 3a. Output to 2.

例えば、インバータ装置20は、第1のパワーデバイス21aと、第2のパワーデバイス21bと、第3のパワーデバイス21cと、第4のパワーデバイス21dと、第5のパワーデバイス21eと、第6のパワーデバイス21fと、第7のパワーデバイス21gと、第8のパワーデバイス21hと、電解コンデンサ22と、電流センサ23と、処理回路24とを備える。 For example, the inverter device 20 includes a first power device 21a, a second power device 21b, a third power device 21c, a fourth power device 21d, a fifth power device 21e, and a sixth. It includes a power device 21f, a seventh power device 21g, an eighth power device 21h, an electrolytic capacitor 22, a current sensor 23, and a processing circuit 24.

ここで、各パワーデバイスは、スイッチング素子であり、トランジスタやダイオード等を有する。例えば、トランジスタは、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)である。また、ダイオードは、FWD(Free Wheeling Diode)である。 Here, each power device is a switching element and has a transistor, a diode, and the like. For example, the transistor is an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor). The diode is an FWD (Free Wheeling Diode).

第1のパワーデバイス21aと第2のパワーデバイス21b、第3のパワーデバイス21cと第4のパワーデバイス21d、第5のパワーデバイス21eと第6のパワーデバイス21f、第7のパワーデバイス21gと第8のパワーデバイス21hは、それぞれ、並列に接続されている。また、第1のパワーデバイス21aと第3のパワーデバイス21c、第2のパワーデバイス21bと第4のパワーデバイス21d、第5のパワーデバイス21eと第7のパワーデバイス21g、第6のパワーデバイス21fと第8のパワーデバイス21hは、それぞれ、直列に接続されている。 The first power device 21a and the second power device 21b, the third power device 21c and the fourth power device 21d, the fifth power device 21e and the sixth power device 21f, the seventh power device 21g and the seventh. The power devices 21h of 8 are connected in parallel, respectively. Further, the first power device 21a and the third power device 21c, the second power device 21b and the fourth power device 21d, the fifth power device 21e and the seventh power device 21g, and the sixth power device 21f. And the eighth power device 21h are connected in series, respectively.

そして、第1のパワーデバイス21a、第2のパワーデバイス21b、第5のパワーデバイス21e、及び第6のパワーデバイス21fは、それぞれ、電源装置3aの正側の端子に接続されている。また、第3のパワーデバイス21c、及び第4のパワーデバイス21d、第7のパワーデバイス21g、及び第8のパワーデバイス21hは、それぞれ、電源装置3aの負側の端子に接続されている。また、第1のパワーデバイス21aと第3のパワーデバイス21cとの間の経路は、第2のパワーデバイス21bと第4のパワーデバイス21dとの間の経路に接続されている。また、第5のパワーデバイス21eと第7のパワーデバイス21gとの間の経路は、第6のパワーデバイス21fと第8のパワーデバイス21hの間の経路に接続されている。また、第1のパワーデバイス21aと第3のパワーデバイス21cとの間の経路には、傾斜磁場コイル2が有する負側の端子が接続されている。また、第6のパワーデバイス21fと第8のパワーデバイス21hの間の経路には、傾斜磁場コイル2が有する正側の端子が接続されている。 The first power device 21a, the second power device 21b, the fifth power device 21e, and the sixth power device 21f are each connected to the positive terminal of the power supply device 3a. Further, the third power device 21c, the fourth power device 21d, the seventh power device 21g, and the eighth power device 21h are each connected to the negative terminal of the power supply device 3a. Further, the path between the first power device 21a and the third power device 21c is connected to the path between the second power device 21b and the fourth power device 21d. Further, the path between the fifth power device 21e and the seventh power device 21g is connected to the path between the sixth power device 21f and the eighth power device 21h. Further, a terminal on the negative side of the gradient magnetic field coil 2 is connected to the path between the first power device 21a and the third power device 21c. Further, a terminal on the positive side of the gradient magnetic field coil 2 is connected to the path between the sixth power device 21f and the eighth power device 21h.

これにより、第1のパワーデバイス21a、第2のパワーデバイス21b、第3のパワーデバイス21c、第4のパワーデバイス21d、第5のパワーデバイス21e、第6のパワーデバイス21f、第7のパワーデバイス21g、及び第8のパワーデバイス21hは、フルブリッジ回路を構成しており、電源装置3aから供給される直流電力に基づいて、傾斜磁場コイル2にパルス電圧を出力する。 As a result, the first power device 21a, the second power device 21b, the third power device 21c, the fourth power device 21d, the fifth power device 21e, the sixth power device 21f, and the seventh power device The 21g and the eighth power device 21h constitute a full bridge circuit, and output a pulse voltage to the gradient magnetic field coil 2 based on the DC power supplied from the power supply device 3a.

具体的には、第1のパワーデバイス21aが、フルブリッジ回路における1段目の第1のレグの上アームとなっており、第3のパワーデバイス21cが、1段目の第1のレグの下アームとなっている。また、第2のパワーデバイス21bが、2段目の第1のレグの上アームとなっており、第4のパワーデバイス21dが、2段目の第1のレグの下アームとなっている。また、第5のパワーデバイス21eが、1段目の第2のレグの上アームとなっており、第7のパワーデバイス21gが、1段目の第2のレグの下アームとなっている。また、第6のパワーデバイス21fが、2段目の第2のレグの上アームとなっており、第8のパワーデバイス21hが、2段目の第2のレグの下アームとなっている。 Specifically, the first power device 21a is the upper arm of the first leg of the first stage in the full bridge circuit, and the third power device 21c is the upper arm of the first leg of the first stage. It is a lower arm. Further, the second power device 21b is the upper arm of the first leg of the second stage, and the fourth power device 21d is the lower arm of the first leg of the second stage. Further, the fifth power device 21e is the upper arm of the second leg of the first stage, and the seventh power device 21g is the lower arm of the second leg of the first stage. Further, the sixth power device 21f is the upper arm of the second leg of the second stage, and the eighth power device 21h is the lower arm of the second leg of the second stage.

このような構成によれば、第1のパワーデバイス21a、第2のパワーデバイス21b、第7のパワーデバイス21g、及び第8のパワーデバイス21hをそれぞれオフにし、第3のパワーデバイス21c、第4のパワーデバイス21d、第5のパワーデバイス21e、及び第6のパワーデバイス21fをそれぞれオンにした場合には、傾斜磁場コイル2に順方向に電流が流れるようになる。一方、第1のパワーデバイス21a、第2のパワーデバイス21b、第7のパワーデバイス21g、及び第8のパワーデバイス21hをそれぞれオンにし、第3のパワーデバイス21c、第4のパワーデバイス21d、第5のパワーデバイス21e、及び第6のパワーデバイス21fをそれぞれオフにした場合には、傾斜磁場コイル2に逆方向に電流が流れるようになる。そして、これらの二つの状態を交互に切り替えることによって、任意のパルス幅のパルス電圧を連続して出力できるようになる。 According to such a configuration, the first power device 21a, the second power device 21b, the seventh power device 21g, and the eighth power device 21h are turned off, respectively, and the third power device 21c and the fourth power device 21c are turned off. When the power device 21d, the fifth power device 21e, and the sixth power device 21f are turned on, a current flows in the gradient magnetic field coil 2 in the forward direction. On the other hand, the first power device 21a, the second power device 21b, the seventh power device 21g, and the eighth power device 21h are turned on, respectively, and the third power device 21c, the fourth power device 21d, and the eighth power device 21d are turned on. When the power device 21e of 5 and the power device 21f of the sixth are turned off, a current flows in the gradient magnetic field coil 2 in the opposite direction. Then, by alternately switching between these two states, a pulse voltage having an arbitrary pulse width can be continuously output.

なお、ここでは、インバータ装置20におけるフルブリッジ回路の段数が2段である場合の例を説明するが、当該フルブリッジ回路の段数はこれに限られず、1段であってもよいし、3段以上であってもよい。 Here, an example in which the number of stages of the full bridge circuit in the inverter device 20 is two stages will be described, but the number of stages of the full bridge circuit is not limited to this, and may be one stage or three stages. It may be the above.

電解コンデンサ22は、電源装置3aと、第1のパワーデバイス21a、第2のパワーデバイス21b、第3のパワーデバイス21c、第4のパワーデバイス21d、第5のパワーデバイス21e、第6のパワーデバイス21f、第7のパワーデバイス21g、及び第8のパワーデバイス21hとの間に配置されており、電源装置3aから各パワーデバイスに供給される電流を平滑化する。 The electrolytic capacitor 22 includes a power supply device 3a, a first power device 21a, a second power device 21b, a third power device 21c, a fourth power device 21d, a fifth power device 21e, and a sixth power device. It is arranged between the 21f, the seventh power device 21g, and the eighth power device 21h, and smoothes the current supplied from the power supply device 3a to each power device.

電流センサ23は、インバータ装置20の出力端に流れる電流を検出し、検出した電流の大きさを示すフィードバック信号を処理回路24に送信する。 The current sensor 23 detects the current flowing through the output end of the inverter device 20, and transmits a feedback signal indicating the magnitude of the detected current to the processing circuit 24.

処理回路24は、処理回路14から送信される入力信号に基づいて、各パワーデバイスを駆動することで、撮像空間に印加される傾斜磁場の波形に応じたパルス電圧を傾斜磁場コイル2に出力する。 The processing circuit 24 drives each power device based on the input signal transmitted from the processing circuit 14, and outputs a pulse voltage corresponding to the waveform of the gradient magnetic field applied to the imaging space to the gradient magnetic field coil 2. ..

具体的には、処理回路24は、処理回路14から送信される入力信号と、電流センサ23から送信されるフィードバック信号とを受信し、受信した入力信号とフィードバック信号との差分である誤差信号を生成する。そして、処理回路24は、生成された誤差信号をPWM(Pulse Width Modulation)変調し、PWM変調された信号に基づいて各パワーデバイスを駆動することで、誤差信号の大きさに合わせたパルス電圧を発生させる。 Specifically, the processing circuit 24 receives an input signal transmitted from the processing circuit 14 and a feedback signal transmitted from the current sensor 23, and receives an error signal which is a difference between the received input signal and the feedback signal. Generate. Then, the processing circuit 24 PWM (Pulse Width Modulation) modulates the generated error signal and drives each power device based on the PWM-modulated signal to obtain a pulse voltage according to the magnitude of the error signal. generate.

ここで、処理回路24は、第1のパワーデバイス21a、第2のパワーデバイス21b、第7のパワーデバイス21g、及び第8のパワーデバイス21hをそれぞれオフにし、第3のパワーデバイス21c、第4のパワーデバイス21d、第5のパワーデバイス21e、及び第6のパワーデバイス21fをそれぞれオンにした状態と、第1のパワーデバイス21a、第2のパワーデバイス21b、第7のパワーデバイス21g、及び第8のパワーデバイス21hをそれぞれオンにし、第3のパワーデバイス21c、第4のパワーデバイス21d、第5のパワーデバイス21e、及び第6のパワーデバイス21fをそれぞれオフにした状態とを交互に切り替えるように、各パワーデバイスを駆動することで、誤差信号の大きさに合わせたパルス電圧を発生させる。 Here, the processing circuit 24 turns off the first power device 21a, the second power device 21b, the seventh power device 21g, and the eighth power device 21h, respectively, and turns off the third power device 21c and the fourth power device 21c, respectively. The power device 21d, the fifth power device 21e, and the sixth power device 21f are turned on, respectively, and the first power device 21a, the second power device 21b, the seventh power device 21g, and the sixth power device 21f. 8 power devices 21h are turned on, and the third power device 21c, the fourth power device 21d, the fifth power device 21e, and the sixth power device 21f are turned off alternately. In addition, by driving each power device, a pulse voltage corresponding to the magnitude of the error signal is generated.

すなわち、処理回路24は、電流センサ23から送信されるフィードバック信号に基づいて、処理回路14から送信される入力信号と一致した電流が傾斜磁場コイル2に流れるように、各パワーデバイスから傾斜磁場コイル2に出力されるパルス電圧を制御する。 That is, the processing circuit 24 has a gradient magnetic field coil from each power device so that a current matching the input signal transmitted from the processing circuit 14 flows through the gradient magnetic field coil 2 based on the feedback signal transmitted from the current sensor 23. The pulse voltage output to 2 is controlled.

ここで、上述したインバータ装置20のように、複数のパワーデバイスを並列に接続して実装したインバータ装置では、本来の定格内での使用であっても、パワーデバイスの間で冷却に偏りが生じると、発熱の偏りに起因したパワーデバイスの破損が生じることがある。同様に、仮に冷却に偏りが無くとも、並列接続されたパワーデバイスの特性差(製造上の誤差等によって初期状態から生じている特性差、経年劣化等によって後発的に生じる特性差等を含む)に起因した発熱の偏りによって、パワーデバイスの破損が生じることもある。そして、このようにパワーデバイス間の発熱の偏りによってパワーデバイスの破損が生じた場合には、インバータ装置20の動作が不安定、乃至は装置破損に至ることがあり得る。 Here, in an inverter device such as the above-mentioned inverter device 20 in which a plurality of power devices are connected in parallel and mounted, a bias in cooling occurs among the power devices even if the power devices are used within the original rating. In addition, the power device may be damaged due to the bias of heat generation. Similarly, even if there is no bias in cooling, there are differences in the characteristics of power devices connected in parallel (including differences in characteristics that occur from the initial state due to manufacturing errors, characteristics that occur later due to deterioration over time, etc.). The bias of heat generation caused by the above may cause damage to the power device. When the power device is damaged due to the uneven heat generation between the power devices, the operation of the inverter device 20 may become unstable or the device may be damaged.

このようなことから、本実施形態に係るインバータ装置20は、パワーデバイス間の発熱の偏りを抑制することによって、インバータ装置を安定動作させ、装置破損のリスクを軽減させることができるように構成されている。 Therefore, the inverter device 20 according to the present embodiment is configured so that the inverter device can be stably operated and the risk of device damage can be reduced by suppressing the bias of heat generation between the power devices. ing.

具体的には、インバータ装置20は、パワーデバイス間の発熱の偏りを抑制するように、各パワーデバイスを冷却する冷媒の流量を制御する制御部を備える。 Specifically, the inverter device 20 includes a control unit that controls the flow rate of the refrigerant that cools each power device so as to suppress the bias of heat generation between the power devices.

ここで、本実施形態では、インバータ装置20は、複数のパワーデバイスが搭載され、当該パワーデバイスごとに設けられた複数の流路を有する冷却板を備える。そして、制御部は、冷却板に設けられた複数の流路それぞれに流通する冷媒の流量を制御する。 Here, in the present embodiment, the inverter device 20 is equipped with a plurality of power devices and includes a cooling plate having a plurality of flow paths provided for each power device. Then, the control unit controls the flow rate of the refrigerant flowing in each of the plurality of flow paths provided in the cooling plate.

また、本実施形態では、インバータ装置20は、冷却板の流路ごとに設けられ、各流路に冷媒を流通させる複数のバルブを有する電磁弁を備える。そして、制御部は、電磁弁の各バルブを制御することで、冷媒の流量を制御する。 Further, in the present embodiment, the inverter device 20 is provided for each flow path of the cooling plate, and includes a solenoid valve having a plurality of valves for circulating the refrigerant in each flow path. Then, the control unit controls the flow rate of the refrigerant by controlling each valve of the solenoid valve.

また、本実施形態では、インバータ装置20は、各パワーデバイスの温度を監視する監視部をさらに備える。そして、制御部は、監視部によって監視された温度に基づいて、冷媒の流量を制御する。 Further, in the present embodiment, the inverter device 20 further includes a monitoring unit for monitoring the temperature of each power device. Then, the control unit controls the flow rate of the refrigerant based on the temperature monitored by the monitoring unit.

以下、このような構成を有するインバータ装置20について、詳細に説明する。なお、本実施形態では、冷媒として冷却水が用いられる場合の例を説明する。また、本実施形態では、冷却板として、水冷板が用いられる場合の例を説明する。 Hereinafter, the inverter device 20 having such a configuration will be described in detail. In this embodiment, an example in which cooling water is used as the refrigerant will be described. Further, in the present embodiment, an example in which a water cooling plate is used as the cooling plate will be described.

図3は、第1の実施形態に係るインバータ装置20の構成例を示す図である。 FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of the inverter device 20 according to the first embodiment.

なお、ここでは、第1のパワーデバイス21aと第2のパワーデバイス21bとの間で行われる冷却制御を例に挙げて説明するが、第3のパワーデバイス21cと第4のパワーデバイス21dとの間、第5のパワーデバイス21eと第6のパワーデバイス21fとの間、第7のパワーデバイス21gと第8のパワーデバイス21hとの間でも、同様の冷却制御が行われる。 Here, the cooling control performed between the first power device 21a and the second power device 21b will be described as an example, but the third power device 21c and the fourth power device 21d will be described. Meanwhile, similar cooling control is performed between the fifth power device 21e and the sixth power device 21f, and between the seventh power device 21g and the eighth power device 21h.

例えば、図3に示すように、本実施形態に係るインバータ装置20は、水冷板25と、電磁弁26とを備える。 For example, as shown in FIG. 3, the inverter device 20 according to the present embodiment includes a water cooling plate 25 and a solenoid valve 26.

水冷板25は、第1のパワーデバイス21a及び第2のパワーデバイス21bが搭載されており、冷却水が流通する第1の流路25a及び第2の流路25bを有する。ここで、第1の流路25aは、第1のパワーデバイス21aが配置された位置に設けられており、第2の流路25bは、第2のパワーデバイス21bが配置された位置に設けられている。 The water cooling plate 25 is equipped with a first power device 21a and a second power device 21b, and has a first flow path 25a and a second flow path 25b through which cooling water flows. Here, the first flow path 25a is provided at a position where the first power device 21a is arranged, and the second flow path 25b is provided at a position where the second power device 21b is arranged. ing.

電磁弁26は、水冷板25の第1の流路25aに冷却水を流通させる第1のバルブ26aと、第2の流路25bに冷却水を流通させる第2のバルブ26bとを有する。 The solenoid valve 26 has a first valve 26a that allows cooling water to flow through the first flow path 25a of the water cooling plate 25, and a second valve 26b that allows cooling water to flow through the second flow path 25b.

ここで、水冷板25の第1の流路25aは、一端が、電磁弁26の第1のバルブ26aを介して流入管27aに接続されており、他端が、流出管27bに接続されている。また、水冷板25の第2の流路25bは、一端が、電磁弁26の第2のバルブ26bを介して流入管27aに接続されており、他端が、流出管27bに接続されている。 Here, one end of the first flow path 25a of the water cooling plate 25 is connected to the inflow pipe 27a via the first valve 26a of the solenoid valve 26, and the other end is connected to the outflow pipe 27b. There is. Further, one end of the second flow path 25b of the water cooling plate 25 is connected to the inflow pipe 27a via the second valve 26b of the solenoid valve 26, and the other end is connected to the outflow pipe 27b. ..

そして、電磁弁26は、MRI装置100の一部又はMRI装置100とは別に設けられた冷却装置(図示は省略)から流入管27aを介して供給される冷却水を、第1のバルブ26a及び第2のバルブ26bそれぞれに振り分ける。そして、電磁弁26の第1のバルブ26a及び第2のバルブ26bを介して、水冷板25の第1の流路25a及び第2の流路25bそれぞれを流通した冷却水は、流出管27bを介して、冷却装置に戻される。 Then, the solenoid valve 26 uses the first valve 26a and the cooling water supplied from a part of the MRI device 100 or a cooling device provided separately from the MRI device 100 (not shown) via the inflow pipe 27a. Allocate to each of the second valves 26b. Then, the cooling water flowing through the first flow path 25a and the second flow path 25b of the water cooling plate 25 via the first valve 26a and the second valve 26b of the solenoid valve 26 passes through the outflow pipe 27b. It is returned to the cooling device via.

このように、本実施形態に係るインバータ装置20は、水冷板25の第1の流路25a及び第2の流路25bそれぞれに冷却水を流通させることで、第1のパワーデバイス21aと第2のパワーデバイス21bとを個別に冷却できるように構成されている。 As described above, in the inverter device 20 according to the present embodiment, the cooling water is circulated through the first flow path 25a and the second flow path 25b of the water cooling plate 25, respectively, so that the first power device 21a and the second flow path 25a are circulated. It is configured so that the power device 21b and the power device 21b can be individually cooled.

そして、本実施形態では、処理回路24が、監視機能24aと、制御機能24bとを有する。ここで、監視機能24aは、監視部の一例である。また、制御機能24bは、制御部の一例である。 Further, in the present embodiment, the processing circuit 24 has a monitoring function 24a and a control function 24b. Here, the monitoring function 24a is an example of a monitoring unit. Further, the control function 24b is an example of a control unit.

監視機能24aは、第1のパワーデバイス21aに設けられた第1の温度センサ28aを介して、第1のパワーデバイス21aの温度を検出する。また、監視機能24aは、第2のパワーデバイス21bに設けられた第2の温度センサ28bを介して、第2のパワーデバイス21bの温度を検出する。 The monitoring function 24a detects the temperature of the first power device 21a via the first temperature sensor 28a provided in the first power device 21a. Further, the monitoring function 24a detects the temperature of the second power device 21b via the second temperature sensor 28b provided in the second power device 21b.

制御機能24bは、第1のパワーデバイス21aと第2のパワーデバイス21bとの間の発熱の偏りを抑制するように、各パワーデバイスを冷却する冷却水の流量を制御する。具体的には、制御機能24bは、監視機能24aによって検出された各パワーデバイスの温度に基づいて、電磁弁26の各バルブを制御することで、水冷板25の各流路に流通する冷却水の流量を制御する。 The control function 24b controls the flow rate of the cooling water that cools each power device so as to suppress the bias of heat generation between the first power device 21a and the second power device 21b. Specifically, the control function 24b controls each valve of the solenoid valve 26 based on the temperature of each power device detected by the monitoring function 24a, so that the cooling water circulates in each flow path of the water cooling plate 25. Control the flow rate of.

本実施形態では、制御機能24bは、インバータ装置20の動作中に、以下で説明するように、各パワーデバイスを冷却する冷却水の流量を動的に制御する。 In the present embodiment, the control function 24b dynamically controls the flow rate of the cooling water for cooling each power device during the operation of the inverter device 20 as described below.

なお、以下の説明では、第1のパワーデバイス21aの温度をT1、第2のパワーデバイス21bの温度をT2、第1のパワーデバイス21aを冷却する冷却水の流量をW1、第2のパワーデバイス21bを冷却する冷却水の流量をW2、冷却装置から供給することが可能な冷却水の全体流量をWTOTALとする。 In the following description, the temperature of the first power device 21a is T1, the temperature of the second power device 21b is T2, the flow rate of the cooling water for cooling the first power device 21a is W1, and the second power device. Let W2 be the flow rate of the cooling water for cooling 21b, and W TOTAL be the total flow rate of the cooling water that can be supplied from the cooling device.

図4は、第1の実施形態に係る制御機能24bによって行われる冷却制御の処理手順を示すフローチャートである。 FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure of cooling control performed by the control function 24b according to the first embodiment.

例えば、図4に示すように、制御機能24bは、監視機能24aによって検出されたT1とT2との差ΔTを算出する(ステップS101)。 For example, as shown in FIG. 4, the control function 24b calculates the difference ΔT between T1 and T2 detected by the monitoring function 24a (step S101).

そして、ΔTの絶対値が予め設定された閾値ΔTTH以下である場合には(ステップS102,下)、制御機能24bは、第1のパワーデバイス21aと第2のパワーデバイス21bとの間の発熱の偏りが許容範囲内に収まっているとみなして、後述するW1,W2の状態更新の処理を行った後に(ステップS113)、ステップS101の処理に戻る。 When the absolute value of ΔT is equal to or less than the preset threshold value ΔT TH (step S102, lower), the control function 24b generates heat between the first power device 21a and the second power device 21b. It is considered that the bias of is within the permissible range, and after the state update processing of W1 and W2 described later is performed (step S113), the process returns to the processing of step S101.

一方、ΔTの絶対値がΔTTHより大きい場合には、制御機能24bは、第1のパワーデバイス21aと第2のパワーデバイス21bとの間の発熱の偏りが許容範囲外であるとみなして、以下の処理を実行する。 On the other hand, when the absolute value of ΔT is larger than ΔT TH , the control function 24b considers that the heat generation bias between the first power device 21a and the second power device 21b is out of the permissible range. Execute the following processing.

まず、ΔTがΔTTHより大きい場合には(ステップS102,左)、制御機能24bは、T1が許容範囲を超えてT2より高くなっているとみなして、W1が調整可能であるか否かを判定する(ステップS103)。ここで、制御機能24bは、その時点で設定されているW1の調整範囲に基づいて、W1が当該調整範囲内である場合に、W1が調整可能であると判定し、W1が当該調整範囲外である場合に、W1が調整可能でないと判定する。 First, when ΔT is larger than ΔT TH (step S102, left), the control function 24b considers that T1 exceeds the allowable range and is higher than T2, and determines whether W1 is adjustable or not. Determination (step S103). Here, the control function 24b determines that W1 can be adjusted when W1 is within the adjustment range based on the adjustment range of W1 set at that time, and W1 is out of the adjustment range. If, it is determined that W1 is not adjustable.

そして、W1が調整可能であると判定した場合には(ステップS103,Yes)、制御機能24bは、W1を予め設定されたΔW1だけ増加させ、また、WTOTALをΔW1だけ増加させる(ステップS104)。これにより、W1を増加させた分だけ第1のパワーデバイス21aの冷却が強められ、その結果、第1のパワーデバイス21aの温度が低下して、第2のパワーデバイス21bの温度に近付くことになる。 Then, when it is determined that W1 is adjustable (step S103, Yes), the control function 24b increases W1 by a preset ΔW1 and increases W TOTAL by ΔW1 (step S104). .. As a result, the cooling of the first power device 21a is strengthened by the amount of increasing W1, and as a result, the temperature of the first power device 21a is lowered to approach the temperature of the second power device 21b. Become.

また、W1が調整可能でないと判定した場合には(ステップS103,No)、制御機能24bは、W2が調整可能であるか否かを判定する(ステップS105)。ここで、制御機能24bは、その時点で設定されているW2の調整範囲に基づいて、W2が当該調整範囲内である場合に、W2が調整可能であると判定し、W2が当該調整範囲外である場合に、W2が調整可能でないと判定する。 Further, when it is determined that W1 is not adjustable (step S103, No), the control function 24b determines whether or not W2 is adjustable (step S105). Here, the control function 24b determines that W2 can be adjusted when W2 is within the adjustment range based on the adjustment range of W2 set at that time, and W2 is out of the adjustment range. If, it is determined that W2 is not adjustable.

そして、W2が調整可能であると判定した場合には(ステップS105,Yes)、制御機能24bは、W2を予め設定されたΔW2だけ減少させ、また、WTOTALをΔW2だけ減少させる(ステップS106)。これにより、W2を減少させた分だけ第2のパワーデバイス21bの冷却が弱められ、その結果、第2のパワーデバイス21bの温度が上昇して、第1のパワーデバイス21aの温度に近付き、並列接続されたパワーデバイスの損失をバランスするよう作用することになる。 Then, when it is determined that W2 is adjustable (step S105, Yes), the control function 24b reduces W2 by a preset ΔW2 and reduces W TOTAL by ΔW2 (step S106). .. As a result, the cooling of the second power device 21b is weakened by the amount that W2 is reduced, and as a result, the temperature of the second power device 21b rises and approaches the temperature of the first power device 21a in parallel. It will act to balance the loss of the connected power device.

このように、制御機能24bは、T1が許容範囲を超えてT2より高くなっているとみなした場合には、第1のパワーデバイス21aの冷却を強めることで、第1のパワーデバイス21aの温度を低下させて第2のパワーデバイス21bの温度に近付けるか、又は、第2のパワーデバイス21bの冷却を弱めることで、第2のパワーデバイス21bの温度を上昇させて第1のパワーデバイス21aの温度に近付ける。これにより、第1のパワーデバイス21aと第2のパワーデバイス21bとの間の発熱の偏りが抑制されることになる。 As described above, when the control function 24b considers that T1 exceeds the allowable range and is higher than T2, the control function 24b enhances the cooling of the first power device 21a to increase the temperature of the first power device 21a. To bring the temperature of the second power device 21b closer to the temperature of the second power device 21b, or to weaken the cooling of the second power device 21b to raise the temperature of the second power device 21b to bring the temperature of the second power device 21b closer to that of the first power device 21a. Get closer to the temperature. As a result, the bias of heat generation between the first power device 21a and the second power device 21b is suppressed.

こうして、W1を増加、又は、W2を減少させた後に、制御機能24bは、後述するバルブバランスの処理を行い(ステップS107)、さらに、後述するW1,W2の状態更新の処理を行った後に(ステップS113)、ステップS101の処理に戻る。 In this way, after increasing W1 or decreasing W2, the control function 24b performs a valve balance process described later (step S107), and further performs a state update process of W1 and W2 described later (step S107). Step S113) returns to the process of step S101.

また、W1,W2のいずれも調整可能でないと判定した場合には(ステップS105,No)、制御機能24bは、WTOTALが不足している旨の警告をディスプレイ11等に出力するように処理回路16の主制御機能16aに指示し、また、各パワーデバイスの出力を縮退させた後に(ステップS114)、ステップS101の処理に戻る。 If it is determined that neither W1 nor W2 can be adjusted (steps S105, No), the control function 24b is a processing circuit so as to output a warning to the display 11 or the like that W TOTAL is insufficient. After instructing the main control function 16a of 16 and degenerating the output of each power device (step S114), the process returns to the process of step S101.

一方、ΔTが-ΔTTHより小さい場合には(ステップS102,右)、制御機能24bは、制御機能24bは、T2が許容範囲を超えてT1より高くなっているとみなして、W2が調整可能であるか否かを判定する(ステップS108)。ここで、制御機能24bは、その時点で設定されているW2の調整範囲に基づいて、W2が当該調整範囲内である場合に、W2が調整可能であると判定し、W2が当該調整範囲外である場合に、W2が調整可能でないと判定する。 On the other hand, when ΔT is smaller than −ΔT TH (step S102, right), the control function 24b considers that T2 is higher than T1 beyond the permissible range, and W2 can be adjusted. (Step S108). Here, the control function 24b determines that W2 can be adjusted when W2 is within the adjustment range based on the adjustment range of W2 set at that time, and W2 is out of the adjustment range. If, it is determined that W2 is not adjustable.

そして、W2が調整可能であると判定した場合には(ステップS108,Yes)、制御機能24bは、W2を予め設定されたΔW2だけ増加させ、また、WTOTALをΔW2だけ増加させる(ステップS109)。これにより、W2を増加させた分だけ第2のパワーデバイス21bの冷却が強められ、その結果、第2のパワーデバイス21bの温度が低下して、第1のパワーデバイス21aの温度に近付くことになる。 Then, when it is determined that W2 is adjustable (step S108, Yes), the control function 24b increases W2 by a preset ΔW2 and increases W TOTAL by ΔW2 (step S109). .. As a result, the cooling of the second power device 21b is strengthened by the amount of increasing W2, and as a result, the temperature of the second power device 21b is lowered to approach the temperature of the first power device 21a. Become.

また、W2が調整可能でないと判定した場合には(ステップS108,No)、制御機能24bは、W1が調整可能であるか否かを判定する(ステップS110)。ここで、制御機能24bは、その時点で設定されているW1の調整範囲に基づいて、W1が当該調整範囲内である場合に、W1が調整可能であると判定し、W1が当該調整範囲外である場合に、W1が調整可能でないと判定する。 If it is determined that W2 is not adjustable (steps S108, No), the control function 24b determines whether or not W1 is adjustable (step S110). Here, the control function 24b determines that W1 can be adjusted when W1 is within the adjustment range based on the adjustment range of W1 set at that time, and W1 is out of the adjustment range. If, it is determined that W1 is not adjustable.

そして、W1が調整可能であると判定した場合には(ステップS110,Yes)、制御機能24bは、W1を予め設定されたΔW1だけ減少させ、また、WTOTALをΔW1だけ減少させる(ステップS111)。これにより、W1を減少させた分だけ第1のパワーデバイス21aの冷却が弱められ、その結果、第1のパワーデバイス21aの温度が上昇して、第2のパワーデバイス21bの温度に近付き、並列接続されたパワーデバイスの損失をバランスするよう作用することになる。 Then, when it is determined that W1 is adjustable (step S110, Yes), the control function 24b reduces W1 by a preset ΔW1 and reduces W TOTAL by ΔW1 (step S111). .. As a result, the cooling of the first power device 21a is weakened by the amount that W1 is reduced, and as a result, the temperature of the first power device 21a rises and approaches the temperature of the second power device 21b in parallel. It will act to balance the loss of the connected power device.

このように、制御機能24bは、T2が許容範囲を超えてT1より高くなっているとみなした場合には、第2のパワーデバイス21bの冷却を強めることで、第2のパワーデバイス21bの温度を低下させて第1のパワーデバイス21aの温度に近付けるか、又は、第1のパワーデバイス21aの冷却を弱めることで、第1のパワーデバイス21aの温度を上昇させて第2のパワーデバイス21bの温度に近付ける。これにより、第1のパワーデバイス21aと第2のパワーデバイス21bとの間の発熱の偏りが抑制されることになる。 As described above, when the control function 24b considers that T2 is higher than T1 beyond the permissible range, the temperature of the second power device 21b is increased by strengthening the cooling of the second power device 21b. To bring the temperature of the first power device 21a closer to the temperature of the first power device 21a, or to weaken the cooling of the first power device 21a to raise the temperature of the first power device 21a to bring the temperature of the first power device 21a closer to that of the second power device 21b. Get closer to the temperature. As a result, the bias of heat generation between the first power device 21a and the second power device 21b is suppressed.

こうして、W2を増加、又は、W1を減少させた後に、制御機能24bは、後述するバルブバランスの処理を行い(ステップS112)、さらに、後述するW1,W2の状態更新の処理を行った後に(ステップS113)、ステップS101の処理に戻る。 In this way, after increasing W2 or decreasing W1, the control function 24b performs a valve balance process described later (step S112), and further performs a state update process of W1 and W2 described later (step S112). Step S113) returns to the process of step S101.

また、W2及びW1のいずれも調整可能でないと判定した場合には(ステップS110,No)、制御機能24bは、WTOTALが不足している旨の警告をディスプレイ11等に出力するよう処理回路16の主制御機能16aに指示し、また、各パワーデバイスの出力を縮退させた後に(ステップS114)、ステップS101の処理に戻る。 If it is determined that neither W2 nor W1 can be adjusted (steps S110, No), the control function 24b outputs a warning to the display 11 or the like that W TOTAL is insufficient. After instructing the main control function 16a of the above and degenerating the output of each power device (step S114), the process returns to the process of step S101.

図5は、図4のステップS113に示したW1,W2の状態更新の処理の処理手順を示すフローチャートである。 FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure of the state update processing of W1 and W2 shown in step S113 of FIG.

例えば、図5に示すように、制御機能24bは、前回のWTOTALと現在のWTOTALとを比較する(ステップS201)。 For example, as shown in FIG. 5, the control function 24b compares the previous W TOTAL with the current W TOTAL (step S201).

そして、現在のWTOTALが前回のWTOTALより大きい場合には(ステップS201,Yes)、制御機能24bは、W1,W2の調整範囲を予め設定された大きさだけ拡大し、その旨の要求を処理回路16に送信する(ステップS202)。 Then, when the current W TOTAL is larger than the previous W TOTAL (step S201, Yes), the control function 24b expands the adjustment range of W1 and W2 by a preset size, and requests to that effect. It is transmitted to the processing circuit 16 (step S202).

この要求を受信した処理回路16では、主制御機能16aが、この要求を受信した処理回路16では、主制御機能16aが、W1,W2の調整範囲を拡大した分だけWTOTALを増加させるように冷却装置を制御する。これにより、WTOTALの律則が緩められる。 In the processing circuit 16 that received this request, the main control function 16a, and in the processing circuit 16 that received this request, the main control function 16a increases W TOTAL by the amount that the adjustment range of W1 and W2 is expanded. Control the cooling system. This loosens the W TOTAL law.

なお、このとき、主制御機能16aは、例えば、MRI装置100全体の状況から、当該要求の可否を判定する。例えば、主制御機能16aは、WTOTALを増加させた結果、WTOTALが予め設定された上限値を超える場合には、MRI装置100全体の状況に応じて、インバータ装置200の動作を継続することが可能か否かを判定する。そして、インバータ装置200の動作を継続することが可能であると判定した場合には、主制御機能16aは、WTOTALの上限値を更新しつつ、WTOTALを増加させるように冷却装置を制御する。また、インバータ装置200の動作を継続することが可能でないと判定した場合には、主制御機能16aは、インバータ装置20の動作を停止させる。 At this time, the main control function 16a determines whether or not the request is possible based on, for example, the situation of the entire MRI apparatus 100. For example, when the W TOTAL exceeds a preset upper limit value as a result of increasing the W TOTAL , the main control function 16a continues the operation of the inverter device 200 according to the situation of the entire MRI device 100. Is possible or not. Then, when it is determined that the operation of the inverter device 200 can be continued, the main control function 16a controls the cooling device so as to increase the W TOTAL while updating the upper limit value of the W TOTAL . .. If it is determined that the operation of the inverter device 200 cannot be continued, the main control function 16a stops the operation of the inverter device 20.

一方、現在のWTOTALが前回のWTOTALより小さい場合には(ステップS201,No、ステップS203,Yes)、制御機能24bは、W1,W2の調整範囲を予め設定された大きさだけ縮小し、その旨の許可を処理回路16の主制御機能16aに送信する(ステップS204)。この許可を受信した主制御機能16aは、W1,W2の調整範囲を縮小した分だけWTOTALを下げるように冷却装置を制御する。これにより、冷却に用いられる冷却水の流量を抑えることができ、省エネルギーに寄与することができる。 On the other hand, when the current W TOTAL is smaller than the previous W TOTAL (step S201, No, step S203, Yes), the control function 24b reduces the adjustment range of W1 and W2 by a preset size. A permission to that effect is transmitted to the main control function 16a of the processing circuit 16 (step S204). Upon receiving this permission, the main control function 16a controls the cooling device so as to lower the W TOTAL by the amount that the adjustment range of W1 and W2 is reduced. As a result, the flow rate of the cooling water used for cooling can be suppressed, which can contribute to energy saving.

なお、前回のWTOTALが現在のWTOTALと等しい場合には(ステップS201,No、ステップS203,No)、制御機能24bは、WTOTALの制御は行わずに、W1,W2の状態更新の処理を終了する。 If the previous W TOTAL is equal to the current W TOTAL (steps S201, No, step S203, No), the control function 24b does not control W TOTAL and processes W1 and W2 for updating the status. To finish.

このように、WTOTALを動的に制御することによって、効率よくパワーデバイスを冷却することができ、かつ、省エネルギーにも寄与することができる。 In this way, by dynamically controlling W TOTAL , it is possible to efficiently cool the power device and also contribute to energy saving.

図6は、図4のステップS107及びS112に示したバルブバランスの処理の処理手順を示すフローチャートである。 FIG. 6 is a flowchart showing a processing procedure of the valve balance processing shown in steps S107 and S112 of FIG.

例えば、図6に示すように、制御機能24bは、バルブバランス又は全体流量のどちらがW1,W2の調整範囲の律則となっているかを判定する(ステップS301)。ここで、制御機能24bは、現在のWTOTALが予め設定された流量既定値以上となっている場合に、全体流量が律則となっていると判定する。また、制御機能24bは、現在のWTOTALが流量既定値未満である場合において、W1が予め設定された範囲を超えてW2より大きくなっているとき、又は、W2が予め設定された範囲を超えてW1より大きくなっているときに、W1,W2のバランスが崩れているとみなして、バルブバランスが律則となっていると判定する。 For example, as shown in FIG. 6, the control function 24b determines whether the valve balance or the total flow rate is the rule of the adjustment range of W1 and W2 (step S301). Here, the control function 24b determines that the total flow rate is a rule when the current W TOTAL is equal to or higher than the preset flow rate default value. Further, the control function 24b determines that when the current W TOTAL is less than the default flow rate value, W1 exceeds a preset range and is larger than W2, or W2 exceeds a preset range. When it is larger than W1, it is considered that the balance of W1 and W2 is out of balance, and it is determined that the valve balance is a rule.

そして、バルブバランスが律則となっていると判定した場合には(ステップS301,下)、制御機能24bは、W1から予め設定されたバルブ基準値を減算した値の絶対値と、W2から予め設定されたバルブ基準値を減算した値の絶対値とを比較する(ステップS302)。 Then, when it is determined that the valve balance is a rule (step S301, bottom), the control function 24b has an absolute value of a value obtained by subtracting a preset valve reference value from W1 and a value obtained in advance from W2. Compare with the absolute value of the value obtained by subtracting the set valve reference value (step S302).

ここで、W1からバルブ基準値を減算した値の絶対値が、W2からバルブ基準値を減算した値の絶対値より大きい場合には(ステップS302,Yes)、制御機能24bは、W1がバルブ基準値に近付くように、第1のバルブ26a及び第2のバルブ26bを平衡操作する(ステップS303)。これにより、制御機能24bは、各バルブの操作量の比率を維持しつつ、W1をバルブ基準値に近付ける事ができる。 Here, when the absolute value of the value obtained by subtracting the valve reference value from W1 is larger than the absolute value of the value obtained by subtracting the valve reference value from W2 (step S302, Yes), in the control function 24b, W1 is the valve reference. The first valve 26a and the second valve 26b are balanced (step S303) so as to approach the value. As a result, the control function 24b can bring W1 closer to the valve reference value while maintaining the ratio of the operation amount of each valve.

一方、W1からバルブ基準値を減算した値の絶対値が、W2からバルブ基準値を減算した値の絶対値以下である場合には(ステップS302,No)、制御機能24bは、W2がバルブ基準値に近付くように、第1のバルブ26a及び第2のバルブ26bを平衡操作する(ステップS304)。これにより、制御機能24bは、各バルブの操作量の比率を維持しつつ、W2をバルブ基準値に近付ける事ができる。 On the other hand, when the absolute value of the value obtained by subtracting the valve reference value from W1 is equal to or less than the absolute value of the value obtained by subtracting the valve reference value from W2 (steps S302, No), W2 is the valve reference in the control function 24b. The first valve 26a and the second valve 26b are balanced to approach the value (step S304). As a result, the control function 24b can bring W2 closer to the valve reference value while maintaining the ratio of the operation amount of each valve.

なお、全体流量が律則となっていると判定した場合には(ステップS301,右)、制御機能24bは、各バルブの平衡操作は行わずに、バルブバランスの処理を終了する。 When it is determined that the total flow rate is a rule (step S301, right), the control function 24b ends the valve balance processing without performing the equilibrium operation of each valve.

このように、各バルブの操作量の比率を維持しつつ、W1,W2をバルブ基準値に近付けることによって、WTOTALが十分にある場合に、W1,W2の流量比を安定させることができる。一方、WTOTALが十分にない場合、すなわち、全体流量が律則となっている場合には、図5に示したW1,W2の状態更新の処理によって、W1,W2の調整範囲を拡大する旨の要求が処理回路16に送信されて、WTOTALの律則が緩められることになる。 In this way, by bringing W1 and W2 closer to the valve reference value while maintaining the ratio of the operating amount of each valve, the flow rate ratio of W1 and W2 can be stabilized when W TOTAL is sufficient. On the other hand, when W TOTAL is not sufficient, that is, when the total flow rate is a rule, the adjustment range of W1 and W2 is expanded by the state update process of W1 and W2 shown in FIG. Is transmitted to the processing circuit 16, and the W TOTAL rule is relaxed.

以上、処理回路24が有する監視機能24a及び制御機能24bについて説明したが、上述した監視機能24a及び制御機能24bは、例えば、それぞれが独立した電気回路によって実現される。 Although the monitoring function 24a and the control function 24b of the processing circuit 24 have been described above, the above-mentioned monitoring function 24a and the control function 24b are realized by, for example, independent electric circuits.

または、例えば、処理回路24は、プロセッサによって実現される。この場合には、例えば、処理回路24が有する監視機能24a及び制御機能24bは、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で所定の記憶回路に記憶されている。そして、処理回路24は、記憶回路からプログラムを読み出して実行することで、当該プログラムに対応する処理機能を実現する。換言すると、当該プログラムを読み出した状態の処理回路24は、図3の処理回路24内に示された各処理機能を有することとなる。この場合に、図4~6に示した各ステップの処理は、例えば、処理回路24が、制御機能24bに対応するプログラムを所定の記憶回路から読み出して実行することにより実現される。 Alternatively, for example, the processing circuit 24 is realized by a processor. In this case, for example, the monitoring function 24a and the control function 24b of the processing circuit 24 are stored in a predetermined storage circuit in the form of a program that can be executed by a computer. Then, the processing circuit 24 realizes the processing function corresponding to the program by reading the program from the storage circuit and executing the program. In other words, the processing circuit 24 in the state where the program is read out has each processing function shown in the processing circuit 24 of FIG. In this case, the processing of each step shown in FIGS. 4 to 6 is realized, for example, by the processing circuit 24 reading a program corresponding to the control function 24b from a predetermined storage circuit and executing the processing.

また、図3では、監視機能24a及び制御機能24bが単一の処理回路24によって実現される場合の例を示したが、実施形態はこれに限られない。例えば、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路24を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することによって各処理機能を実現するものとしても構わない。また、処理回路24が有する各処理機能は、単一又は複数の処理回路に適宜に分散又は統合されて実現されてもよい。 Further, FIG. 3 shows an example in which the monitoring function 24a and the control function 24b are realized by a single processing circuit 24, but the embodiment is not limited to this. For example, a plurality of independent processors may be combined to form a processing circuit 24, and each processor may execute a program to realize each processing function. Further, each processing function of the processing circuit 24 may be appropriately distributed or integrated into a single or a plurality of processing circuits.

上述したように、第1の実施形態によれば、制御機能24bが、並列に接続された複数のパワーデバイス間の発熱の偏りを抑制するように、各パワーデバイスを冷却する冷却水の流量を制御することによって、インバータ装置を安定動作させ、装置破損のリスクを軽減させることができる。 As described above, according to the first embodiment, the control function 24b determines the flow rate of the cooling water that cools each power device so as to suppress the bias of heat generation among the plurality of power devices connected in parallel. By controlling, the inverter device can be operated stably and the risk of device damage can be reduced.

また、第1の実施形態によれば、制御機能24bが、インバータ装置20の動作中に、各パワーデバイスを冷却する冷却水の流量を動的に制御することによって、インバータ装置20の動作中に各パワーデバイスの特性バラつきに起因した発熱偏りが生じた場合でも、リアルタイムに発熱を均等化させることができる。 Further, according to the first embodiment, the control function 24b dynamically controls the flow rate of the cooling water for cooling each power device during the operation of the inverter device 20, thereby during the operation of the inverter device 20. Even if heat generation bias occurs due to variations in the characteristics of each power device, heat generation can be equalized in real time.

このように、第1の実施形態では、複数個並列接続された各パワーデバイスの温度監視を行って、冷却系起因やパワーデバイス特性起因による発熱偏りを動的に補正することで、各パワーデバイスの破損を防ぎ、インバータ装置20を安定動作させることが可能になる。また、第1の実施形態では、冷却水を制御及び最適配分することで、インバータ装置20を安定動作させるうえで必要にして十分なエネルギー(リソース使用)に抑えることが可能になり、省エネにも貢献することができる。 As described above, in the first embodiment, the temperature of each power device connected in parallel is monitored, and the heat generation bias due to the cooling system and the power device characteristics is dynamically corrected, so that each power device is used. It becomes possible to prevent the damage of the inverter device 20 and to operate the inverter device 20 stably. Further, in the first embodiment, by controlling and optimally distributing the cooling water, it becomes possible to suppress the energy (resource use) necessary and sufficient for stable operation of the inverter device 20, and also to save energy. Can contribute.

なお、上述した第1の実施形態は、インバータ装置20の構成の一部を適宜に変更して実施することも可能である。そこで、以下では、第1の実施形態に係るいくつかの変形例を第2~第6の実施形態として説明する。なお、以下で説明する第2~6の実施形態では、第1の実施形態と異なる点を中心に説明することとし、第1の実施形態と共通する内容については詳細な説明を省略する。 It should be noted that the first embodiment described above can be implemented by appropriately modifying a part of the configuration of the inverter device 20. Therefore, in the following, some modifications according to the first embodiment will be described as the second to sixth embodiments. In the second to sixth embodiments described below, the points different from the first embodiment will be mainly described, and detailed description of the contents common to the first embodiment will be omitted.

(第2の実施形態)
例えば、第1の実施形態では、監視機能24aが、各パワーデバイスの温度を監視する場合の例を説明したが、実施形態はこれに限られない。
(Second embodiment)
For example, in the first embodiment, an example in which the monitoring function 24a monitors the temperature of each power device has been described, but the embodiment is not limited to this.

例えば、監視機能24aは、各パワーデバイスの温度を監視する代わりに、各パワーデバイスの温度を間接的に示す測定部位の温度を監視してもよい。この場合には、例えば、監視機能24aは、各パワーデバイスの温度を間接的に示す測定部位として、パワーデバイスごとに設けられた、水冷板25の各流路から流出する冷却水の温度を監視する。または、例えば、監視機能24aは、各パワーデバイスの温度を間接的に示す測定部位として、水冷板25における各パワーデバイスが配置された箇所の温度を監視する。 For example, the monitoring function 24a may monitor the temperature of the measurement site that indirectly indicates the temperature of each power device, instead of monitoring the temperature of each power device. In this case, for example, the monitoring function 24a monitors the temperature of the cooling water flowing out from each flow path of the water cooling plate 25 provided for each power device as a measurement site that indirectly indicates the temperature of each power device. do. Alternatively, for example, the monitoring function 24a monitors the temperature of the location of each power device on the water cooling plate 25 as a measurement site that indirectly indicates the temperature of each power device.

そして、例えば、制御機能24bは、測定部位の温度を、第1の実施形態におけるパワーデバイスの温度(T1,T2)に代えて用いることで、第1の実施形態と同様に、冷却水の流量を制御する。 Then, for example, the control function 24b uses the temperature of the measurement site instead of the temperature of the power device (T1, T2) in the first embodiment, so that the flow rate of the cooling water is the same as in the first embodiment. To control.

(第3の実施形態)
また、第1の実施形態では、制御機能24bが、各パワーデバイスの温度に基づいて、冷却水の流量を制御する場合の例を説明したが、実施形態はこれに限られない。
(Third embodiment)
Further, in the first embodiment, an example in which the control function 24b controls the flow rate of the cooling water based on the temperature of each power device has been described, but the embodiment is not limited to this.

例えば、制御機能24bは、各パワーデバイスの温度の過渡状態における変化から到達温度を予測し、当該到達温度に基づいて、冷却水の流量を制御してもよい。この場合には、例えば、制御機能24bは、各パワーデバイスの温度の変化、及び、各パワーデバイスの温度時定数に基づいて、到達温度を予測する。 For example, the control function 24b may predict the reached temperature from the change in the temperature of each power device in the transition state, and control the flow rate of the cooling water based on the reached temperature. In this case, for example, the control function 24b predicts the reached temperature based on the change in the temperature of each power device and the temperature time constant of each power device.

図7は、第3の実施形態に係る制御機能24bによって行われる到達温度の予測を説明するための図である。 FIG. 7 is a diagram for explaining the prediction of the ultimate temperature performed by the control function 24b according to the third embodiment.

例えば、図12に示すように、パワーデバイスの温度Tは、動作を開始した後に、時間tの経過とともに徐々に上昇して、到達温度Taに達する。ここで、例えば、温度時定数は、初期温度から到達温度Taの63%に達するまでの時間として定義される。 For example, as shown in FIG. 12, the temperature T of the power device gradually rises with the lapse of time t after starting the operation, and reaches the reached temperature T a . Here, for example, the temperature time constant is defined as the time from the initial temperature to reaching 63% of the reached temperature Ta .

このような特性から、例えば、制御機能24bは、各パワーデバイスの温度上昇の速さdT/dtから到達温度Taを予測する。具体的には、制御機能24bは、温度上昇の速さdT/dtを所定のサンプリング間隔ごとに算出し、dT/dtの傾きから温度時定数を算出する。そして、制御機能24bは、dT/dtの変化及び温度時定数から到達温度Taを予測する。ここで、温度時定数を算出する方法や到達温度Taを予測する方法としては、公知の方法を用いることが可能である。なお、各パワーデバイスの温度時定数が既知である場合には、温度時定数の算出は省略することができる。 From such characteristics, for example, the control function 24b predicts the ultimate temperature Ta from the speed of temperature rise dT / dt of each power device. Specifically, the control function 24b calculates the temperature rise speed dT / dt at each predetermined sampling interval, and calculates the temperature time constant from the slope of dT / dt. Then, the control function 24b predicts the reached temperature Ta from the change of dT / dt and the temperature time constant. Here, as a method for calculating the temperature time constant and a method for predicting the ultimate temperature Ta, a known method can be used. If the temperature time constant of each power device is known, the calculation of the temperature time constant can be omitted.

その後、制御機能24bは、予測した到達温度Taを、第1の実施形態におけるパワーデバイスの温度(T1,T2)に代えて用いることで、第1の実施形態と同様に、冷却水の流量を制御する。 After that, the control function 24b uses the predicted reached temperature Ta instead of the temperature of the power device (T1, T2 ) in the first embodiment, so that the flow rate of the cooling water is the same as in the first embodiment. To control.

このように、各パワーデバイスの温度の過渡状態における変化から到達温度を予測して冷却水の流量を制御することによって、温度が定常状態に至る前に流量制御を行うことができ、温度の変動に対する冷却制御の応答性を高めることが可能になる。 In this way, by predicting the ultimate temperature from the change in the temperature of each power device in the transient state and controlling the flow rate of the cooling water, it is possible to control the flow rate before the temperature reaches the steady state, and the temperature fluctuates. It becomes possible to improve the responsiveness of the cooling control to.

なお、第3の実施形態でも、各パワーデバイスの温度の代わりに、各パワーデバイスの温度を間接的に示す測定部位の温度が用いられてもよい。この場合に、第3の実施形態によれば、過渡状態における温度上昇の速さに加えて、各測定部位の温度時定数を加味して到達温度を予測することによって、温度監視の対象となる測定部位を設定する際の自由度を高めることができる。 Also in the third embodiment, the temperature of the measurement site that indirectly indicates the temperature of each power device may be used instead of the temperature of each power device. In this case, according to the third embodiment, the temperature is monitored by predicting the reached temperature by adding the temperature time constant of each measurement site in addition to the speed of temperature rise in the transient state. The degree of freedom when setting the measurement site can be increased.

(第4の実施形態)
また、第1の実施形態では、冷却制御の対象となる各パワーデバイスがスイッチング素子である場合の例を説明したが、実施形態はこれに限られない。
(Fourth Embodiment)
Further, in the first embodiment, an example in which each power device targeted for cooling control is a switching element has been described, but the embodiment is not limited to this.

例えば、冷却制御の対象となる複数のパワーデバイスは、トランジスタとダイオードのように、種類が異なるものであってもよい。この場合には、制御機能24bは、パワーデバイスごとの動作に応じて求められる冷却条件に応じて、冷却水の流量を制御する。なお、ここでいう冷却条件は、例えば、発熱の偏りが許容範囲内であるか否かを判定するための温度の閾値等であり、各パワーデバイスの特定等に応じて適切な条件が設定される。 For example, a plurality of power devices subject to cooling control may be of different types, such as transistors and diodes. In this case, the control function 24b controls the flow rate of the cooling water according to the cooling conditions required according to the operation of each power device. The cooling conditions referred to here are, for example, a temperature threshold value for determining whether or not the heat generation bias is within the allowable range, and appropriate conditions are set according to the specification of each power device. To.

これにより、異なる種類のパワーデバイスを冷却対象とする場合でも、各パワーデバイスを冷却する冷却水を動的かつ最適に配分することができる。 As a result, even when different types of power devices are targeted for cooling, the cooling water for cooling each power device can be dynamically and optimally distributed.

(第5の実施形態)
また、第1の実施形態では、制御機能24bが、各パワーデバイスの温度に基づいて冷媒の流量を制御する、いわゆるフィードバック制御を行う場合の例を説明したが、実施形態はこれに限られない。
(Fifth Embodiment)
Further, in the first embodiment, an example in which the control function 24b performs so-called feedback control in which the flow rate of the refrigerant is controlled based on the temperature of each power device has been described, but the embodiment is not limited to this. ..

例えば、制御機能24bは、インバータ装置20の運転情報に基づいて、各パワーデバイスに生じる発熱の大きさを予測することで、冷却水の流量のフィードフォワード制御を行ってもよい。ここでいう運転情報としては、各パワーデバイスの発熱の予想に利用可能な情報であれば、各種の情報を用いることが可能である。 For example, the control function 24b may perform feed-forward control of the flow rate of the cooling water by predicting the magnitude of heat generation generated in each power device based on the operation information of the inverter device 20. As the operation information referred to here, various information can be used as long as it is information that can be used for predicting heat generation of each power device.

例えば、制御機能24bは、運転情報として、傾斜磁場電源3から傾斜磁場コイル2に出力される電流の波形を示す情報を用いる。例えば、制御機能24bは、運転情報として、パルスシーケンスを表すシーケンス実行データを用いる。 For example, the control function 24b uses information indicating the waveform of the current output from the gradient magnetic field power supply 3 to the gradient magnetic field coil 2 as operation information. For example, the control function 24b uses sequence execution data representing a pulse sequence as operation information.

具体的には、制御機能24bは、処理回路14から送信される入力信号に基づいて、傾斜磁場コイル2に発生させる傾斜磁場の波形の傾き(di/dt)を算出し、算出した傾きの大きさ及び向きから、傾斜磁場コイル2への出力電圧を算出する。その後、制御機能24bは、パワーデバイスごとの特性に応じて、出力電圧から、各パワーデバイスに流れる電流を算出し、算出した電流から発熱量を予測することで、当該電流が流れたときの各パワーデバイスの温度を予測する。ここで、電流から発熱量を予測する方法としては、公知の方法を用いることが可能である。そして、制御機能24bは、予測した温度を、第1の実施形態におけるパワーデバイスの温度(T1,T2)に代えて用いることで、第1の実施形態と同様に、冷却水の流量を制御する。 Specifically, the control function 24b calculates the gradient (di / dt) of the gradient magnetic field waveform generated in the gradient magnetic field coil 2 based on the input signal transmitted from the processing circuit 14, and the calculated magnitude of the gradient is large. The output voltage to the gradient magnetic field coil 2 is calculated from the width and direction. After that, the control function 24b calculates the current flowing through each power device from the output voltage according to the characteristics of each power device, and predicts the calorific value from the calculated current, so that each of the current flows when the current flows. Predict the temperature of power devices. Here, as a method for predicting the calorific value from the current, a known method can be used. Then, the control function 24b controls the flow rate of the cooling water as in the first embodiment by using the predicted temperature instead of the temperature of the power device (T1, T2) in the first embodiment. ..

このように、インバータ装置20の運転情報を用いて冷却水の流量のフィードフォワード制御を行うことによって、温度の変動に対する冷却制御の応答性を高めることが可能になる。 In this way, by performing feedforward control of the flow rate of the cooling water using the operation information of the inverter device 20, it is possible to enhance the responsiveness of the cooling control to the fluctuation of the temperature.

(第6の実施形態)
また、上述した第1の実施形態では、監視機能24aが、各パワーデバイスの温度を監視し、制御機能24bが、各パワーデバイスの温度に基づいて、冷却水の流量を制御する場合の例を説明したが、実施形態はこれに限られない。
(Sixth Embodiment)
Further, in the first embodiment described above, the monitoring function 24a monitors the temperature of each power device, and the control function 24b controls the flow rate of the cooling water based on the temperature of each power device. As described above, the embodiment is not limited to this.

例えば、監視機能24aは、各パワーデバイスの温度を監視する代わりに、各パワーデバイスに流れる電流を監視してもよい。この場合には、例えば、監視機能24aは、各パワーデバイスの入力端又は出力端に設けられた電流センサを介して、各パワーデバイスに流れる電流を検出する。 For example, the monitoring function 24a may monitor the current flowing through each power device instead of monitoring the temperature of each power device. In this case, for example, the monitoring function 24a detects the current flowing through each power device via a current sensor provided at an input end or an output end of each power device.

そして、例えば、制御機能24bは、監視機能24aによって監視された電流の波形から損失を算出し、当該損失から温度を予測し、当該温度に基づいて、冷却水の流量を制御する。ここで、電流の波形から損失を予測する方法としては、公知の方法を用いることが可能である。この場合には、例えば、制御機能24bは、損失から予測した温度を、第1の実施形態におけるパワーデバイスの温度(T1,T2)に代えて用いることで、第1の実施形態と同様に、冷却水の流量を制御する。 Then, for example, the control function 24b calculates the loss from the waveform of the current monitored by the monitoring function 24a, predicts the temperature from the loss, and controls the flow rate of the cooling water based on the temperature. Here, a known method can be used as a method for predicting the loss from the waveform of the current. In this case, for example, the control function 24b uses the temperature predicted from the loss instead of the temperature of the power device (T1, T2) in the first embodiment, so that the control function 24b can be used in the same manner as in the first embodiment. Control the flow rate of cooling water.

このように、直接的な温度監視の代わりに、電流の波形からの損失算出による温度予測を行うことによって、温度の変動に対する冷却制御の応答性をさらに高めることが可能になる。 In this way, by performing temperature prediction by calculating the loss from the waveform of the current instead of direct temperature monitoring, it becomes possible to further enhance the responsiveness of the cooling control to the temperature fluctuation.

以上、第1~第6の実施形態について説明したが、上述した実施形態は、それぞれが別々に実施される場合に限られず、適宜に組み合わせて実施されてもよい。 Although the first to sixth embodiments have been described above, the above-described embodiments are not limited to the cases where they are implemented separately, and may be implemented in an appropriate combination.

例えば、制御機能24bが、上述したフィードバック制御及びフィードフォワード制御の両方を行ってもよい。このように、冷却水の流量のフィードバック制御とフィードフォワード制御とを組み合わせることによって、温度の変動に対する冷却制御の追従性及び応答性の両立を図ることが可能になる。 For example, the control function 24b may perform both the feedback control and the feedforward control described above. In this way, by combining the feedback control of the flow rate of the cooling water and the feedforward control, it is possible to achieve both the followability and the responsiveness of the cooling control to the temperature fluctuation.

また、上述した実施形態では、冷媒として冷却水が用いられる場合の例を説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、冷媒として、冷却水以外の液体が用いられてもよい。また、冷媒として、空気が用いられてもよい。その場合には、例えば、電磁弁の代わりに、強制空冷ファンが用いられてもよい。また、冷媒として、空気以外の気体が用いられてもよい。 Further, in the above-described embodiment, an example in which cooling water is used as the refrigerant has been described, but the embodiment is not limited to this. For example, a liquid other than cooling water may be used as the refrigerant. Further, air may be used as the refrigerant. In that case, for example, a forced air cooling fan may be used instead of the solenoid valve. Further, a gas other than air may be used as the refrigerant.

(他の実施形態)
また、上述した実施形態では、本願に係るインバータ装置をMRI装置の傾斜磁場電源に適用した場合の例を説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、本願に係るインバータ装置は、大出力のインバータ装置が要求されるような他の種類の装置にも同様に適用することが可能である。例えば、本願に係るインバータ装置は、X線CT(Computed Tomography)装置やPET(Positron Emission Tomography)装置、X線診断装置等の他の医用画像診断装置にも同様に適用することが可能である。また、例えば、本願に係るインバータ装置は、電気自動車やハイブリッド自動車、工作機械等にも同様に適用することが可能である。
(Other embodiments)
Further, in the above-described embodiment, an example in which the inverter device according to the present application is applied to the gradient magnetic field power supply of the MRI device has been described, but the embodiment is not limited to this. For example, the inverter device according to the present application can be similarly applied to other types of devices that require a high output inverter device. For example, the inverter device according to the present application can be similarly applied to other medical image diagnostic devices such as an X-ray CT (Computed Tomography) device, a PET (Positron Emission Tomography) device, and an X-ray diagnostic device. Further, for example, the inverter device according to the present application can be similarly applied to an electric vehicle, a hybrid vehicle, a machine tool, and the like.

この場合に、例えば、制御機能24bは、インバータ装置が適用されるシステム、又は、インバータ装置の用途に応じた頻度で、冷媒の流量を制御する。例えば、冷却制御の応答性が重視されるような場合には、制御機能24bは、急激な温度上昇に対して冷却制御を追従させることができるように、細かい時間間隔で冷媒の流量制御を行う。また、例えば、安定性が重視されるような場合には、制御機能24bは、温度の安定及びバランスが求められる一定期間ごとに冷媒の流量制御を行う。 In this case, for example, the control function 24b controls the flow rate of the refrigerant at a frequency according to the system to which the inverter device is applied or the application of the inverter device. For example, when the responsiveness of the cooling control is important, the control function 24b controls the flow rate of the refrigerant at fine time intervals so that the cooling control can be made to follow the sudden temperature rise. .. Further, for example, when stability is important, the control function 24b controls the flow rate of the refrigerant at regular intervals where temperature stability and balance are required.

また、上述した実施形態では、本明細書における監視部及び制御部を処理回路24の監視機能24a及び制御機能24bによって実現する場合の例を説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、本明細書における監視部及び制御は、実施形態で述べた監視機能24a及び制御機能24bによって実現する他にも、ハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、又は、ハードウェアとソフトウェアとの混合によって同機能を実現するものであっても構わない。 Further, in the above-described embodiment, an example in which the monitoring unit and the control unit in the present specification are realized by the monitoring function 24a and the control function 24b of the processing circuit 24 has been described, but the embodiment is not limited to this. For example, the monitoring unit and control in the present specification are realized by the monitoring function 24a and the control function 24b described in the embodiment, and also have the same function by hardware only, software only, or a mixture of hardware and software. It does not matter if it realizes.

また、上述した各実施形態の説明で用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、或いは、特定用途向け集積回路(Application Specific Integrated Circuit:ASIC)、プログラマブル論理デバイス(例えば、単純プログラマブル論理デバイス(Simple Programmable Logic Device:SPLD)、複合プログラマブル論理デバイス(Complex Programmable Logic Device:CPLD)、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ(Field Programmable Gate Array:FPGA))等の回路を意味する。ここで、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むように構成しても構わない。この場合には、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。また、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて一つのプロセッサとして構成され、その機能を実現するようにしてもよい。 Further, the word "processor" used in the description of each of the above-described embodiments is, for example, a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), or an integrated circuit for a specific application (Application Specific Integrated Circuit: ASIC). , Circuits such as programmable logic devices (eg, Simple Programmable Logic Device (SPLD), Complex Programmable Logic Device (CPLD), and Field Programmable Gate Array (FPGA)). Means. Here, instead of storing the program in the storage circuit, the program may be configured to be directly embedded in the circuit of the processor. In this case, the processor realizes the function by reading and executing the program embedded in the circuit. Further, each processor of the present embodiment is not limited to the case where each processor is configured as a single circuit, and a plurality of independent circuits may be combined to be configured as one processor to realize its function. good.

ここで、プロセッサによって実行されるプログラムは、ROM(Read Only Memory)や記憶回路等に予め組み込まれて提供される。なお、このプログラムは、これらの装置にインストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでCD(Compact Disk)-ROM、FD(Flexible Disk)、CD-R(Recordable)、DVD(Digital Versatile Disk)等のコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記録されて提供されてもよい。また、このプログラムは、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納され、ネットワーク経由でダウンロードされることにより提供又は配布されてもよい。例えば、このプログラムは、上述した各機能部を含むモジュールで構成される。実際のハードウェアとしては、CPUが、ROM等の記憶媒体からプログラムを読み出して実行することにより、各モジュールが主記憶装置上にロードされて、主記憶装置上に生成される。 Here, the program executed by the processor is provided by being incorporated in a ROM (Read Only Memory), a storage circuit, or the like in advance. This program is a file in a format that can be installed or executed on these devices, such as CD (Compact Disk) -ROM, FD (Flexible Disk), CD-R (Recordable), DVD (Digital Versatile Disk), etc. It may be recorded and provided on a computer-readable storage medium. Further, this program may be stored on a computer connected to a network such as the Internet, and may be provided or distributed by being downloaded via the network. For example, this program is composed of modules including each of the above-mentioned functional parts. As actual hardware, the CPU reads a program from a storage medium such as a ROM and executes the program, so that each module is loaded on the main storage device and generated on the main storage device.

以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、インバータ装置を安定動作させ、装置破損のリスクを軽減させることができる。 According to at least one embodiment described above, the inverter device can be stably operated and the risk of device damage can be reduced.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and variations thereof are included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof, as are included in the scope and gist of the invention.

100 MRI装置
3 傾斜磁場電源
20 インバータ装置
21a~21h 第1~第8のパワーデバイス
24 処理回路
24a 監視機能
24b 制御機能
25 水冷板
26 電磁弁
100 MRI device 3 gradient magnetic field power supply 20 inverter device 21a to 21h 1st to 8th power devices 24 processing circuit 24a monitoring function 24b control function 25 water cooling plate 26 solenoid valve

Claims (13)

並列に接続された複数のパワーデバイスと、
前記パワーデバイス間の発熱の偏りを抑制するように、各パワーデバイスを冷却する冷媒の流量を制御する制御部と
を備える、インバータ装置。
With multiple power devices connected in parallel,
An inverter device including a control unit that controls the flow rate of the refrigerant that cools each power device so as to suppress the bias of heat generation between the power devices.
前記複数のパワーデバイスが搭載され、当該パワーデバイスごとに設けられた複数の流路を有する冷却板をさらに備え、
前記制御部は、前記複数の流路それぞれに流通する冷媒の流量を制御する、
請求項1に記載のインバータ装置。
The plurality of power devices are mounted, and a cooling plate having a plurality of flow paths provided for each power device is further provided.
The control unit controls the flow rate of the refrigerant flowing in each of the plurality of flow paths.
The inverter device according to claim 1.
前記冷却板の流路ごとに設けられ、各流路に冷媒を流通させる複数のバルブを有する電磁弁をさらに備え、
前記制御部は、前記電磁弁の各バルブを制御することで、前記冷媒の流量を制御する、
請求項2に記載のインバータ装置。
Further, a solenoid valve provided for each flow path of the cooling plate and having a plurality of valves for circulating a refrigerant in each flow path is further provided.
The control unit controls the flow rate of the refrigerant by controlling each valve of the solenoid valve.
The inverter device according to claim 2.
前記制御部は、前記インバータ装置の動作中に、前記冷媒の流量を動的に制御する、
請求項1~3のいずれか一つに記載のインバータ装置。
The control unit dynamically controls the flow rate of the refrigerant during the operation of the inverter device.
The inverter device according to any one of claims 1 to 3.
各パワーデバイスの温度又は各パワーデバイスの温度を間接的に示す測定部位の温度を監視する監視部をさらに備え、
前記制御部は、前記温度に基づいて、前記冷媒の流量を制御する、
請求項1~4のいずれか一つに記載のインバータ装置。
It is further equipped with a monitoring unit that monitors the temperature of each power device or the temperature of the measurement site that indirectly indicates the temperature of each power device.
The control unit controls the flow rate of the refrigerant based on the temperature.
The inverter device according to any one of claims 1 to 4.
前記制御部は、前記温度の過渡状態における変化から到達温度を予測し、当該到達温度に基づいて、前記冷媒の流量を制御する、
請求項5に記載のインバータ装置。
The control unit predicts the reached temperature from the change in the transition state of the temperature, and controls the flow rate of the refrigerant based on the reached temperature.
The inverter device according to claim 5.
前記制御部は、前記温度の変化、及び、各パワーデバイス又は各測定部位の温度時定数に基づいて、前記到達温度を予測する、
請求項6に記載のインバータ装置。
The control unit predicts the ultimate temperature based on the change in temperature and the temperature time constant of each power device or each measurement site.
The inverter device according to claim 6.
前記複数のパワーデバイスは、種類が異なるものであり、
前記制御部は、前記パワーデバイスごとの動作に応じて求められる冷却条件に応じて、前記冷媒の流量を制御する、
請求項1~7のいずれか一つに記載のインバータ装置。
The plurality of power devices are of different types and
The control unit controls the flow rate of the refrigerant according to the cooling conditions required according to the operation of each power device.
The inverter device according to any one of claims 1 to 7.
前記制御部は、前記インバータ装置が適用されるシステム、又は、前記インバータ装置の用途に応じた頻度で、前記冷媒の流量を制御する、
請求項1~8のいずれか一つに記載のインバータ装置。
The control unit controls the flow rate of the refrigerant at a frequency according to the system to which the inverter device is applied or the application of the inverter device.
The inverter device according to any one of claims 1 to 8.
前記制御部は、前記インバータ装置の運転情報に基づいて、各パワーデバイスに生じる発熱の大きさを予測することで、前記冷媒の流量のフィードフォワード制御を行う、
請求項1~9のいずれか一つに記載のインバータ装置。
The control unit performs feed-forward control of the flow rate of the refrigerant by predicting the magnitude of heat generation generated in each power device based on the operation information of the inverter device.
The inverter device according to any one of claims 1 to 9.
前記インバータ装置は、磁気共鳴イメージング装置の傾斜磁場電源に適用されるものであって、
前記制御部は、前記運転情報として、前記傾斜磁場電源から傾斜磁場コイルに出力される電流の波形を示す情報を用いる、
請求項10に記載のインバータ装置。
The inverter device is applied to a gradient magnetic field power supply of a magnetic resonance imaging device.
The control unit uses information indicating the waveform of the current output from the gradient magnetic field power supply to the gradient magnetic field coil as the operation information.
The inverter device according to claim 10.
磁気共鳴イメージング装置の傾斜磁場コイルに傾斜磁場の波形に応じた電圧を出力するインバータ装置を備え、
前記インバータ装置は、
並列に接続された複数のパワーデバイスと、
前記パワーデバイス間の発熱の偏りを抑制するように、各パワーデバイスを冷却する冷媒の流量を制御する制御部と
を有する、傾斜磁場電源。
The gradient magnetic field coil of the magnetic resonance imaging device is equipped with an inverter device that outputs a voltage according to the waveform of the gradient magnetic field.
The inverter device is
With multiple power devices connected in parallel,
A gradient magnetic field power source having a control unit that controls the flow rate of the refrigerant that cools each power device so as to suppress the bias of heat generation between the power devices.
被検体が配置される撮像空間に傾斜磁場を印加する傾斜磁場コイルと、
前記傾斜磁場の波形に応じた電圧を前記傾斜磁場コイルに出力するインバータ装置を有する傾斜磁場電源を備え、
前記インバータ装置は、
並列に接続された複数のパワーデバイスと、
前記パワーデバイス間の発熱の偏りを抑制するように、各パワーデバイスを冷却する冷媒の流量を制御する制御部と
を有する、磁気共鳴イメージング装置。
A gradient magnetic field coil that applies a gradient magnetic field to the imaging space in which the subject is placed,
A gradient magnetic field power source having an inverter device that outputs a voltage corresponding to the waveform of the gradient magnetic field to the gradient magnetic field coil is provided.
The inverter device is
With multiple power devices connected in parallel,
A magnetic resonance imaging device having a control unit that controls the flow rate of the refrigerant that cools each power device so as to suppress the bias of heat generation between the power devices.
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