JP7123538B2 - X-ray high voltage device and X-ray diagnostic imaging device - Google Patents

X-ray high voltage device and X-ray diagnostic imaging device Download PDF

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Description

本発明の実施形態は、Ｘ線高電圧装置及びＸ線画像診断装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to X-ray high voltage devices and X-ray diagnostic imaging devices.

従来、Ｘ線診断装置やＸ線コンピュータ断層撮影（Computed Tomography：ＣＴ）装置では、Ｘ線を発生させるＸ線管に対して高電圧が印加される。この高電圧をＸ線管に供給するために、Ｘ線高電圧装置が利用されている。 Conventionally, in an X-ray diagnostic apparatus or an X-ray computed tomography (CT) apparatus, a high voltage is applied to an X-ray tube that generates X-rays. An X-ray high voltage device is used to supply this high voltage to the X-ray tube.

Ｘ線高電圧装置は、Ｘ線管に高電圧を供給するために、例えば、単相のインバータ回路及び単相の高圧トランスを備える。この構成は、回路が簡単であるという利点がある。このため、例えば、単相のインバータ回路及び単相の高圧トランスを２つずつ搭載することで、Ｘ線高電圧装置の出力を増大させることが容易である。しかしながら、この場合、単相のインバータ回路及び単相の高圧トランスの搭載数に応じて、装置が大型化してしまう。 The X-ray high-voltage device includes, for example, a single-phase inverter circuit and a single-phase high-voltage transformer to supply high voltage to the X-ray tube. This configuration has the advantage of simple circuitry. Therefore, for example, by mounting two single-phase inverter circuits and two single-phase high-voltage transformers, it is easy to increase the output of the X-ray high-voltage apparatus. However, in this case, the size of the device increases according to the number of single-phase inverter circuits and single-phase high-voltage transformers mounted.

特許第４８２５３２３号明細書Patent No. 4825323 特許第５５８８８７５号明細書Patent No. 5588875 国際公開第２０１２／０７３９８３号WO2012/073983

本発明が解決しようとする課題は、Ｘ線管への出力電力を増大させつつ小型化することが可能なＸ線高電圧装置及びＸ線画像診断装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide an X-ray high-voltage apparatus and an X-ray image diagnostic apparatus that can be reduced in size while increasing the output power to the X-ray tube.

実施形態に係るＸ線高電圧装置は、三相インバータ回路と、三相高圧トランスと、インバータ制御回路とを備える。三相インバータ回路は、複数のスイッチング素子を有する。三相高圧トランスは、前記三相インバータ回路に接続され、前記三相インバータ回路からの三相電流を昇圧する。インバータ制御回路は、Ｘ線出力に基づいて、前記複数のスイッチング素子の動作位相を制御する。 An X-ray high-voltage apparatus according to an embodiment includes a three-phase inverter circuit, a three-phase high-voltage transformer, and an inverter control circuit. A three-phase inverter circuit has a plurality of switching elements. A three-phase high-voltage transformer is connected to the three-phase inverter circuit and boosts the three-phase current from the three-phase inverter circuit. The inverter control circuit controls operation phases of the plurality of switching elements based on the X-ray output.

図１は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of an X-ray CT apparatus according to the first embodiment. 図２は、第１の実施形態に係るＸ線高電圧装置の構成の一例を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of the configuration of the X-ray high voltage device according to the first embodiment. 図３Ａは、第１の実施形態に係る三相高圧トランスの構造の一例を示す図である。FIG. 3A is a diagram showing an example of the structure of the three-phase high voltage transformer according to the first embodiment; 図３Ｂは、第１の実施形態に係る三相高圧トランスの構造の一例を示す図である。3B is a diagram showing an example of the structure of the three-phase high voltage transformer according to the first embodiment; FIG. 図４Ａは、第１の実施形態に係る三相インバータ回路の動作の一例を示すタイミングチャートである。4A is a timing chart showing an example of the operation of the three-phase inverter circuit according to the first embodiment; FIG. 図４Ｂは、第１の実施形態に係る三相インバータ回路の動作の一例を示すタイミングチャートである。4B is a timing chart showing an example of the operation of the three-phase inverter circuit according to the first embodiment; FIG. 図５Ａは、第１の実施形態に係る三相インバータ回路の動作位相の一例を示すベクトル図である。5A is a vector diagram showing an example of operation phases of the three-phase inverter circuit according to the first embodiment; FIG. 図５Ｂは、第１の実施形態に係る三相インバータ回路の動作位相の一例を示すベクトル図である。5B is a vector diagram showing an example of operation phases of the three-phase inverter circuit according to the first embodiment; FIG. 図６は、第１の実施形態に係るＸ線高電圧装置が適用されない場合の動作の一例を示すタイミングチャートである。FIG. 6 is a timing chart showing an example of operation when the X-ray high voltage device according to the first embodiment is not applied. 図７Ａは、第１の実施形態の変形例２に係る三相高圧トランスの構造の一例を示す図である。FIG. 7A is a diagram showing an example of the structure of a three-phase high-voltage transformer according to Modification 2 of the first embodiment. 図７Ｂは、第１の実施形態の変形例２に係る三相高圧トランスの構造の一例を示す図である。7B is a diagram illustrating an example of a structure of a three-phase high-voltage transformer according to Modification 2 of the first embodiment; FIG. 図８は、第２の実施形態に係るＸ線高電圧装置の構成の一例を示す回路図である。FIG. 8 is a circuit diagram showing an example of the configuration of the X-ray high voltage device according to the second embodiment. 図９Ａは、第２の実施形態に係るコッククロフト・ウォルトン回路により出力される直流高電圧の波形の一例を示す図である。9A is a diagram showing an example of a waveform of a DC high voltage output by the Cockcroft-Walton circuit according to the second embodiment; FIG. 図９Ｂは、第２の実施形態に係るコッククロフト・ウォルトン回路により出力される直流高電圧の波形の一例を示す図である。9B is a diagram showing an example of a waveform of a DC high voltage output by the Cockcroft-Walton circuit according to the second embodiment; FIG. 図１０は、第３の実施形態に係るＸ線高電圧装置の構成の一例を示す回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram showing an example of the configuration of the X-ray high voltage device according to the third embodiment. 図１１は、第３の実施形態に係る三相インバータ回路の動作位相の一例を示すベクトル図である。FIG. 11 is a vector diagram showing an example of operation phases of the three-phase inverter circuit according to the third embodiment. 図１２は、第３の実施形態に係る高電圧発生回路により出力される直流高電圧の波形の一例を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing an example of the waveform of the DC high voltage output by the high voltage generation circuit according to the third embodiment.

以下、図面を参照して、実施形態に係るＸ線高電圧装置及びＸ線画像診断装置を説明する。なお、実施形態は、以下の実施形態に限られるものではない。また、一つの実施形態に記載した内容は、原則として他の実施形態にも同様に適用される。 Hereinafter, an X-ray high voltage device and an X-ray image diagnostic device according to embodiments will be described with reference to the drawings. In addition, embodiment is not restricted to the following embodiments. In addition, the contents described in one embodiment are in principle similarly applied to other embodiments.

なお、Ｘ線画像診断装置とは、Ｘ線管が搭載される医用画像診断装置の総称であり、例えば、Ｘ線診断装置及びＸ線ＣＴ装置が含まれる。なお、以下の実施形態では、開示の技術がＸ線ＣＴ装置に適用される場合を説明するが、Ｘ線診断装置にも同様に適用可能である。 The X-ray diagnostic imaging apparatus is a general term for medical diagnostic imaging apparatuses equipped with X-ray tubes, and includes, for example, X-ray diagnostic apparatuses and X-ray CT apparatuses. In the following embodiments, a case where the technology disclosed is applied to an X-ray CT apparatus will be described, but it is also applicable to an X-ray diagnostic apparatus.

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の構成の一例を示す図である。図１に示すように、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、架台装置１０と、寝台装置２０と、コンソール装置３０とを有する。架台装置１０、寝台装置２０、及びコンソール装置３０は、互いに通信可能に接続される。 (First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of an X-ray CT apparatus 1 according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the X-ray CT apparatus 1 according to the first embodiment has a gantry device 10, a bed device 20, and a console device 30. As shown in FIG. The gantry device 10, the bed device 20, and the console device 30 are communicably connected to each other.

なお、本実施形態では、非チルト状態での回転フレーム１３の回転軸又は寝台装置２０の天板２３の長手方向を「Ｚ軸方向」と定義する。また、Ｚ軸方向に直交し、床面に対し水平である軸方向を「Ｘ軸方向」と定義する。また、Ｚ軸方向に直交し、床面に対し垂直である軸方向を「Ｙ軸方向」と定義する。 In this embodiment, the rotation axis of the rotating frame 13 or the longitudinal direction of the top board 23 of the bed device 20 in the non-tilt state is defined as the "Z-axis direction". Further, an axial direction perpendicular to the Z-axis direction and horizontal to the floor surface is defined as an “X-axis direction”. Further, the axial direction perpendicular to the Z-axis direction and perpendicular to the floor surface is defined as the “Y-axis direction”.

架台装置１０は、被検体Ｐ（患者）にＸ線を照射し、被検体Ｐを透過したＸ線を検出して、コンソール装置３０に出力する装置である。架台装置１０は、Ｘ線管１１と、Ｘ線検出器１２と、回転フレーム１３と、制御装置１４と、ウェッジ１５と、コリメータ１６と、ＤＡＳ（Data Acquisition System）１７と、Ｘ線高電圧装置４０とを有する。 The gantry device 10 is a device that irradiates a subject P (patient) with X-rays, detects the X-rays that have passed through the subject P, and outputs the X-rays to the console device 30 . The gantry device 10 includes an X-ray tube 11, an X-ray detector 12, a rotating frame 13, a control device 14, a wedge 15, a collimator 16, a DAS (Data Acquisition System) 17, and an X-ray high voltage device. 40.

Ｘ線管１１は、Ｘ線高電圧装置４０からの高電圧の印加により、陰極（フィラメント）から陽極（ターゲット）に向けて熱電子を照射する真空管である。Ｘ線管１１は、熱電子を陽極に衝突させることにより、Ｘ線を発生させる。 The X-ray tube 11 is a vacuum tube that emits thermal electrons from a cathode (filament) toward an anode (target) by applying a high voltage from an X-ray high voltage device 40 . The X-ray tube 11 generates X-rays by colliding thermal electrons with an anode.

ウェッジ１５は、Ｘ線管１１から照射されたＸ線量を調節するためのフィルタである。具体的には、ウェッジ１５は、Ｘ線管１１から被検体Ｐへ照射されるＸ線が、予め定められた分布になるように、Ｘ線管１１から照射されたＸ線を透過して減衰するフィルタである。例えば、ウェッジ１５は、所定のターゲット角度や所定の厚みとなるようにアルミニウムを加工したフィルタである。なお、ウェッジ１５は、ウェッジフィルタ（wedge filter）や、ボウタイフィルタ（bow-tie filter）とも呼ばれる。 Wedge 15 is a filter for adjusting the dose of X-rays emitted from X-ray tube 11 . Specifically, the wedge 15 transmits and attenuates the X-rays emitted from the X-ray tube 11 so that the X-rays emitted from the X-ray tube 11 to the subject P have a predetermined distribution. It is a filter that For example, the wedge 15 is a filter made of aluminum so as to have a predetermined target angle and a predetermined thickness. The wedge 15 is also called a wedge filter or a bow-tie filter.

コリメータ１６は、ウェッジ１５を透過したＸ線の照射範囲を絞り込むための鉛板等である。コリメータ１６は、複数の鉛板等を組み合わせることで、スリット状に形成される。 The collimator 16 is a lead plate or the like for narrowing down the irradiation range of the X-rays transmitted through the wedge 15 . The collimator 16 is formed in a slit shape by combining a plurality of lead plates or the like.

Ｘ線検出器１２は、Ｘ線管１１から照射され、被検体Ｐを通過したＸ線を検出し、当該Ｘ線量に対応した電気信号をＤＡＳ１７へ出力する。Ｘ線検出器１２は、例えば、Ｘ線管１１の焦点を中心として１つの円弧に沿ってチャネル方向に複数のＸ線検出素子が配列された複数のＸ線検出素子列を有する。Ｘ線検出器１２は、例えば、チャネル方向に複数のＸ線検出素子が配列されたＸ線検出素子列がスライス方向（列方向又はroｗ方向とも称される）に複数配列された構造を有する。 The X-ray detector 12 detects X-rays emitted from the X-ray tube 11 and passing through the subject P, and outputs an electrical signal corresponding to the X-ray dose to the DAS 17 . The X-ray detector 12 has, for example, a plurality of X-ray detection element arrays in which a plurality of X-ray detection elements are arranged in the channel direction along one circular arc centering on the focal point of the X-ray tube 11 . The X-ray detector 12 has, for example, a structure in which a plurality of X-ray detection element rows each having a plurality of X-ray detection elements arranged in the channel direction are arranged in the slice direction (also called row direction or row direction).

また、Ｘ線検出器１２は、例えば、グリッドと、シンチレータアレイと、光センサアレイとを有する間接変換型の検出器である。シンチレータアレイは、複数のシンチレータを有し、シンチレータは、入射Ｘ線量に応じた光子量の光を出力するシンチレータ結晶を有する。グリッドは、シンチレータアレイのＸ線入射側の面に配置され、散乱Ｘ線を吸収する機能を有するＸ線遮蔽板を有する。光センサアレイは、シンチレータからの光量に応じた電気信号を出力する機能を有し、例えば、光電子増倍管（Photomultiplier Tube：ＰＭＴ）等の光センサを有する。なお、Ｘ線検出器１２は、入射したＸ線を電気信号に変換する半導体素子を有する直接変換型の検出器であっても構わない。 Also, the X-ray detector 12 is, for example, an indirect conversion type detector having a grid, a scintillator array, and a photosensor array. The scintillator array has a plurality of scintillators, and the scintillator has a scintillator crystal that outputs a photon amount of light corresponding to the amount of incident X-rays. The grid has an X-ray shielding plate arranged on the surface of the scintillator array on the X-ray incident side and having a function of absorbing scattered X-rays. The photosensor array has a function of outputting an electric signal according to the amount of light from the scintillator, and has photosensors such as photomultiplier tubes (PMTs), for example. The X-ray detector 12 may be a direct conversion type detector having a semiconductor element that converts incident X-rays into electrical signals.

Ｘ線高電圧装置４０は、変圧器（トランス）及び整流器等の電気回路を有し、Ｘ線管１１に印加する高電圧を発生する機能を有する高電圧発生装置と、Ｘ線管１１が照射するＸ線出力に応じた出力電圧の制御を行うＸ線制御装置とを有する。高電圧発生装置は、変圧器方式であってもよいし、インバータ方式であっても構わない。なお、Ｘ線高電圧装置４０は、後述する回転フレーム１３に設けられてもよいし、架台装置１０の固定フレーム（図示しない）側に設けられても構わない。なお、固定フレームは、回転フレーム１３を回転可能に支持するフレームである。 The X-ray high-voltage device 40 has an electric circuit such as a transformer and a rectifier, and has a high-voltage generator function to generate a high voltage to be applied to the X-ray tube 11. and an X-ray control device for controlling an output voltage according to the X-ray output. The high voltage generator may be of a transformer type or an inverter type. The X-ray high-voltage device 40 may be provided on a rotating frame 13 (to be described later), or may be provided on a fixed frame (not shown) side of the gantry device 10 . Note that the fixed frame is a frame that rotatably supports the rotating frame 13 .

ＤＡＳ（Data Acquisition System）１７は、Ｘ線検出器１２の各Ｘ線検出素子から出力される電気信号に対して増幅処理を行う増幅器と、電気信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器とを有し、検出データを生成する。ＤＡＳ１７が生成した検出データは、コンソール装置３０へと転送される。 A DAS (Data Acquisition System) 17 includes an amplifier that amplifies an electric signal output from each X-ray detection element of the X-ray detector 12, and an A/D converter that converts the electric signal into a digital signal. to generate detection data. Detection data generated by the DAS 17 is transferred to the console device 30 .

回転フレーム１３は、Ｘ線管１１とＸ線検出器１２とを対向支持し、後述する制御装置１４によってＸ線管１１とＸ線検出器１２とを回転させる円環状のフレームである。なお、回転フレーム１３は、Ｘ線管１１とＸ線検出器１２に加えて、Ｘ線高電圧装置４０やＤＡＳ１７を更に備えて支持する。ＤＡＳ１７が生成した検出データは、回転フレーム１３に設けられた発光ダイオード（light emitting diode:ＬＥＤ）を有する送信機から光通信によって架台装置１０の非回転部分（例えば固定フレーム）に設けられたフォトダイオードを有する受信機に送信され、コンソール装置３０へ転送される。なお、回転フレーム１３から架台装置１０の非回転部分への検出データの送信方法は、前述の光通信に限らず、非接触型のデータ伝送であれば如何なる方式を採用しても構わない。 The rotating frame 13 is an annular frame that supports the X-ray tube 11 and the X-ray detector 12 so as to face each other and rotates the X-ray tube 11 and the X-ray detector 12 by means of a control device 14, which will be described later. In addition to the X-ray tube 11 and the X-ray detector 12, the rotating frame 13 further includes an X-ray high-voltage device 40 and a DAS 17 to support them. Detected data generated by the DAS 17 is transmitted by optical communication from a transmitter having a light emitting diode (LED) mounted on the rotating frame 13 to a photodiode mounted on a non-rotating portion (e.g., stationary frame) of the gantry 10. and transferred to the console device 30 . The method of transmitting the detection data from the rotating frame 13 to the non-rotating portion of the gantry 10 is not limited to the optical communication described above, and any method of non-contact data transmission may be employed.

制御装置１４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を有する処理回路と、モータ及びアクチュエータ等の駆動機構とを有する。制御装置１４は、コンソール装置３０若しくは架台装置１０に取り付けられた入力インターフェースからの入力信号を受けて、架台装置１０及び寝台装置２０の動作制御を行う機能を有する。例えば、制御装置１４は、入力信号を受けて回転フレーム１３を回転させる制御や、架台装置１０をチルトさせる制御、及び寝台装置２０及び天板２３を動作させる制御を行う。なお、架台装置１０をチルトさせる制御は、架台装置１０に取り付けられた入力インターフェースによって入力される傾斜角度（チルト角度）情報により、制御装置１４がＸ軸方向に平行な軸を中心に回転フレーム１３を回転させることによって実現される。なお、制御装置１４は、架台装置１０に設けられてもよいし、コンソール装置３０に設けられても構わない。 The control device 14 has a processing circuit having a CPU (Central Processing Unit) and the like, and drive mechanisms such as motors and actuators. The control device 14 has a function of receiving an input signal from an input interface attached to the console device 30 or the gantry device 10 and controlling the operations of the gantry device 10 and the bed device 20 . For example, the control device 14 receives an input signal and performs control to rotate the rotating frame 13 , control to tilt the gantry device 10 , and control to operate the bed device 20 and the tabletop 23 . Note that the control for tilting the gantry device 10 is performed by the control device 14 based on the tilt angle (tilt angle) information input through the input interface attached to the gantry device 10. This is achieved by rotating the Note that the control device 14 may be provided in the gantry device 10 or may be provided in the console device 30 .

寝台装置２０は、スキャン対象である被検体Ｐを載置、移動させる装置であり、基台２１と、寝台駆動装置２２と、天板２３と、支持フレーム２４とを備えている。基台２１は、支持フレーム２４を鉛直方向に移動可能に支持する筐体である。寝台駆動装置２２は、被検体Ｐが載置された天板２３を天板２３の長軸方向に移動するモータあるいはアクチュエータである。支持フレーム２４の上面に設けられた天板２３は、被検体Ｐが載置される板である。なお、寝台駆動装置２２は、天板２３に加え、支持フレーム２４を天板２３の長軸方向に移動してもよい。 The bed device 20 is a device for placing and moving a subject P to be scanned, and includes a base 21 , a bed driving device 22 , a top plate 23 and a support frame 24 . The base 21 is a housing that supports the support frame 24 so as to be vertically movable. The bed driving device 22 is a motor or actuator that moves the table 23 on which the subject P is placed in the longitudinal direction of the table 23 . A top plate 23 provided on the upper surface of the support frame 24 is a plate on which the subject P is placed. Note that the bed drive device 22 may move the support frame 24 in the longitudinal direction of the top plate 23 in addition to the top plate 23 .

コンソール装置３０は、操作者によるＸ線ＣＴ装置１の操作を受け付けるとともに、架台装置１０によって収集された検出データを用いてＣＴ画像データを再構成する装置である。コンソール装置３０は、図１に示すように、メモリ３１と、ディスプレイ３２と、入力インターフェース３３と、処理回路３４とを有する。メモリ３１、ディスプレイ３２、入力インターフェース３３、及び処理回路３４は、互いに通信可能に接続される。 The console device 30 is a device that receives an operator's operation of the X-ray CT apparatus 1 and reconstructs CT image data using detection data collected by the gantry device 10 . The console device 30 has a memory 31, a display 32, an input interface 33, and a processing circuit 34, as shown in FIG. Memory 31, display 32, input interface 33, and processing circuitry 34 are communicatively connected to each other.

メモリ３１は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。メモリ３１は、例えば、投影データやＣＴ画像データを記憶する。 The memory 31 is implemented by, for example, a RAM (Random Access Memory), a semiconductor memory device such as a flash memory, a hard disk, an optical disk, or the like. The memory 31 stores projection data and CT image data, for example.

ディスプレイ３２は、各種の情報を表示する。例えば、ディスプレイ３２は、処理回路３４によって生成された医用画像（ＣＴ画像）や、操作者からの各種操作を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）等を出力する。例えば、ディスプレイ３２は、液晶ディスプレイやＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイである。 The display 32 displays various information. For example, the display 32 outputs a medical image (CT image) generated by the processing circuit 34, a GUI (Graphical User Interface) for accepting various operations from the operator, and the like. For example, the display 32 is a liquid crystal display or a CRT (Cathode Ray Tube) display.

入力インターフェース３３は、操作者からの各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路３４に出力する。例えば、入力インターフェース３３は、投影データを収集する際の収集条件や、ＣＴ画像データを再構成する際の再構成条件、ＣＴ画像から後処理画像を生成する際の画像処理条件等を操作者から受け付ける。例えば、入力インターフェース３３は、マウスやキーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック等により実現される。 The input interface 33 receives various input operations from the operator, converts the received input operations into electrical signals, and outputs the electrical signals to the processing circuit 34 . For example, the input interface 33 allows the operator to input acquisition conditions for acquiring projection data, reconstruction conditions for reconstructing CT image data, image processing conditions for generating post-processed images from CT images, and the like. accept. For example, the input interface 33 is implemented by a mouse, keyboard, trackball, switch, button, joystick, and the like.

処理回路３４は、Ｘ線ＣＴ装置１全体の動作を制御する。例えば、処理回路３４は、システム制御機能３４１、前処理機能３４２、再構成処理機能３４３、及び画像処理機能３４４を実行する。 A processing circuit 34 controls the operation of the entire X-ray CT apparatus 1 . For example, processing circuitry 34 performs system control functions 341 , preprocessing functions 342 , reconstruction processing functions 343 , and image processing functions 344 .

システム制御機能３４１は、入力インターフェース３３を介して操作者から受け付けた入力操作に基づいて、処理回路３４の各種機能を制御する。例えば、システム制御機能３４１は、Ｘ線ＣＴ装置１において実行されるＣＴスキャンを制御する。また、システム制御機能３４１は、前処理機能３４２、再構成処理機能３４３、及び画像処理機能３４４を制御することで、コンソール装置３０におけるＣＴ画像データの生成や表示を制御する。 The system control function 341 controls various functions of the processing circuit 34 based on input operations received from the operator via the input interface 33 . For example, the system control function 341 controls CT scans performed in the X-ray CT apparatus 1 . Also, the system control function 341 controls generation and display of CT image data in the console device 30 by controlling a preprocessing function 342 , a reconstruction processing function 343 , and an image processing function 344 .

前処理機能３４２は、ＤＡＳ１７から出力された検出データに対して対数変換処理やオフセット補正処理、チャネル間の感度補正処理、ビームハードニング補正等の前処理を施したデータを生成する。なお、前処理前のデータ（検出データ）および前処理後のデータを総称して投影データと称する場合もある。 A preprocessing function 342 generates data by performing preprocessing such as logarithmic conversion processing, offset correction processing, inter-channel sensitivity correction processing, and beam hardening correction on the detection data output from the DAS 17 . Data before preprocessing (detection data) and data after preprocessing may be collectively referred to as projection data.

再構成処理機能３４３は、前処理機能３４２にて生成された投影データに対して、フィルタ補正逆投影法や逐次近似再構成法等を用いた再構成処理を行ってＣＴ画像データ（再構成画像データ）を生成する。 The reconstruction processing function 343 performs reconstruction processing using the filtered back projection method, the iterative reconstruction method, or the like on the projection data generated by the preprocessing function 342 to obtain CT image data (reconstructed image data).

画像処理機能３４４は、入力インターフェース３３を介して操作者から受け付けた入力操作に基づいて、再構成処理機能３４３によって生成されたＣＴ画像データを公知の方法により、任意断面の断層像データや３次元画像データに変換する。 The image processing function 344 converts the CT image data generated by the reconstruction processing function 343 into tomographic image data of an arbitrary cross section or three-dimensional Convert to image data.

ところで、近年、Ｘ線ＣＴ装置１やＸ線診断装置に用いられるＸ線高電圧装置４０については、出力電力の増加と小型化が要求されている。 By the way, in recent years, the X-ray high-voltage device 40 used in the X-ray CT apparatus 1 and the X-ray diagnostic apparatus is required to have an increased output power and a smaller size.

例えば、Ｘ線診断装置を用いて心臓など動きの速い臓器を撮影する場合、臓器の運動に起因する画像のぶれを極力低減させるために、撮影時間を短縮することが行われている。これは、一回の撮影に用いるＸ線をより短時間で検出することで、臓器の運動の影響を低減させるためである。また、Ｘ線ＣＴ装置１においても、同様の理由により、スキャン時間を短縮することが行われている。撮影時間やスキャン時間を短縮するためには、瞬間的に照射するＸ線出力を増加させる必要がある。このため、Ｘ線高電圧装置４０の出力電力を増加させることが要求されている。 For example, when imaging a fast-moving organ such as the heart using an X-ray diagnostic apparatus, the imaging time is shortened in order to minimize blurring of the image caused by the movement of the organ. This is to reduce the influence of movement of organs by detecting X-rays used for one imaging in a shorter period of time. Also in the X-ray CT apparatus 1, the scan time is shortened for the same reason. In order to shorten the imaging time and the scanning time, it is necessary to increase the instantaneous X-ray output. Therefore, it is required to increase the output power of the X-ray high voltage device 40 .

一般的に、Ｘ線高電圧装置４０の出力電力の増加には、装置の大型化を伴う。例えば、Ｘ線高電圧装置４０の出力電力の増加させるため、単相のインバータ回路及び単相の高圧トランスの搭載数を増加させた場合には、増加数に応じて装置が大型化してしまう。しかしながら、装置を設置するスペースは限られているため、装置の大型化は避けなければならない。また、規模の小さな施設への普及や患者空間の確保のためには、装置を小型化することが要求されている。 Generally, an increase in the output power of the X-ray high voltage device 40 is accompanied by an increase in size of the device. For example, if the number of single-phase inverter circuits and single-phase high-voltage transformers mounted is increased in order to increase the output power of the X-ray high-voltage device 40, the size of the device increases according to the increased number. However, since the space for installing the device is limited, an increase in the size of the device must be avoided. In addition, miniaturization of the apparatus is required in order to spread the apparatus to small-scale facilities and secure patient space.

そこで、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、Ｘ線管１１への出力電力を増大させつつ小型化するために、以下の構成を備える。 Therefore, the X-ray CT apparatus 1 according to the first embodiment has the following configuration in order to reduce the size while increasing the output power to the X-ray tube 11 .

まず、図２を用いて、第１の実施形態に係るＸ線高電圧装置４０の構成について説明する。図２は、第１の実施形態に係るＸ線高電圧装置４０の構成の一例を示す回路図である。なお、図２は、Ｘ線高電圧装置４０の構成のうち高電圧電源に関する構成について図示したものであり、フィラメント加熱回路、Ｘ線管１１のロータ駆動回路、これらの回路の制御回路、及び外部装置とのインターフェース回路等については図示を省略する。また、図２に示すＸ線高電圧装置４０の構成はあくまで一例であり、これに限定されるものではない。 First, the configuration of the X-ray high voltage device 40 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of the configuration of the X-ray high voltage device 40 according to the first embodiment. FIG. 2 shows a configuration related to the high voltage power supply among the configurations of the X-ray high voltage device 40, and includes a filament heating circuit, a rotor drive circuit for the X-ray tube 11, a control circuit for these circuits, and an external circuit. The illustration of an interface circuit with the device and the like is omitted. Also, the configuration of the X-ray high-voltage device 40 shown in FIG. 2 is merely an example, and is not limited to this.

図２に示すように、Ｘ線高電圧装置４０は、三相電源４１と、三相全波整流・平滑回路４２と、三相インバータ回路４３と、高電圧発生回路４４と、インバータ制御回路４５とを備える。つまり、Ｘ線高電圧装置４０は、三相電源４１から交流電圧が入力され、Ｘ線管１１に直流高電圧を出力する装置である。なお、Ｘ線管１１は、陽極接地型であり、Ｘ線管１１のアノード側が接地され、カソード側に負の高電圧が印加される。 As shown in FIG. 2, the X-ray high-voltage device 40 includes a three-phase power supply 41, a three-phase full-wave rectification/smoothing circuit 42, a three-phase inverter circuit 43, a high voltage generation circuit 44, and an inverter control circuit 45. and In other words, the X-ray high voltage device 40 is a device that receives an AC voltage from the three-phase power source 41 and outputs a DC high voltage to the X-ray tube 11 . The X-ray tube 11 is of an anode-grounded type, and the anode side of the X-ray tube 11 is grounded, and a negative high voltage is applied to the cathode side.

三相電源４１は、三相交流を発生する電源である。例えば、三相電源４１は、１２０°ずつ位相がずれた交流電圧（対称三相交流）を三相全波整流・平滑回路４２に供給する。三相全波整流・平滑回路４２は、三相電源４１から供給された交流電圧を直流電圧に変換し、三相インバータ回路４３に供給する。 The three-phase power supply 41 is a power supply that generates three-phase alternating current. For example, the three-phase power supply 41 supplies the three-phase full-wave rectifying/smoothing circuit 42 with AC voltages (symmetrical three-phase AC) whose phases are shifted by 120°. The three-phase full-wave rectification/smoothing circuit 42 converts the AC voltage supplied from the three-phase power supply 41 into a DC voltage, and supplies the DC voltage to the three-phase inverter circuit 43 .

三相インバータ回路４３は、三相全波整流・平滑回路４２から供給された直流電圧が入力され、高周波の三相交流を出力する。三相インバータ回路４３は、複数のスイッチング素子ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬを有する。各スイッチング素子は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）４３１と、逆接続されたＦＷＤ（Free Wheeling Diode）４３２とを有する。また、各スイッチング素子は、部分共振用コンデンサ４３３に接続される。部分共振用コンデンサ４３３は、各スイッチング素子がオフするときに各スイッチング素子に印加される電圧の上昇を緩和する。なお、６つのスイッチング素子ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬを区別無く総称する場合に、単に「スイッチング素子」と表記する。 The three-phase inverter circuit 43 receives the DC voltage supplied from the three-phase full-wave rectifying/smoothing circuit 42 and outputs a high-frequency three-phase alternating current. The three-phase inverter circuit 43 has a plurality of switching elements UH, UL, VH, VL, WH, WL. Each switching element has an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) 431 and a reverse-connected FWD (Free Wheeling Diode) 432 . Also, each switching element is connected to a partial resonance capacitor 433 . The partial resonance capacitor 433 mitigates the rise in voltage applied to each switching element when each switching element is turned off. Note that the six switching elements UH, UL, VH, VL, WH, and WL are collectively referred to simply as "switching elements" without discrimination.

６つのスイッチング素子ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬのうち、Ｕ相のスイッチング素子ＵＨ，ＵＬ、Ｖ相のスイッチング素子ＶＨ，ＶＬ、Ｗ相のスイッチング素子ＷＨ，ＷＬは、それぞれペアとして動作する。すなわち、スイッチング素子ＵＨ，ＵＬのペアは、スイッチング素子ＵＨがオンの時にはスイッチング素子ＵＬがオフとなり、スイッチング素子ＵＨがオフの時にはスイッチング素子ＵＬがオンとなる。また、スイッチング素子ＶＨ，ＶＬのペアは、スイッチング素子ＶＨがオンの時にはスイッチング素子ＶＬがオフとなり、スイッチング素子ＶＨがオフの時にはスイッチング素子ＶＬがオンとなる。また、スイッチング素子ＷＨ，ＷＬのペアは、スイッチング素子ＷＨがオンの時にはスイッチング素子ＷＬがオフとなり、スイッチング素子ＷＨがオフの時にはスイッチング素子ＷＬがオンとなる。また、スイッチング素子ＵＨとスイッチング素子ＵＬのオンの間には、スイッチング素子ＵＨとスイッチング素子ＵＬの両方がオフとなるデッドタイム期間がある。デッドタイム期間は、スイッチング素子ＶＨ，ＶＬのペア、スイッチング素子ＷＨ，ＷＬのペアについても同様に存在する。 Among the six switching elements UH, UL, VH, VL, WH, and WL, U-phase switching elements UH and UL, V-phase switching elements VH and VL, and W-phase switching elements WH and WL operate as a pair. do. That is, in the pair of switching elements UH and UL, when the switching element UH is on, the switching element UL is turned off, and when the switching element UH is off, the switching element UL is turned on. Also, in the pair of switching elements VH and VL, when the switching element VH is on, the switching element VL is turned off, and when the switching element VH is off, the switching element VL is turned on. Also, in the pair of switching elements WH and WL, when the switching element WH is on, the switching element WL is turned off, and when the switching element WH is off, the switching element WL is turned on. Moreover, there is a dead time period during which both the switching element UH and the switching element UL are turned off between the turning on of the switching element UH and the switching element UL. The dead time period similarly exists for the pair of switching elements VH and VL and the pair of switching elements WH and WL.

高電圧発生回路４４は、三相高圧トランス４４１と、複数の高圧整流・平滑回路４４２とを有する。三相高圧トランス４４１は、三相インバータ回路４３から出力された高周波の三相交流を昇圧する。高圧整流・平滑回路４４２は、三相高圧トランス４４１により昇圧された三相交流に対して整流及び平滑を行い、直流高電圧をＸ線管１１に出力する。なお、高圧整流・平滑回路４４２は、高圧整流回路の一例である。 The high voltage generation circuit 44 has a three-phase high voltage transformer 441 and a plurality of high voltage rectifying/smoothing circuits 442 . The three-phase high-voltage transformer 441 boosts the high-frequency three-phase alternating current output from the three-phase inverter circuit 43 . A high-voltage rectifying/smoothing circuit 442 rectifies and smoothes the three-phase AC boosted by the three-phase high-voltage transformer 441 and outputs a high DC voltage to the X-ray tube 11 . The high voltage rectifier/smoothing circuit 442 is an example of a high voltage rectifier circuit.

具体的には、三相高圧トランス４４１は、コア（鉄心）４４１Ａと、３つの一次コイル４４１Ｂと、複数の二次コイル４４１Ｃとを有する。一次コイル４４１Ｂは、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の各相について、１つずつ設置される。二次コイル４４１Ｃは、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の各相について、ｎ個ずつ設置される。高圧整流・平滑回路４４２は、二次コイル４４１Ｃの後段（出力側）に一つずつ設置される。つまり、二次コイル４４１Ｃ及び高圧整流・平滑回路４４２は、３×ｎ個設置される。なお、本実施形態において、「Ｕ相」、「Ｖ相」、及び「Ｗ相」という名称は、各相のインバータ回路及び高圧トランスを区別するためのものに過ぎず、互いに異なる三相を「第１の相」、「第２の相」、及び「第３の相」と称することと同義である。 Specifically, the three-phase high-voltage transformer 441 has a core (iron core) 441A, three primary coils 441B, and a plurality of secondary coils 441C. One primary coil 441B is installed for each of the U-phase, V-phase, and W-phase. N secondary coils 441C are installed for each of the U-phase, V-phase, and W-phase. The high-voltage rectifying/smoothing circuits 442 are installed one after another (on the output side) of the secondary coil 441C. That is, 3×n secondary coils 441C and high-voltage rectifying/smoothing circuits 442 are installed. In the present embodiment, the names "U phase", "V phase", and "W phase" are merely for distinguishing between the inverter circuits and high-voltage transformers of each phase, and three mutually different phases are referred to as " The terms "first phase", "second phase", and "third phase" are synonymous.

ここで、図３Ａ及び図３Ｂを用いて、第１の実施形態に係る三相高圧トランス４４１の構造について説明する。図３Ａ及び図３Ｂは、第１の実施形態に係る三相高圧トランス４４１の構造の一例を示す図である。図３Ｂには、三相高圧トランス４４１を正面から見た図を例示する。図３Ａには、図３ＢのＡ－Ａ’断面における断面図を例示する。なお、図３Ａ及び図３Ｂに示す三相高圧トランス４４１の構造はあくまで一例であり、これに限定されるものではない。 Here, the structure of the three-phase high-voltage transformer 441 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 3A and 3B. 3A and 3B are diagrams showing an example of the structure of the three-phase high voltage transformer 441 according to the first embodiment. FIG. 3B illustrates a front view of the three-phase high voltage transformer 441 . FIG. 3A illustrates a cross-sectional view taken along line A-A' in FIG. 3B. Note that the structure of the three-phase high-voltage transformer 441 shown in FIGS. 3A and 3B is merely an example, and is not limited to this.

ここで、コア４４１Ａは、３つの脚を有する。３つの脚は、図３Ａにおいて三角形の頂点に位置するように、互いに等距離かつ平行に配置される。それぞれの脚は、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の各相に対応する。各相の脚に巻線が巻かれることにより、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の各相の一次コイル４４１Ｂ及び二次コイル４４１Ｃが形成される。 Here, core 441A has three legs. The three legs are arranged equidistant and parallel to each other so as to be located at the vertices of the triangle in FIG. 3A. Each leg corresponds to each of the U-phase, V-phase, and W-phase. A primary coil 441B and a secondary coil 441C for each of U-phase, V-phase, and W-phase are formed by winding windings on the legs of each phase.

一次コイル４４１Ｂは、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の各相の脚に１つずつ形成される。すなわち、各相の一次コイル４４１Ｂは、互いに等距離かつ平行に配置される。具体的には、一次コイル４４１Ｂは、各相の脚の外側に巻かれた巻線により形成される。Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の３つの一次コイル４４１Ｂは、互いにスター接続される。なお、ここでは、３つの一次コイル４４１Ｂがスター接続される場合を例示するが、これに限らず、デルタ接続されても良い。 One primary coil 441B is formed for each phase leg of the U-phase, V-phase, and W-phase. That is, the primary coils 441B of each phase are arranged parallel to and equidistant from each other. Specifically, the primary coil 441B is formed by a winding wound on the outside of each phase leg. The three primary coils 441B of U-phase, V-phase, and W-phase are star-connected to each other. In addition, although the case where the three primary coils 441B are star-connected is illustrated here, it is not limited to this, and may be delta-connected.

二次コイル４４１Ｃは、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の各相の一次コイル４４１Ｂに対して複数層に分けて形成される。具体的には、図３Ｂに示すように、二次コイル４４１Ｃは、各相の一次コイル４４１Ｂの外側に、１層目、２層目、３層目、・・・ｎ層目と、ｎ個積層される。１層目の二次コイル４４１Ｃは、接地電位側（アノード側）であり、ｎ層目の二次コイル４４１Ｃは、負の高電圧側（カソード側）である。１層目の二次コイル４４１Ｃに印加される対接地管電圧は、負の高電圧側（カソード側）の電圧の１／ｎと低く、２層目、３層目、・・・、ｎ層目とアノード側からカソード側に近づくにつれて上昇する。したがって、ｎ個の二次コイル４４１Ｃは、一次コイル４４１Ｂとの絶縁距離を確保するため、カソード側の二次コイル４４１Ｃほど直径が大きくなるように形成される。 The secondary coil 441C is divided into a plurality of layers with respect to the primary coils 441B of the U-phase, V-phase, and W-phase. Specifically, as shown in FIG. 3B, the secondary coils 441C are arranged in the first layer, the second layer, the third layer, . Laminated. The first layer secondary coil 441C is on the ground potential side (anode side), and the n-th layer secondary coil 441C is on the negative high voltage side (cathode side). The tube voltage to ground applied to the secondary coil 441C of the first layer is as low as 1/n of the voltage on the negative high voltage side (cathode side), and the second layer, the third layer, . . . It rises as it approaches the cathode side from the eye and anode side. Therefore, the n secondary coils 441C are formed so that the secondary coil 441C on the cathode side has a larger diameter in order to secure an insulating distance from the primary coil 441B.

また、各二次コイル４４１Ｃは、高圧整流・平滑回路４４２が接続される（図２参照）。具体的には、各二次コイル４４１Ｃの出力側に、高圧整流・平滑回路４４２が１つずつ接続される。 Each secondary coil 441C is connected to a high voltage rectifying/smoothing circuit 442 (see FIG. 2). Specifically, one high-voltage rectifying/smoothing circuit 442 is connected to the output side of each secondary coil 441C.

例えば、各高圧整流・平滑回路４４２は、倍電圧整流回路である。つまり、各高圧整流・平滑回路４４２は、各二次コイル４４１Ｃの出力電圧を２倍に昇圧した直流電圧を出力する。各高圧整流・平滑回路４４２の出力は、互いに直列接続され、互いの直流電圧を加算することで、Ｘ線管１１に高電圧を供給する。なお、ここでは、高圧整流・平滑回路４４２が倍電圧整流回路である場合を例示するが、これに限らず、全波整流回路であっても適用可能である。 For example, each high voltage rectifying/smoothing circuit 442 is a voltage doubler rectifying circuit. That is, each high-voltage rectifying/smoothing circuit 442 outputs a DC voltage that is double the output voltage of each secondary coil 441C. The outputs of the high-voltage rectifying/smoothing circuits 442 are connected in series with each other, and the DC voltages are added together to supply a high voltage to the X-ray tube 11 . Here, the case where the high-voltage rectifier/smoothing circuit 442 is a voltage doubler rectifier circuit is exemplified.

例えば、各高圧整流・平滑回路４４２の出力は、互いに隣り合う高圧整流・平滑回路４４２間の対接地管電圧が小さくなるような順序で、互いに直列接続される。一例としては、複数の高圧整流・平滑回路４４２の出力は、二次コイル４４１Ｃの各層において、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の順で接続された後に、隣接する層の間で接続される。具体的には、３×ｎ個の高圧整流・平滑回路４４２の出力端子は、１層目Ｕ相の高圧整流・平滑回路４４２、１層目Ｖ相の高圧整流・平滑回路４４２、１層目Ｗ相の高圧整流・平滑回路４４２、２層目Ｕ相の高圧整流・平滑回路４４２、２層目Ｖ相の高圧整流・平滑回路４４２、２層目Ｗ相の高圧整流・平滑回路４４２、３層目Ｕ相の高圧整流・平滑回路４４２、３層目Ｖ相の高圧整流・平滑回路４４２、３層目Ｗ相の高圧整流・平滑回路４４２、・・・、ｎ層目Ｕ相の高圧整流・平滑回路４４２、ｎ層目Ｖ相の高圧整流・平滑回路４４２、ｎ層目Ｗ相の高圧整流・平滑回路４４２の順に直列接続される。 For example, the outputs of the high voltage rectifying/smoothing circuits 442 are connected in series in such an order that the tube voltage to ground between the high voltage rectifying/smoothing circuits 442 adjacent to each other becomes smaller. As an example, the outputs of the plurality of high-voltage rectifying/smoothing circuits 442 are connected in the order of U-phase, V-phase, and W-phase in each layer of the secondary coil 441C, and then connected between adjacent layers. Specifically, the output terminals of the 3×n high voltage rectifying/smoothing circuits 442 are the first layer U-phase high voltage rectifying/smoothing circuit 442, the first layer V-phase high voltage rectifying/smoothing circuit 442, the first layer W-phase high-voltage rectifying/smoothing circuit 442, second-layer U-phase high-voltage rectifying/smoothing circuit 442, second-layer V-phase high-voltage rectifying/smoothing circuit 442, second-layer W-phase high-voltage rectifying/smoothing circuits 442, 3 U-phase high-voltage rectification/smoothing circuit 442 for the third layer, V-phase high-voltage rectification/smoothing circuit 442 for the third layer, W-phase high-voltage rectification/smoothing circuit 442 for the third layer, . The smoothing circuit 442, the n-th layer V-phase high voltage rectification/smoothing circuit 442, and the n-th layer W-phase high voltage rectification/smoothing circuit 442 are connected in series in this order.

すなわち、３×ｎ個の高圧整流・平滑回路４４２は、図３Ａでは時計回りとなる順序で、図３Ｂでは上方向に電圧が上昇するような順序で接続される結果、螺旋を描くように接続される。これにより、直列接続において互いに隣り合う高圧整流・平滑回路４４２間の対接地管電圧を最小に抑えられるので、装置を小型化することができる。 That is, the 3×n high-voltage rectifying/smoothing circuits 442 are connected in a clockwise order in FIG. 3A and in an order in which the voltage increases upward in FIG. 3B, resulting in a spiral connection. be done. As a result, the to-ground tube voltage between the high-voltage rectifier/smoothing circuits 442 adjacent to each other in series connection can be minimized, so that the size of the device can be reduced.

なお、図３Ａ及び図３Ｂに図示した内容はあくまで一例であり、図示の内容に限定されるものではない。例えば、図３Ａでは、各高圧整流・平滑回路４４２の出力が、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の順（時計回りの順）で接続される場合を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、各高圧整流・平滑回路４４２の出力は、Ｗ相、Ｖ相、Ｕ相の順（反時計回りの順）で接続されても良い。 Note that the contents shown in FIGS. 3A and 3B are merely examples, and the contents shown in the drawings are not restrictive. For example, FIG. 3A illustrates a case where the outputs of the high voltage rectifying/smoothing circuits 442 are connected in the order of U-phase, V-phase, and W-phase (clockwise order), but it is not limited to this. do not have. For example, the outputs of the high-voltage rectifying/smoothing circuits 442 may be connected in the order of W-phase, V-phase, and U-phase (counterclockwise order).

図２の説明に戻る。インバータ制御回路４５は、Ｘ線出力に基づいて、複数のスイッチング素子の動作位相を制御する。例えば、インバータ制御回路４５は、Ｘ線撮影に要求されるＸ線出力に応じて、三相インバータ回路４３に含まれるＵ相、Ｖ相、及びＷ相のスイッチング素子の位相シフト制御（ソフトスイッチング）を行う。具体的には、インバータ制御回路４５は、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相のスイッチング素子のスイッチング周期の位相差を変化させることで、Ｘ線管１１に印加される直流高電圧を調節する。直流高電圧の印加により、Ｘ線管１１は、Ｘ線を発生させる。なお、６つのスイッチング素子のスイッチング周期に対するオン時間の比率（デューティ比）は、一定である。 Returning to the description of FIG. The inverter control circuit 45 controls the operation phases of the switching elements based on the X-ray output. For example, the inverter control circuit 45 performs phase shift control (soft switching) of U-phase, V-phase, and W-phase switching elements included in the three-phase inverter circuit 43 according to the X-ray output required for X-ray imaging. I do. Specifically, the inverter control circuit 45 adjusts the DC high voltage applied to the X-ray tube 11 by changing the phase difference between the switching cycles of the U-phase, V-phase, and W-phase switching elements. The application of the DC high voltage causes the X-ray tube 11 to generate X-rays. The ratio (duty ratio) of the ON time to the switching period of the six switching elements is constant.

ここで、図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、及び図５Ｂを用いて、インバータ制御回路４５による三相インバータ回路４３の動作制御について説明する。図４Ａ及び図４Ｂは、第１の実施形態に係る三相インバータ回路４３の動作の一例を示すタイミングチャートである。具体的には、図４Ａには、最大出力時のタイミングチャートを示し、図４Ｂには、出力を絞った時のタイミングチャートを示す。図５Ａ及び図５Ｂは、第１の実施形態に係る三相インバータ回路４３の動作位相の一例を示すベクトル図である。具体的には、図５Ａには、最大出力時のベクトル図を示し、図５Ｂには、出力を絞った時のベクトル図を示す。 Operation control of the three-phase inverter circuit 43 by the inverter control circuit 45 will now be described with reference to FIGS. 4A, 4B, 5A, and 5B. 4A and 4B are timing charts showing an example of the operation of the three-phase inverter circuit 43 according to the first embodiment. Specifically, FIG. 4A shows a timing chart at maximum output, and FIG. 4B shows a timing chart at reduced output. 5A and 5B are vector diagrams showing an example of operation phases of the three-phase inverter circuit 43 according to the first embodiment. Specifically, FIG. 5A shows a vector diagram at maximum output, and FIG. 5B shows a vector diagram at reduced output.

図４Ａ及び図４Ｂにおいて、ΔＰ１は、Ｕ相のスイッチング周期と、Ｖ相のスイッチング周期との間の位相差を示す。また、ΔＰ２は、Ｖ相のスイッチング周期と、Ｗ相のスイッチング周期との間の位相差を示す。また、ΔＰ３は、Ｗ相のスイッチング周期と、Ｕ相のスイッチング周期との間の位相差を示す。なお、図４Ａ及び図４Ｂでは、デッドタイム期間は微小であるので図示を省略する。 4A and 4B, ΔP1 indicates the phase difference between the U-phase switching period and the V-phase switching period. ΔP2 indicates the phase difference between the V-phase switching period and the W-phase switching period. ΔP3 indicates the phase difference between the W-phase switching cycle and the U-phase switching cycle. In addition, in FIGS. 4A and 4B, since the dead time period is minute, illustration is omitted.

最大出力時には、図４Ａ及び図５Ａに示すように、各位相差ΔＰ１，ΔＰ２，ΔＰ３は、１２０°である。つまり、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相の動作位相は、互いに１２０°ずつずれている。 At maximum output, as shown in FIGS. 4A and 5A, each phase difference ΔP1, ΔP2, ΔP3 is 120°. That is, the operating phases of the U-phase, V-phase, and W-phase are shifted from each other by 120°.

一方、出力を絞った時には、図４Ｂ及び図５Ｂに示すように、各位相差ΔＰ１，ΔＰ２は、最大出力時より小さくなり、位相差ΔＰ３は、最大出力時より大きくなる。つまり、Ｕ相とＶ相との間の動作位相及びＶ相とＷ相との間の動作位相は、１２０°より小さくなる。また、Ｗ相とＵ相との間の動作位相は、１２０°より大きくなる。 On the other hand, when the output is throttled, as shown in FIGS. 4B and 5B, the phase differences .DELTA.P1 and .DELTA.P2 are smaller than at the maximum output, and the phase difference .DELTA.P3 is larger than at the maximum output. That is, the operating phase between the U phase and the V phase and the operating phase between the V phase and the W phase are smaller than 120°. Also, the operating phase between the W phase and the U phase is greater than 120°.

このように、インバータ制御回路４５は、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相のスイッチング素子のスイッチング周期の位相差を変化させることで、高電圧発生回路４４から出力される直流高電圧を調節する。 Thus, the inverter control circuit 45 adjusts the DC high voltage output from the high voltage generation circuit 44 by changing the phase difference between the switching cycles of the U-phase, V-phase, and W-phase switching elements.

また、インバータ制御回路４５は、位相シフト制御によりスイッチング損失を低減することができる。図２に示したように、各スイッチング素子には、部分共振用コンデンサ４３３が接続されている。各部分共振用コンデンサ４３３は、各スイッチング素子がオフするときに各スイッチング素子に印加される電圧の上昇を緩和するので、位相シフト制御におけるスイッチング損失を低減することができる。 Further, the inverter control circuit 45 can reduce switching loss by phase shift control. As shown in FIG. 2, a partial resonance capacitor 433 is connected to each switching element. Each partial resonance capacitor 433 reduces the increase in voltage applied to each switching element when each switching element is turned off, so that switching loss in phase shift control can be reduced.

上述してきたように、Ｘ線高電圧装置４０は、三相インバータ回路４３と、三相高圧トランス４４１と、インバータ制御回路４５とを備える。三相インバータ回路４３は、複数のスイッチング素子を有する。三相高圧トランス４４１は、三相インバータ回路４３に接続され、三相インバータ回路４３からの三相交流を昇圧する。インバータ制御回路４５は、Ｘ線出力に基づいて、複数のスイッチング素子の動作位相を制御する。このような構成により、Ｘ線高電圧装置４０は、単相インバータ回路及び単相高圧トランスを用いた場合と比較して出力電力を増大させることができる。具体的には、同一電圧及び同一電流の入力に対して、三相インバータ回路４３は√３倍、三相高圧トランス４４１も√３倍の出力電力を得ることができる。すなわち、同一出力電力を得るためには、Ｘ線高電圧装置４０は、小型化することが可能となる。これにより、Ｘ線高電圧装置４０を搭載するＸ線ＣＴ装置１やＸ線診断装置は、撮影時間やスキャン時間の短縮や設置スペースの縮小が可能となる。 As described above, the X-ray high-voltage device 40 includes the three-phase inverter circuit 43, the three-phase high-voltage transformer 441, and the inverter control circuit 45. The three-phase inverter circuit 43 has a plurality of switching elements. The three-phase high-voltage transformer 441 is connected to the three-phase inverter circuit 43 and boosts the three-phase alternating current from the three-phase inverter circuit 43 . The inverter control circuit 45 controls the operation phases of the switching elements based on the X-ray output. With such a configuration, the X-ray high-voltage device 40 can increase the output power compared to the case of using a single-phase inverter circuit and a single-phase high-voltage transformer. Specifically, the three-phase inverter circuit 43 and the three-phase high-voltage transformer 441 can obtain output power multiplied by √3 and the same voltage and current input, respectively. That is, in order to obtain the same output power, the X-ray high voltage device 40 can be made smaller. As a result, the X-ray CT apparatus 1 and the X-ray diagnostic apparatus equipped with the X-ray high-voltage device 40 can shorten the imaging time and scanning time and reduce the installation space.

ここで、図６を用いて、第１の実施形態に係るＸ線高電圧装置４０が適用されない場合の動作制御について説明する。図６は、第１の実施形態に係るＸ線高電圧装置４０が適用されない場合の動作の一例を示すタイミングチャートである。図６には、パルス幅変調により出力を絞った時のタイミングチャートを示す。 Here, operation control when the X-ray high voltage device 40 according to the first embodiment is not applied will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a timing chart showing an example of operation when the X-ray high voltage device 40 according to the first embodiment is not applied. FIG. 6 shows a timing chart when the output is throttled by pulse width modulation.

パルス幅変調では、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の位相角を一定（例えば１２０°）にした状態で、インバータ回路の出力を上げる時には、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のスイッチング周期のパルス幅を広げ、インバータ回路の出力を下げる時には、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のスイッチング周期のパルス幅を狭める。例えば、図４Ａに示した動作状態において、出力を下げる場合には、インバータ制御回路４５は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のスイッチング周期のパルス幅を狭める（図６参照）。このような制御は、ハードスイッチングとも呼ばれ、各スイッチング素子がオフするときのスイッチング損失が大きくなってしまう。 In pulse width modulation, when the output of the inverter circuit is increased while the phase angles of the U, V, and W phases are fixed (for example, 120°), the pulse widths of the switching cycles of the U, V, and W phases are is widened and the output of the inverter circuit is lowered, the pulse widths of the switching cycles of the U-phase, V-phase and W-phase are narrowed. For example, in the operating state shown in FIG. 4A, when decreasing the output, the inverter control circuit 45 narrows the pulse widths of the switching cycles of the U-phase, V-phase, and W-phase (see FIG. 6). Such control is also called hard switching, and switching loss increases when each switching element is turned off.

ここで、一般的に、Ｘ線ＣＴ装置では、何十～何百ｋＷという程の大電力をＸ線照射に用いる一方で、検出器側ではピコアンペア程度の微小な信号を検出する。このため、ハードスイッチングにより大電力のオンオフを繰り返し行う場合には、ノイズの発生が懸念される。これに対し、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、ソフトスイッチングにより三相インバータ回路４３を制御するので、ハードスイッチングと比較してノイズ発生を低減することができる。 Here, in general, an X-ray CT apparatus uses a large power of tens to hundreds of kW for X-ray irradiation, while a detector detects minute signals of about picoamperes. For this reason, there is a concern that noise may be generated when a large amount of power is repeatedly turned on and off by hard switching. In contrast, since the X-ray CT apparatus 1 according to the first embodiment controls the three-phase inverter circuit 43 by soft switching, noise generation can be reduced compared to hard switching.

また、スイッチング損失が生じた場合、損失分のエネルギーは熱になる。このため、通常、Ｘ線ＣＴ装置は、発熱を抑えるための冷却機構を備える。これに対し、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、ソフトスイッチングによりスイッチング損失を低減することができるので、ハードスイッチングと比較して発熱量を低減することができる。したがって、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、通常のＸ線ＣＴ装置と比較して小規模の冷却機構を搭載することができるので、装置を小型化することができる。 Also, when a switching loss occurs, the lost energy becomes heat. For this reason, an X-ray CT apparatus usually has a cooling mechanism for suppressing heat generation. On the other hand, the X-ray CT apparatus 1 according to the first embodiment can reduce the switching loss by soft switching, so that the amount of heat generated can be reduced compared to hard switching. Therefore, the X-ray CT apparatus 1 according to the first embodiment can be equipped with a small-scale cooling mechanism compared to a normal X-ray CT apparatus, so that the size of the apparatus can be reduced.

（第１の実施形態の変形例１）
上述した第１の実施形態では、各高圧整流・平滑回路４４２の出力が、時計回り又は反時計回りの順で接続される場合を説明したが（図３Ａ）、これに限定されるものではない。例えば、複数の高圧整流・平滑回路４４２の出力は、二次コイル４４１Ｃの連続する二層を一組として、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相、Ｗ相、Ｖ相、Ｕ相の順で接続された後に、隣接する組の間で接続されても良い。 (Modification 1 of the first embodiment)
In the above-described first embodiment, the case where the outputs of the high-voltage rectifying/smoothing circuits 442 are connected in the order of clockwise or counterclockwise (FIG. 3A) has been described, but the present invention is not limited to this. . For example, the outputs of the plurality of high voltage rectifying/smoothing circuits 442 are connected in the order of U-phase, V-phase, W-phase, W-phase, V-phase, and U-phase, with two consecutive layers of the secondary coil 441C as one set. After that, connections may be made between adjacent pairs.

この場合、例えば、図３Ｂにおいて、１層目及び２層目が１組目となり、３層目及び４層目が２組目となり、・・・、ｎ－１層目及びｎ層目がｍ組目となる。そして、各高圧整流・平滑回路４４２の出力端子は、１組目の１層目Ｕ相の高圧整流・平滑回路４４２、１組目の１層目Ｖ相の高圧整流・平滑回路４４２、１組目の１層目Ｗ相の高圧整流・平滑回路４４２、１組目の２層目Ｗ相の高圧整流・平滑回路４４２、１組目の２層目Ｖ相の高圧整流・平滑回路４４２、１組目の２層目Ｕ相の高圧整流・平滑回路４４２、２組目の３層目Ｕ相の高圧整流・平滑回路４４２、２組目の３層目Ｖ相の高圧整流・平滑回路４４２、２組目の３層目Ｗ相の高圧整流・平滑回路４４２、・・・、ｍ組目のｎ層目Ｗ相の高圧整流・平滑回路４４２、ｍ組目のｎ層目Ｖ相の高圧整流・平滑回路４４２、ｍ組目のｎ層目Ｕ相の高圧整流・平滑回路４４２の順に直列接続される。 In this case, for example, in FIG. 3B, the first layer and the second layer are the first set, the third layer and the fourth layer are the second set, . It becomes a set. The output terminals of each high-voltage rectifying/smoothing circuit 442 are the first set of first-layer U-phase high-voltage rectifying/smoothing circuit 442 and the first set of first-layer V-phase high-voltage rectifying/smoothing circuit 442. 1st layer W-phase high voltage rectification/smoothing circuit 442, 1st set 2nd layer W-phase high voltage rectification/smoothing circuit 442, 1st set 2nd layer V-phase high voltage rectification/smoothing circuit 442, 1 A set of second-layer U-phase high-voltage rectification/smoothing circuit 442, a second-set of third-layer U-phase high-voltage rectification/smoothing circuit 442, a second-set of third-layer V-phase high-voltage rectification/smoothing circuit 442, 2nd set 3rd layer W-phase high voltage rectifier/smoothing circuit 442, . The smoothing circuit 442 and the n-th layer U-phase high-voltage rectifying/smoothing circuit 442 of the m-th set are connected in series in this order.

すなわち、３×ｎ個の高圧整流・平滑回路４４２は、二次コイル４４１Ｃの層ごとに、時計回りと反時計回りの接続順序が入れ替わるように接続される。これにより、互いに隣り合う高圧整流・平滑回路４４２間の対接地管電圧を最小に抑えることができる。 That is, the 3×n high-voltage rectifying/smoothing circuits 442 are connected so that the clockwise and counterclockwise connection order is switched for each layer of the secondary coil 441C. As a result, the to-ground tube voltage between the high voltage rectifying/smoothing circuits 442 adjacent to each other can be minimized.

なお、上記の説明では、複数の高圧整流・平滑回路４４２の出力が、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相、Ｗ相、Ｖ相、Ｕ相の順で接続される場合を説明したが、これに限らず、Ｗ相、Ｖ相、Ｕ相、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の順で接続される場合であっても良い。 In the above explanation, the case where the outputs of the plurality of high voltage rectifying/smoothing circuits 442 are connected in the order of U-phase, V-phase, W-phase, W-phase, V-phase and U-phase is explained. However, the connection may be in order of W phase, V phase, U phase, U phase, V phase, and W phase.

（第１の実施形態の変形例２）
また、上述した第１の実施形態では、各相の一次コイル４４１Ｂが互いに等距離かつ平行に配置される場合を説明したが（図３Ａ及び図３Ｂ）、これに限定されるものではない。各相の一次コイル４４１Ｂは、互いに平行、かつ、Ｕ相とＷ相との中間にＶ相が位置するように配置されても良い。この場合、複数の高圧整流・平滑回路４４２の出力は、二次コイル４４１Ｃの連続する二層を一組として、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相、Ｗ相、Ｖ相、Ｕ相の順、又は、Ｗ相、Ｖ相、Ｕ相、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の順で接続された後に、隣接する組の間で接続されるのが好適である。 (Modification 2 of the first embodiment)
Also, in the above-described first embodiment, the case where the primary coils 441B of the respective phases are arranged parallel to and equidistant from each other has been described (FIGS. 3A and 3B), but the present invention is not limited to this. The primary coils 441B of each phase may be arranged in parallel with each other such that the V phase is located between the U phase and the W phase. In this case, the outputs of the plurality of high-voltage rectifying/smoothing circuits 442 are arranged in the order of U-phase, V-phase, W-phase, W-phase, V-phase, U-phase, or , W-phase, V-phase, U-phase, U-phase, V-phase, W-phase, and then between adjacent pairs.

図７Ａ及び図７Ｂを用いて、第１の実施形態の変形例２に係る三相高圧トランス４４１の構造について説明する。図７Ａ及び図７Ｂは、第１の実施形態の変形例２に係る三相高圧トランス４４１の構造の一例を示す図である。図７Ｂには、三相高圧トランス４４１を正面から見た図を例示する。図７Ａには、図７ＢのＡ－Ａ’断面における断面図を例示する。 The structure of a three-phase high-voltage transformer 441 according to Modification 2 of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 7A and 7B. 7A and 7B are diagrams showing an example of the structure of a three-phase high-voltage transformer 441 according to modification 2 of the first embodiment. FIG. 7B illustrates a front view of the three-phase high-voltage transformer 441 . FIG. 7A illustrates a cross-sectional view taken along line A-A' in FIG. 7B.

図７Ａ及び図７Ｂに示すように、三相高圧トランス４４１は、図３Ａ及び図３Ｂに示した三相高圧トランス４４１と同様に、３つの一次コイル４４１Ｂと、複数の二次コイル４４１Ｃとを有するが、コア４４１Ａに代えてコア４４１Ｄを有する点が相違する。 As shown in FIGS. 7A and 7B, the three-phase high-voltage transformer 441 has three primary coils 441B and a plurality of secondary coils 441C, similar to the three-phase high-voltage transformer 441 shown in FIGS. 3A and 3B. However, it differs in that it has a core 441D instead of the core 441A.

ここで、コア４４１Ｄは、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の三相を形成する３つの脚を有する。３つの脚は、互いに平行、かつ、Ｕ相とＷ相との中間にＶ相が位置するように配置される。この結果、各相の一次コイル４４１Ｂは、互いに平行、かつ、Ｕ相とＷ相との中間にＶ相が位置するように配置される。また、二次コイル４４１Ｃは、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の各相の一次コイル４４１Ｂに対してｎ層に分けて形成される。また、各二次コイル４４１Ｃの出力側に、高圧整流・平滑回路４４２が１つずつ接続される。 Here, the core 441D has three legs forming three phases of U phase, V phase and W phase. The three legs are arranged parallel to each other such that the V phase is located between the U phase and the W phase. As a result, the primary coils 441B of the respective phases are arranged in parallel with each other such that the V phase is positioned between the U phase and the W phase. In addition, the secondary coil 441C is divided into n layers with respect to the primary coils 441B of the U-phase, V-phase, and W-phase. One high-voltage rectifying/smoothing circuit 442 is connected to the output side of each secondary coil 441C.

ここで、図７Ｂにおいて、１層目及び２層目が１組目となり、３層目及び４層目が２組目となり、・・・、ｎ－１層目及びｎ層目がｍ組目となる。そして、各高圧整流・平滑回路４４２の出力端子は、１組目の１層目Ｕ相の高圧整流・平滑回路４４２、１組目の１層目Ｖ相の高圧整流・平滑回路４４２、１組目の１層目Ｗ相の高圧整流・平滑回路４４２、１組目の２層目Ｗ相の高圧整流・平滑回路４４２、１組目の２層目Ｖ相の高圧整流・平滑回路４４２、１組目の２層目Ｕ相の高圧整流・平滑回路４４２、２組目の３層目Ｕ相の高圧整流・平滑回路４４２、２組目の３層目Ｖ相の高圧整流・平滑回路４４２、２組目の３層目Ｗ相の高圧整流・平滑回路４４２、・・・、ｍ組目のｎ層目Ｗ相の高圧整流・平滑回路４４２、ｍ組目のｎ層目Ｖ相の高圧整流・平滑回路４４２、ｍ組目のｎ層目Ｕ相の高圧整流・平滑回路４４２の順に直列接続される。これにより、互いに隣り合う高圧整流・平滑回路４４２間の対接地管電圧を最小に抑えることができる。 Here, in FIG. 7B, the 1st layer and the 2nd layer are the 1st set, the 3rd layer and the 4th layer are the 2nd set, . . . becomes. The output terminals of each high-voltage rectifying/smoothing circuit 442 are the first set of first-layer U-phase high-voltage rectifying/smoothing circuit 442 and the first set of first-layer V-phase high-voltage rectifying/smoothing circuit 442. 1st layer W-phase high voltage rectification/smoothing circuit 442, 1st set 2nd layer W-phase high voltage rectification/smoothing circuit 442, 1st set 2nd layer V-phase high voltage rectification/smoothing circuit 442, 1 A set of second-layer U-phase high-voltage rectification/smoothing circuit 442, a second-set of third-layer U-phase high-voltage rectification/smoothing circuit 442, a second-set of third-layer V-phase high-voltage rectification/smoothing circuit 442, 2nd set 3rd layer W-phase high voltage rectifier/smoothing circuit 442, . The smoothing circuit 442 and the n-th layer U-phase high-voltage rectifying/smoothing circuit 442 of the m-th set are connected in series in this order. As a result, the to-ground tube voltage between the high voltage rectifying/smoothing circuits 442 adjacent to each other can be minimized.

なお、上記の説明では、複数の高圧整流・平滑回路４４２の出力が、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相、Ｗ相、Ｖ相、Ｕ相の順で接続される場合を説明したが、これに限らず、Ｗ相、Ｖ相、Ｕ相、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の順で接続される場合であっても良い。 In the above explanation, the case where the outputs of the plurality of high voltage rectifying/smoothing circuits 442 are connected in the order of U-phase, V-phase, W-phase, W-phase, V-phase and U-phase is explained. However, the connection may be in order of W phase, V phase, U phase, U phase, V phase, and W phase.

（第２の実施形態）
また、例えば、第１の実施形態では、高圧整流・平滑回路４４２が全波整流回路又は倍電圧整流回路である場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、高圧整流・平滑回路４４２は、コッククロフト・ウォルトン回路であっても良い。 (Second embodiment)
Further, for example, in the first embodiment, the case where the high-voltage rectifier/smoothing circuit 442 is a full-wave rectifier circuit or a voltage doubler rectifier circuit has been described, but the embodiment is not limited to this. For example, high voltage rectifying and smoothing circuit 442 may be a Cockcroft-Walton circuit.

図８、図９Ａ、及び図９Ｂを用いて、第２の実施形態に係るＸ線高電圧装置４０の構成について説明する。図８は、第２の実施形態に係るＸ線高電圧装置４０の構成の一例を示す回路図である。図９Ａ及び図９Ｂは、第２の実施形態に係るコッククロフト・ウォルトン回路により出力される直流高電圧の波形の一例を示す図である。なお、図８に示すＸ線高電圧装置４０は、図２に示したＸ線高電圧装置４０と比較して、三相電源４１、三相全波整流・平滑回路４２、三相インバータ回路４３、及びインバータ制御回路４５を備える点は同様であるが、高電圧発生回路４４に代えて高電圧発生回路５０を備える点が相違する。そこで、第２の実施形態では、第１の実施形態と相違する点を中心に説明することとし、第１の実施形態において説明した構成と同様の機能を有する点については、図２と同一の符号を付し、説明を省略する。 The configuration of the X-ray high voltage device 40 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 8, 9A, and 9B. FIG. 8 is a circuit diagram showing an example of the configuration of the X-ray high voltage device 40 according to the second embodiment. 9A and 9B are diagrams showing examples of waveforms of DC high voltage output by the Cockcroft-Walton circuit according to the second embodiment. 8 has a three-phase power source 41, a three-phase full-wave rectification/smoothing circuit 42, and a three-phase inverter circuit 43, compared with the X-ray high-voltage device 40 shown in FIG. , and an inverter control circuit 45, but the difference is that a high voltage generation circuit 50 is provided instead of the high voltage generation circuit 44. FIG. Therefore, in the second embodiment, the points different from the first embodiment will be mainly described. Reference numerals are attached and explanations are omitted.

高電圧発生回路５０は、三相高圧トランス５１と、複数のコッククロフト・ウォルトン回路とを有する。三相高圧トランス５１は、コア４４１Ａと、３つの一次コイル４４１Ｂと、複数の二次コイル４４１Ｃとを有する。また、コッククロフト・ウォルトン回路は、二次コイル４４１Ｃの後段（出力側）に一つずつ設置される。なお、図８では、説明の都合上、複数のコッククロフト・ウォルトン回路のうちコッククロフト・ウォルトン回路５２，５３に対して符号を付して説明するが、高電圧発生回路５０に設置されるコッククロフト・ウォルトン回路の数は、二次コイル４４１Ｃの数と同数である。 The high voltage generation circuit 50 has a three-phase high voltage transformer 51 and a plurality of Cockcroft-Walton circuits. The three-phase high-voltage transformer 51 has a core 441A, three primary coils 441B, and multiple secondary coils 441C. In addition, the Cockcroft-Walton circuits are installed one after another (on the output side) of the secondary coil 441C. In FIG. 8, for convenience of explanation, the Cockcroft-Walton circuits 52 and 53 among the plurality of Cockcroft-Walton circuits are denoted by reference numerals. The number of circuits is the same as the number of secondary coils 441C.

このように、第２の実施形態に係るＸ線高電圧装置４０は、複数のコッククロフト・ウォルトン回路を備える。コッククロフト・ウォルトン回路は、二次コイル４４１Ｃの電圧を１／２に減少させることができる。このため、第２の実施形態に係るＸ線高電圧装置４０は、二次コイル４４１Ｃの巻数を減らし、その結果、巻線間の分布容量を低減することにより、三相インバータ回路４３及び三相高圧トランス４４１の動作周波数を上昇させ、三相高圧トランス４４１を小型化することができる。 Thus, the X-ray high voltage device 40 according to the second embodiment includes a plurality of Cockcroft-Walton circuits. The Cockcroft-Walton circuit can reduce the voltage of the secondary coil 441C by a factor of two. For this reason, the X-ray high-voltage device 40 according to the second embodiment reduces the number of turns of the secondary coil 441C, and as a result, reduces the distributed capacitance between the windings. By increasing the operating frequency of the high-voltage transformer 441, the size of the three-phase high-voltage transformer 441 can be reduced.

また、コッククロフト・ウォルトン回路は、入力電圧の極性に応じた波形の直流高電圧を発生するため、極性の偏りに応じて管電圧リプルが増加してしまう性質を有する。そこで、図８において、複数の二次コイル４４１Ｃは、減極性と加極性とが所定の層数ごとに交互に並ぶように配置される。例えば、１層目の二次コイル４４１Ｃは減極性であり、２層目の二次コイル４４１Ｃは加極性であり、３層目の二次コイル４４１Ｃは減極性であり、・・・、ｎ層目の二次コイル４４１Ｃは加極性である。ここで、コッククロフト・ウォルトン回路５２は、減極性の二次コイル４４１Ｃに接続され、コッククロフト・ウォルトン回路５３は、加極性の二次コイル４４１Ｃに接続される。このため、例えば、コッククロフト・ウォルトン回路５２は、図９Ａに示す波形の直流高電圧を発生させ、コッククロフト・ウォルトン回路５３は、図９Ｂに示す波形の直流高電圧を発生させる。すなわち、コッククロフト・ウォルトン回路５２及びコッククロフト・ウォルトン回路５３は、互いに逆位相の直流高電圧を発生させる。これにより、第２の実施形態に係るＸ線高電圧装置４０は、極性の偏りを解消することができ、管電圧リプルを低減させることができる。 In addition, the Cockcroft-Walton circuit generates a DC high voltage having a waveform corresponding to the polarity of the input voltage, and thus has the property of increasing the tube voltage ripple according to the bias of the polarity. Therefore, in FIG. 8, the plurality of secondary coils 441C are arranged such that depolarization and addition are alternately arranged for each predetermined number of layers. For example, the secondary coil 441C of the first layer is depolarizing, the secondary coil 441C of the second layer is additive, the secondary coil 441C of the third layer is depolarizing, . The eye secondary coil 441C is additive. Here, the Cockcroft-Walton circuit 52 is connected to the depolarizing secondary coil 441C and the Cockcroft-Walton circuit 53 is connected to the additive secondary coil 441C. Therefore, for example, the Cockcroft-Walton circuit 52 generates a DC high voltage having the waveform shown in FIG. 9A, and the Cockcroft-Walton circuit 53 generates a DC high voltage having the waveform shown in FIG. 9B. That is, the Cockcroft-Walton circuit 52 and the Cockcroft-Walton circuit 53 generate DC high voltages having phases opposite to each other. As a result, the X-ray high-voltage device 40 according to the second embodiment can eliminate the biased polarity and reduce the tube voltage ripple.

なお、図８では、１層ごとに減極性と加極性とが交互に並ぶように配置される場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、複数の二次コイル４４１Ｃは、２層ごと、３層ごとなど、任意の層数の単位で減極性と加極性と交互に並ぶように配置可能である。 In addition, in FIG. 8, although the case where the depolarizing and adding polarities are arranged alternately for each layer has been described, the embodiment is not limited to this. For example, the plurality of secondary coils 441C can be arranged alternately with depolarizing and adding polarities in units of an arbitrary number of layers, such as every two layers or every three layers.

また、管電圧リプルを低減させるためには、減極性の二次コイル４４１Ｃの層数と、加極性の二次コイル４４１Ｃの層数とが同数であるのが好適である。この場合、二次コイル４４１Ｃの層数ｎは偶数である。しかしながら、これに限定されるものではなく、減極性の二次コイル４４１Ｃの層数と、加極性の二次コイル４４１Ｃの層数との間には、操作者が許容可能な範囲で偏りが生じていてもよい。 In order to reduce the tube voltage ripple, it is preferable that the number of layers of the depolarizing secondary coil 441C is the same as the number of layers of the additive secondary coil 441C. In this case, the layer number n of the secondary coil 441C is an even number. However, the number of layers of the depolarizing secondary coil 441C and the number of layers of the accumulating secondary coil 441C are not limited to this. may be

（第３の実施形態）
また、例えば、上述した実施形態では、Ｘ線高電圧装置４０が三相インバータ回路４３及び三相高圧トランス４４１を１つずつ備える場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、Ｘ線高電圧装置４０は、三相インバータ回路４３及び三相高圧トランス４４１を複数備えていても良い。 (Third embodiment)
Further, for example, in the above-described embodiment, the X-ray high-voltage device 40 includes one three-phase inverter circuit 43 and one three-phase high-voltage transformer 441, but the embodiment is not limited to this. . For example, the X-ray high-voltage device 40 may include a plurality of three-phase inverter circuits 43 and three-phase high-voltage transformers 441 .

図１０、図１１、及び図１２を用いて、第３の実施形態に係るＸ線高電圧装置４０の構成について説明する。図１０は、第３の実施形態に係るＸ線高電圧装置４０の構成の一例を示す回路図である。図１１は、第３の実施形態に係る三相インバータ回路４３Ａ，４３Ｂの動作位相の一例を示すベクトル図である。図１２は、第３の実施形態に係る高電圧発生回路４４Ａ，４４Ｂにより出力される直流高電圧の波形の一例を示す図である。なお、図１０に示すＸ線高電圧装置４０は、図２に示したＸ線高電圧装置４０と比較して、三相電源４１と、三相全波整流・平滑回路４２と、インバータ制御回路４５とを備える点は同様であるが、２つの三相インバータ回路４３Ａ，４３Ｂと、２つの高電圧発生回路４４Ａ，４４Ｂとを備える点が相違する。そこで、第３の実施形態では、第１の実施形態と相違する点を中心に説明することとし、第１の実施形態において説明した構成と同様の機能を有する点については、図２と同一の符号を付し、説明を省略する。 The configuration of the X-ray high voltage device 40 according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. 10, 11, and 12. FIG. FIG. 10 is a circuit diagram showing an example of the configuration of the X-ray high voltage device 40 according to the third embodiment. FIG. 11 is a vector diagram showing an example of operation phases of the three-phase inverter circuits 43A and 43B according to the third embodiment. FIG. 12 is a diagram showing an example of waveforms of the DC high voltages output by the high voltage generation circuits 44A and 44B according to the third embodiment. 10 differs from the X-ray high-voltage apparatus 40 shown in FIG. 45, but different in that two three-phase inverter circuits 43A and 43B and two high voltage generation circuits 44A and 44B are provided. Therefore, in the third embodiment, the points different from the first embodiment will be mainly described. Reference numerals are attached and explanations are omitted.

図１０に示すように、２つの三相インバータ回路４３Ａ，４３Ｂは、三相全波整流・平滑回路４２に対して並列に接続される。なお、各三相インバータ回路４３Ａ，４３Ｂは、図２に示した三相インバータ回路４３と同様の構成を備える。 As shown in FIG. 10, two three-phase inverter circuits 43A and 43B are connected in parallel to a three-phase full-wave rectifying/smoothing circuit . Note that each of the three-phase inverter circuits 43A and 43B has the same configuration as the three-phase inverter circuit 43 shown in FIG.

２つの高電圧発生回路４４Ａ，４４Ｂは、それぞれ２つの三相インバータ回路４３Ａ，４３Ｂの後段に接続される。各高電圧発生回路４４Ａ，４４Ｂは、三相高圧トランス４４１及び高圧整流・平滑回路４４２を備える。各高電圧発生回路４４Ａ，４４Ｂの三相高圧トランス４４１は、図２に示した三相高圧トランス４４１と同様の構成を備える。 The two high voltage generation circuits 44A, 44B are respectively connected to the rear stages of the two three-phase inverter circuits 43A, 43B. Each of the high voltage generation circuits 44A and 44B has a three-phase high voltage transformer 441 and a high voltage rectifying/smoothing circuit 442 . The three-phase high voltage transformer 441 of each high voltage generation circuit 44A, 44B has the same configuration as the three-phase high voltage transformer 441 shown in FIG.

ここで、２つの高電圧発生回路４４Ａ，４４Ｂは、中性点接地型のＸ線管１１に高電圧を供給する。つまり、高電圧発生回路４４Ａは、プラス側の高電圧を供給し、高電圧発生回路４４Ｂは、マイナス側の高電圧を供給する。このため、高電圧発生回路４４Ａの高圧整流・平滑回路４４２は、図２に示した高圧整流・平滑回路４４２と同様の構成であり、プラスの高電圧を発生させる。また、高電圧発生回路４４Ｂの高圧整流・平滑回路４４２は、図２に示した高圧整流・平滑回路４４２とは異なり、マイナスの高電圧を発生させる。 Here, the two high voltage generating circuits 44A and 44B supply a high voltage to the neutral grounded X-ray tube 11. FIG. That is, the high voltage generation circuit 44A supplies a positive high voltage, and the high voltage generation circuit 44B supplies a negative high voltage. Therefore, the high voltage rectifying/smoothing circuit 442 of the high voltage generating circuit 44A has the same configuration as the high voltage rectifying/smoothing circuit 442 shown in FIG. 2, and generates a positive high voltage. Also, unlike the high voltage rectifying/smoothing circuit 442 shown in FIG. 2, the high voltage rectifying/smoothing circuit 442 of the high voltage generating circuit 44B generates negative high voltage.

インバータ制御回路４５は、２つの三相インバータ回路４３Ａ，４３Ｂの動作を個別に制御することで、プラス側の高電圧発生回路４４Ａとマイナス側の高電圧発生回路４４Ｂとを個別に駆動させる。なお、図示は省略するが、インバータ制御回路４５は、三相インバータ回路４３Ｂと接続されるだけでなく、三相インバータ回路４３Ａとも接続されている。 The inverter control circuit 45 individually controls the operations of the two three-phase inverter circuits 43A and 43B to individually drive the plus side high voltage generation circuit 44A and the minus side high voltage generation circuit 44B. Although illustration is omitted, the inverter control circuit 45 is connected not only to the three-phase inverter circuit 43B but also to the three-phase inverter circuit 43A.

ここで、インバータ制御回路４５は、それぞれの三相インバータ回路４３Ａ，４３Ｂの位相角が互いに異なるように、動作位相の制御を行う。例えば、インバータ制御回路４５は、図４Ａに示したように、出力が大きく、Ｕ－Ｖ相間の位相角（ΔＰ１に相当）、及び、Ｖ－Ｗ相間の位相角（ΔＰ２に相当）が大きいときは、２つの三相インバータ回路４３Ａ，４３ＢをＵ－Ｖ相間の位相角、Ｖ－Ｗ相間の位相角の１／４ずつずらして動作させる。また、インバータ制御回路４５は、出力を絞って、Ｕ－Ｖ相間の位相角、及び、Ｖ－Ｗ相間の位相角が小さくなるときは、２つの三相インバータ回路４３Ａ，４３ＢをＵ－Ｖ相間の位相角、Ｖ－Ｗ相間の位相角の１／４に９０°加えるか又は、９０°減じた角度で動作させる。インバータ制御回路４５は、Ｕ－Ｖ相間の位相角、及び、Ｖ－Ｗ相間の位相角が大きいときと小さいときの制御の変更は、３６°（１８０°／５）の位相角を目安に切り替える。 Here, the inverter control circuit 45 controls the operation phases so that the phase angles of the three-phase inverter circuits 43A and 43B are different from each other. For example, as shown in FIG. 4A, when the output of the inverter control circuit 45 is large and the phase angle between the UV and V phases (corresponding to ΔP1) and the phase angle between the V and W phases (corresponding to ΔP2) are large, operates the two three-phase inverter circuits 43A and 43B by shifting the phase angle between the UV phases and the phase angle between the VW phases by 1/4 each. Further, the inverter control circuit 45 reduces the output, and when the phase angle between the UV phases and the phase angle between the VW phases becomes small, the two three-phase inverter circuits 43A and 43B are controlled between the UV phases. , 1/4 of the phase angle between the VW phases plus or minus 90°. The inverter control circuit 45 changes the control when the phase angle between the UV phase and the phase angle between the V and W phases is large or small, using a phase angle of 36° (180°/5) as a guideline. .

例えば、図１１に示すように、インバータ制御回路４５は、出力を絞った時の三相インバータ回路４３Ａの位相角と、出力を絞った時の三相インバータ回路４３Ｂの位相角とを９０°ずらして動作させる。これにより、図１２に示すように、インバータ制御回路４５は、高電圧発生回路４４Ａ及び高電圧発生回路４４Ｂが互いに異なるタイミングで高電圧を出力するように制御する。 For example, as shown in FIG. 11, the inverter control circuit 45 shifts the phase angle of the three-phase inverter circuit 43A when the output is throttled and the phase angle of the three-phase inverter circuit 43B when the output is throttled by 90°. to operate. As a result, as shown in FIG. 12, the inverter control circuit 45 controls the high voltage generation circuit 44A and the high voltage generation circuit 44B to output high voltages at different timings.

このように、インバータ制御回路４５は、プラス側の高電圧発生回路４４Ａ及びマイナス側の高電圧発生回路４４Ｂを個別に駆動させる２つの三相インバータ回路４３Ａ，４３Ｂの動作位相をずらすことで、管電圧リプルを低減させることができる。 In this way, the inverter control circuit 45 shifts the operation phases of the two three-phase inverter circuits 43A and 43B that individually drive the plus-side high voltage generation circuit 44A and the minus-side high voltage generation circuit 44B. Voltage ripple can be reduced.

（その他の実施形態）
上述した実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてもよい。 (Other embodiments)
Various different forms may be implemented in addition to the embodiments described above.

例えば、上述した実施形態では、単一の処理回路３４にて、上述した各処理機能が実現されるものとして説明したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路３４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り機能を実現するものとしても構わない。 For example, in the above-described embodiment, the single processing circuit 34 is used to realize each of the above-described processing functions. The function may be implemented by executing a program.

また、上記説明において用いた「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。プロセッサはメモリ３１に保存さ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。なお、メモリ３１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構成しても構わない。この場合、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。なお、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１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。更に、各図における複数の構成要素を１つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。 In addition, the term "processor" used in the above description includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), an application specific integrated circuit (ASIC), a programmable logic device ( For example, it means circuits such as Simple Programmable Logic Device (SPLD), Complex Programmable Logic Device (CPLD), and Field Programmable Gate Array (FPGA). The processor implements its functions by reading and executing programs stored in the memory 31 . Instead of storing the program in the memory 31, the program may be directly incorporated into the circuit of the processor. In this case, the processor implements its functions by reading and executing the program embedded in the circuit. Note that each processor of the present embodiment is not limited to being configured as a single circuit for each processor, and may be configured as one processor by combining a plurality of independent circuits to realize its function. good. Furthermore, a plurality of components in each figure may be integrated into one processor to realize its function.

また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。更に、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、ＣＰＵ及び当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、或いは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。 Also, each component of each device illustrated is functionally conceptual, and does not necessarily need to be physically configured as illustrated. In other words, the specific form of distribution and integration of each device is not limited to the illustrated one, and all or part of them can be functionally or physically distributed and integrated in arbitrary units according to various loads and usage conditions. Can be integrated and configured. Furthermore, each processing function performed by each device may be implemented in whole or in part by a CPU and a program analyzed and executed by the CPU, or implemented as hardware based on wired logic.

また、上述した実施形態及び変形例において説明した各処理のうち、自動的に行なわれるものとして説明した処理の全部又は一部を手動的に行なうこともでき、或いは、手動的に行なわれるものとして説明した処理の全部又は一部を公知の方法で自動的に行なうこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。 Further, among the processes described in the above-described embodiment and modifications, all or part of the processes described as being automatically performed can be manually performed, or can be manually performed. All or part of the described processing can also be performed automatically by known methods. In addition, information including processing procedures, control procedures, specific names, and various data and parameters shown in the above documents and drawings can be arbitrarily changed unless otherwise specified.

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、Ｘ線管への出力電力を増大させつつ小型化することができる。 According to at least one embodiment described above, it is possible to reduce the size of the X-ray tube while increasing the output power to the X-ray tube.

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。 While several embodiments of the invention have been described, these embodiments have been presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and spirit of the invention, as well as the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.

１ Ｘ線ＣＴ装置
４０ Ｘ線高電圧装置
４３ 三相インバータ回路
４５ インバータ制御回路
４４１ 三相高圧トランス 1 X-ray CT device 40 X-ray high voltage device 43 Three-phase inverter circuit 45 Inverter control circuit 441 Three-phase high voltage transformer

Claims (9)

複数のスイッチング素子を有する三相インバータ回路と、
前記三相インバータ回路に接続され、前記三相インバータ回路からの三相電流を昇圧する三相高圧トランスと、
Ｘ線出力に基づいて、前記複数のスイッチング素子の動作位相を制御するインバータ制御回路と、
複数の高圧整流回路と
を備え、
前記三相高圧トランスは、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の三相に対応する３つの一次コイルと、各相の一次コイルに対して複数層に分けて形成される複数の二次コイルとを備え、
前記複数の二次コイルの出力は、それぞれ１つの前記高圧整流回路に接続され、
前記複数の高圧整流回路の出力は、互いに隣り合う前記高圧整流回路間の対接地管電圧が小さくなるような順序で、互いに直列接続され、
前記高圧整流回路は、コッククロフト・ウォルトン回路であり、
前記複数層の二次コイルは、減極性と加極性とが所定の層数ごとに交互に並ぶように配置される、
Ｘ線高電圧装置。 a three-phase inverter circuit having a plurality of switching elements;
a three-phase high-voltage transformer connected to the three-phase inverter circuit and boosting the three-phase current from the three-phase inverter circuit;
an inverter control circuit that controls the operation phases of the plurality of switching elements based on the X-ray output ;
Multiple high voltage rectifier circuits and
with
The three-phase high-voltage transformer includes three primary coils corresponding to three phases of U-phase, V-phase, and W-phase, and a plurality of secondary coils formed in multiple layers for the primary coils of each phase. with
The outputs of the plurality of secondary coils are each connected to one of the high voltage rectifier circuits,
the outputs of the plurality of high voltage rectifier circuits are connected in series in such an order that the tube voltage to ground between the high voltage rectifier circuits adjacent to each other becomes smaller;
The high voltage rectifier circuit is a Cockcroft-Walton circuit,
The multiple layers of secondary coils are arranged so that depolarization and addition are alternately arranged for each predetermined number of layers.
X -ray high voltage equipment. 前記三相インバータ回路は、前記複数のスイッチング素子それぞれに接続される複数の部分共振用コンデンサを有する、
請求項１に記載のＸ線高電圧装置。 The three-phase inverter circuit has a plurality of partial resonance capacitors connected to each of the plurality of switching elements,
The X-ray high voltage apparatus according to claim 1. 前記各相の一次コイルは、互いに等距離かつ平行に配置され、
前記複数の高圧整流回路の出力は、前記二次コイルの各層において、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の順、又は、Ｗ相、Ｖ相、Ｕ相の順で接続された後に、隣接する層の間で接続される、
請求項１又は２に記載のＸ線高電圧装置。 The primary coils for each phase are arranged equidistantly and parallel to each other,
The outputs of the plurality of high-voltage rectifier circuits are connected in the order of U phase, V phase, W phase, or in the order of W phase, V phase, U phase in each layer of the secondary coil, and then connected to adjacent layers connected between
3. The X-ray high voltage apparatus according to claim 1 or 2 . 前記各相の一次コイルは、互いに等距離かつ平行に配置され、
前記複数の高圧整流回路の出力は、前記二次コイルの連続する二層を一組として、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相、Ｗ相、Ｖ相、Ｕ相の順、又は、Ｗ相、Ｖ相、Ｕ相、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の順で接続された後に、隣接する組の間で接続される、
請求項１～３のいずれか一つに記載のＸ線高電圧装置。 The primary coils for each phase are arranged equidistantly and parallel to each other,
The outputs of the plurality of high voltage rectifier circuits are in the order of U phase, V phase, W phase, W phase, V phase, U phase, or W phase, V After connecting in the order of phase, U phase, U phase, V phase, W phase, and then between adjacent pairs,
The X-ray high voltage apparatus according to any one of claims 1-3 . 前記各相の一次コイルは、互いに平行、かつ、Ｕ相とＷ相との中間にＶ相が位置するように配置され、
前記複数の高圧整流回路の出力は、前記二次コイルの連続する二層を一組として、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相、Ｗ相、Ｖ相、Ｕ相の順、又は、Ｗ相、Ｖ相、Ｕ相、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の順で接続された後に、隣接する組の間で接続される、
請求項１～４のいずれか一つに記載のＸ線高電圧装置。 The primary coils of the respective phases are arranged in parallel with each other so that the V phase is positioned between the U phase and the W phase,
The outputs of the plurality of high voltage rectifier circuits are in the order of U phase, V phase, W phase, W phase, V phase, U phase, or W phase, V After connecting in the order of phase, U phase, U phase, V phase, W phase, and then between adjacent pairs,
The X-ray high voltage apparatus according to any one of claims 1-4 . 前記減極性の二次コイルの層数と、前記加極性の二次コイルの層数とが同数である、
請求項１～５のいずれか一つに記載のＸ線高電圧装置。 The number of layers of the depolarizing secondary coil and the number of layers of the additive secondary coil are the same.
The X-ray high voltage apparatus according to any one of claims 1-5 . 前記三相インバータ回路及び前記三相高圧トランスを複数備え、
前記インバータ制御回路は、それぞれの前記三相インバータ回路の位相角が互いに異なるように、前記動作位相の制御を行う、
請求項１～６のいずれか一つに記載のＸ線高電圧装置。 A plurality of the three-phase inverter circuits and the three-phase high-voltage transformers,
The inverter control circuit controls the operation phases such that the phase angles of the three-phase inverter circuits are different from each other.
The X-ray high voltage apparatus according to any one of claims 1-6 . 前記インバータ制御回路は、前記複数のスイッチング素子の動作位相の位相差が最大出力時に１２０度となるように、Ｘ線出力に応じて前記位相差を制御する、
請求項１～７のいずれか一つに記載のＸ線高電圧装置。 The inverter control circuit controls the phase difference according to the X-ray output so that the phase difference between the operation phases of the plurality of switching elements is 120 degrees at the time of maximum output.
The X-ray high voltage apparatus according to any one of claims 1-7 . 複数のスイッチング素子を有する三相インバータ回路と、
前記三相インバータ回路に接続され、前記三相インバータ回路からの三相電流を昇圧する三相高圧トランスと、
Ｘ線出力に基づいて、前記複数のスイッチング素子の動作位相を制御するインバータ制御回路と、
複数の高圧整流回路と
を有するＸ線高電圧装置と、
前記Ｘ線高電圧装置により供給される高電圧の印加により、Ｘ線を発生させるＸ線管と
を備え、
前記三相高圧トランスは、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の三相に対応する３つの一次コイルと、各相の一次コイルに対して複数層に分けて形成される複数の二次コイルとを備え、
前記複数の二次コイルの出力は、それぞれ１つの前記高圧整流回路に接続され、
前記複数の高圧整流回路の出力は、互いに隣り合う前記高圧整流回路間の対接地管電圧が小さくなるような順序で、互いに直列接続され、
前記高圧整流回路は、コッククロフト・ウォルトン回路であり、
前記複数層の二次コイルは、減極性と加極性とが所定の層数ごとに交互に並ぶように配置される、
Ｘ線画像診断装置。 a three-phase inverter circuit having a plurality of switching elements;
a three-phase high-voltage transformer connected to the three-phase inverter circuit and boosting the three-phase current from the three-phase inverter circuit;
an inverter control circuit that controls the operation phases of the plurality of switching elements based on the X-ray output ;
Multiple high voltage rectifier circuits and
an X-ray high voltage device having
an X-ray tube that generates X-rays by applying a high voltage supplied by the X-ray high voltage device ,
The three-phase high-voltage transformer includes three primary coils corresponding to three phases of U-phase, V-phase, and W-phase, and a plurality of secondary coils formed in multiple layers for the primary coils of each phase. with
The outputs of the plurality of secondary coils are each connected to one of the high voltage rectifier circuits,
the outputs of the plurality of high voltage rectifier circuits are connected in series in such an order that the tube voltage to ground between the high voltage rectifier circuits adjacent to each other becomes smaller;
The high voltage rectifier circuit is a Cockcroft-Walton circuit,
The multiple layers of secondary coils are arranged so that depolarization and addition are alternately arranged for each predetermined number of layers.
X-ray diagnostic imaging equipment.
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