JP7166789B2 - X線診断システム及び陽極回転コイル駆動装置 - Google Patents
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Description
まず、図1を参照しながら、第1の実施形態に係るX線診断システム1の構成について説明する。図1は、第1の実施形態に係るX線診断システムの構成の一例を示すブロック図である。X線診断システム1は、図1に示すように、第1の撮影装置10aと、第2の撮影装置10bと、コンソール20と、X線高電圧装置3とを有する。第1の撮影装置10aは、X線TV装置である。X線TV装置は、例えば、消化管造影検査、尿路造影検査、脊髄腔造影検査、胆道造影検査に用いられる。第1の撮影装置10aは、R/Fシステムとも呼ばれる。第2の撮影装置10bは、一般X線撮影装置である。第2の撮影装置10bは、Rシステムとも呼ばれる。なお、X線診断システム1の構成は、下記の構成に限定されるものではない。
第2のX線管13bがX線を照射する場合、コンデンサ間端子52nと、第1のスイッチング素子間端子53u、第2のスイッチング素子間端子54v及び第3のスイッチング素子間端子55wのうち二つとで第2のX線管13bに電力を供給する。例えば、X線管切り替え回路6は、第2のX線管13bがX線を照射する場合、図4に示す第1スイッチ群611をオフとし、図4に示す第2スイッチ群612をオンにする。これにより、陽極回転コイル駆動装置5は、陽極130bのスタータとして、図6と同様、図9に示すように、中性点(コンデンサ間端子52n)及び二組の「二つのスイッチング素子」を使った単相ハーフブリッジインバータ回路を有する構成となる。
上述したX線診断システム1では、実効値400Vの三相交流を入力として第1のX線管13aを駆動する場合、インバータの入力電圧を560Vから280Vに降圧する必要があり、実効値200Vの三相交流を入力として第2のX線管13bを駆動する場合、インバータの入力電圧を280Vから560Vに昇圧する必要がある。一方、実効値200Vの三相交流を入力として第1のX線管13aを駆動する場合、及び、実効値400Vの三相交流を入力として第2のX線管13bを駆動する場合、昇圧及び降圧は不要である。そのため、第1の実施形態では、「入出力の入れ替えにより昇圧も降圧も可能となる昇圧/降圧コンバータ」がAC/DC変換回路4と二つのコンデンサ521及び522の間に挿入される構成と、昇圧/降圧コンバータを挿入しない構成とを切り替え可能な構成としていた。
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。
上述した実施形態では、陽極回転コイル駆動装置5は、第1のX線管13aが有するコイル131a、コイル132a及びコイル133aに図5に示した矩形波交流を供給し、第2のX線管13bが有するコイル131b及びコイル132bに図7に示した矩形波交流を供給したが、これに限定されない。
上述した実施形態では、第1の撮影装置10aは、コイル131a、コイル132a及びコイル133aがスター結線されている第1のX線管13aを有するが、これに限定されない。図16は、第1のX線管の別の一例を示す図である。第1の撮影装置は、図16に示すように、コイル131d、コイル132d及びコイル133dがデルタ結線されている第1のX線管13dを有していてもよい。コイル131dの一端は、第1のスイッチング素子間端子53uに接続され、コイル131dの他端は、第2のスイッチング素子間端子54vに接続される。コイル132dの一端は、スイッチング素子間端子54vに接続され、コイル132dの他端は、第3のスイッチング素子間端子55wに接続される。コイル133dの一端は、第3のスイッチング素子間端子55wに接続され、コイル133dの他端は、第1のスイッチング素子間端子53uに接続される。この場合において、陽極回転コイル駆動装置5が第1のX線管13dの陽極130dを回転させる方法は、上述した実施形態と同様である。
52n コンデンサ間端子
53、54 第1のスイッチング素子
53u 第1のスイッチング素子間端子
55、56 第2のスイッチング素子
54v 第2のスイッチング素子間端子
57、58 第3のスイッチング素子
55w 第3のスイッチング素子間端子
59 スイッチング素子駆動回路
6 X線管切り替え回路
Claims (12)
- 直列に接続された二つのコンデンサの間に設けられたコンデンサ間端子と、
直列に接続された二つの第1のスイッチング素子の間に設けられた第1のスイッチング素子間端子と、
直列に接続された二つの第2のスイッチング素子の間に設けられた第2のスイッチング素子間端子と、
直列に接続された二つの第3のスイッチング素子の間に設けられた第3のスイッチング素子間端子と、を備え、
前記第1のスイッチング素子間端子と前記第2のスイッチング素子間端子と前記第3のスイッチング素子間端子とにより三相交流電力が供給可能に設けられ、前記第1のスイッチング素子間端子、前記第2のスイッチング素子間端子及び前記第3のスイッチング素子間端子のうち二つと前記コンデンサ間端子とで構成した単相ハーフブリッジインバータ回路による二相交流電力が供給可能に設けられている、
X線診断システム。 - 前記第1のスイッチング素子間端子、前記第2のスイッチング素子間端子および前記第3のスイッチング素子間端子への接続と前記第1のスイッチング素子間端子、前記第2のスイッチング素子間端子及び前記第3のスイッチング素子間端子のうち二つと前記コンデンサ間端子とへの接続とを切り替える切り替え回路をさらに備える、
請求項1に記載のX線診断システム。 - 前記第1のスイッチング素子間端子、前記第2のスイッチング素子間端子及び前記第3のスイッチング素子間端子を三相交流電力により駆動される第1のX線管の三つのコイルそれぞれに接続して、三相フルブリッジインバータ回路を構成する、請求項1又は2に記載のX線診断システム。
- 前記コンデンサ間端子を第2のX線管の共通端子に接続し、前記第1のスイッチング素子間端子、前記第2のスイッチング素子間端子及び前記第3のスイッチング素子間端子のうち二つを二相交流電力により駆動される第2のX線管の二つのコイルそれぞれに接続して、前記単相ハーフブリッジインバータ回路を構成する、請求項1~3のいずれか一つに記載のX線診断システム。
- 三相交流電力により駆動される第1のX線管に三相交流を供給するように各スイッチング素子のオン及びオフを制御し、二相交流電力により駆動される第2のX線管に二相交流を発生させるように各スイッチング素子のオン及びオフを制御するスイッチング素子駆動回路を備える請求項1~4のいずれか一つに記載のX線診断システム。
- 前記コンデンサ間端子を第2のX線管の共通端子に接続し、前記第1のスイッチング素子間端子、前記第2のスイッチング素子間端子及び前記第3のスイッチング素子間端子のうち二つを二相交流電力により駆動される第2のX線管の二つのコイルそれぞれに接続して、前記単相ハーフブリッジインバータ回路を構成し、
前記第1のX線管及び前記第2のX線管は、所定の電圧で駆動され、
前記三相フルブリッジインバータ回路の入力電圧は、前記所定の電圧であり、
前記単相ハーフブリッジインバータ回路の入力電圧は、前記所定の電圧の2倍の電圧である、請求項3に記載のX線診断システム。 - 電源供給部から供給された交流から直流電圧を発生させるAC/DC変換回路と、
前記AC/DC変換回路と前記二つのコンデンサとの間に挿入され、前記直流電圧を昇圧又は降圧した電圧を前記二つのコンデンサに印加する昇圧/降圧コンバータと、
前記昇圧/降圧コンバータが前記直流電圧を昇圧する場合と、前記昇圧/降圧コンバータが前記直流電圧を降圧する場合と、前記昇圧/降圧コンバータが前記直流電圧の昇圧及び降圧を行わない場合とを切り替える昇圧/降圧切り替え回路と、
を更に備える、請求項1~6のいずれか一つに記載のX線診断システム。 - 前記昇圧/降圧コンバータは、
昇圧/降圧コイルと、
前記昇圧/降圧コイルの一端を挟んで直列接続された第1の昇圧/降圧スイッチング素子及び第2の昇圧/降圧スイッチング素子と、
前記第1の昇圧/降圧スイッチング素子及び前記第2の昇圧/降圧スイッチング素子に電圧パルスを供給する昇圧/降圧スイッチング素子駆動回路と、
を有し、
昇圧/降圧切り替え回路は、
前記直流電圧を昇圧する場合、並びに降圧する場合のいずれでも、前記昇圧/降圧コンバータの低電圧側の端子を前記AC/DC変換回路の低電圧側の端子及び前記二つのコンデンサの低電圧側の端子に接続し、
前記直流電圧を昇圧する場合、前記昇圧/降圧コンバータの高電圧側の端子を前記二つのコンデンサの高電圧側の端子に接続し、前記昇圧/降圧コイルの他端を前記AC/DC変換回路の高電圧側の端子に接続し、
前記直流電圧を降圧する場合、前記昇圧/降圧コンバータの高電圧側の端子を前記AC/DC変換回路の高電圧側の端子に接続し、前記昇圧/降圧コイルの他端を前記二つのコンデンサの高電圧側の端子に接続し、
前記直流電圧の昇圧及び降圧を行わない場合、前記AC/DC変換回路の高電圧側の端子を前記二つのコンデンサの高電圧側の端子に接続し、前記AC/DC変換回路の低電圧側の端子を前記二つのコンデンサの低電圧側の端子に接続する、請求項7に記載のX線診断システム。 - 電源供給部から供給された交流から直流電圧を発生させるAC/DC変換回路と、
前記AC/DC変換回路と前記二つのコンデンサとの間に挿入され、前記直流電圧を昇圧した電圧を前記二つのコンデンサに印加する昇圧コンバータと、
前記昇圧コンバータが前記直流電圧を昇圧する場合と、前記昇圧コンバータが前記直流電圧の昇圧を行わない場合とを切り替える昇圧切り替え回路と、
を更に備える、請求項1~8のいずれか一つに記載のX線診断システム。 - 前記昇圧コンバータは、
昇圧コイルと、
アノードが前記昇圧コイルの一端に接続されたダイオードと、
一端が前記昇圧コイルの前記一端に接続された昇圧スイッチング素子と、
前記昇圧スイッチング素子に電圧パルスを供給する昇圧スイッチング素子駆動回路と、
を有し、
前記昇圧切り替え回路は、
前記直流電圧を昇圧する場合、前記ダイオードのカソードを前記二つのコンデンサの高電圧側の端子に接続し、前記昇圧スイッチング素子の他端を前記AC/DC変換回路の低電圧側の端子及び前記二つのコンデンサの低電圧側の端子に接続し、前記昇圧コイルの他端を前記AC/DC変換回路の高電圧側の端子に接続し、
前記直流電圧の昇圧を行わない場合、前記AC/DC変換回路の高電圧側の端子を前記二つのコンデンサの高電圧側の端子に接続し、前記AC/DC変換回路の低電圧側の端子を前記二つのコンデンサの低電圧側の端子に接続する、請求項9に記載のX線診断システム。 - 前記第1のスイッチング素子間端子、前記第2のスイッチング素子間端子および前記第3のスイッチング素子間端子への接続と前記第1のスイッチング素子間端子、前記第2のスイッチング素子間端子及び前記第3のスイッチング素子間端子のうち二つと前記コンデンサ間端子とへの接続とを切り替える切り替え回路により実現されるインバータ回路を制御するスイッチング素子駆動回路を更に備え、
前記スイッチング素子駆動回路は、前記直流電圧を降圧した電圧を前記二つのコンデンサに印加する場合は、前記インバータ回路が有する各スイッチング素子のオン時間の短縮、又は、前記インバータ回路の各スイッチング素子をオンするオン信号の変調を行う、請求項10に記載のX線診断システム。 - 直列に接続された二つのコンデンサの間に設けられたコンデンサ間端子と、
直列に接続された二つの第1のスイッチング素子の間に設けられた第1のスイッチング素子間端子と、
直列に接続された二つの第2のスイッチング素子の間に設けられた第2のスイッチング素子間端子と、
直列に接続された二つの第3のスイッチング素子の間に設けられた第3のスイッチング素子間端子と、を備え、
前記第1のスイッチング素子間端子と前記第2のスイッチング素子間端子と前記第3のスイッチング素子間端子とにより三相交流電力が供給可能に設けられ、前記第1のスイッチング素子間端子、前記第2のスイッチング素子間端子及び前記第3のスイッチング素子間端子のうち二つと前記コンデンサ間端子とで構成した単相ハーフブリッジインバータ回路による二相交流電力が供給可能に設けられている、
陽極回転コイル駆動装置。
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