JPH01175842A - 傾斜磁場発生電源装置 - Google Patents
傾斜磁場発生電源装置Info
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- JPH01175842A JPH01175842A JP62335403A JP33540387A JPH01175842A JP H01175842 A JPH01175842 A JP H01175842A JP 62335403 A JP62335403 A JP 62335403A JP 33540387 A JP33540387 A JP 33540387A JP H01175842 A JPH01175842 A JP H01175842A
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- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 2
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 2
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
この発明は、核磁気共鳴（ＭＲ）現象を利用して生体内
の画像を撮影するＭＨＩ装置や同現象を利用してスペク
トロスコピーを行なうＭＲ８装置に関し、特にこれらの
装置に使用する傾斜磁場発生電源装置に間する。
の画像を撮影するＭＨＩ装置や同現象を利用してスペク
トロスコピーを行なうＭＲ８装置に関し、特にこれらの
装置に使用する傾斜磁場発生電源装置に間する。
ＭＨＩ装置やＭＲＳ装置では、第４図Ａに示すようなパ
ルス状の傾斜磁場を発生させる必要がある。そこで、こ
のような波形の傾斜磁場を発生させるためにそれに対応
した波形の電流を傾斜磁場コイルに流すことになる。 そのための電源装置として従来、第３図に示すように、
正負の直流電源（これらの電圧はＥ＋、 Ｅ−）と傾斜
磁場発生用コイル１との間にトランジスタなどのリニア
制御素子５．６を直列に挿入し、このリニア制御素子５
．６のインピーダンスを変化させてコイル１に流す電流
を制御する、リニア制御方式の電源装置が使用されてい
る。コイル１にながれる電流がこれに直列接続された抵
抗３１により検出され、この検出された電流と入力され
た電流波形との差に応じて制御回路３９によりリニア制
御素子５．６が制御されて、そのインピーダンスが変化
させられ、そこでの降下電圧が調整されることによって
コイル１にながれる電流の制御が行われる。 また、入力された電流波形と検出された電流との比較に
基づきインバータのパルス幅を制御してコイルに流れる
電流が入力された電流波形と等しくなるようにする、い
わゆるスイッチング制御方式の電源装置を用いる場合も
ある。
ルス状の傾斜磁場を発生させる必要がある。そこで、こ
のような波形の傾斜磁場を発生させるためにそれに対応
した波形の電流を傾斜磁場コイルに流すことになる。 そのための電源装置として従来、第３図に示すように、
正負の直流電源（これらの電圧はＥ＋、 Ｅ−）と傾斜
磁場発生用コイル１との間にトランジスタなどのリニア
制御素子５．６を直列に挿入し、このリニア制御素子５
．６のインピーダンスを変化させてコイル１に流す電流
を制御する、リニア制御方式の電源装置が使用されてい
る。コイル１にながれる電流がこれに直列接続された抵
抗３１により検出され、この検出された電流と入力され
た電流波形との差に応じて制御回路３９によりリニア制
御素子５．６が制御されて、そのインピーダンスが変化
させられ、そこでの降下電圧が調整されることによって
コイル１にながれる電流の制御が行われる。 また、入力された電流波形と検出された電流との比較に
基づきインバータのパルス幅を制御してコイルに流れる
電流が入力された電流波形と等しくなるようにする、い
わゆるスイッチング制御方式の電源装置を用いる場合も
ある。
しかしながら、従来のリニア制御方式の電源装置では、
電力ロスが大きく、そのため装置の大型化が避けられな
いとともに放熱が大きくなることが問題である。 すなわち、第３図の構成において、コイル１から第４図
Ａに示すような波形の傾斜磁場を発生させるために制御
回路３９に外部から同じ波形の信号を与えた場合、負荷
がコイルｌであってインダクタンスを持つため、コイル
１に印加する電圧は、第４図Ｂのように、立ち上がり及
び立ち下がり時に正及び負の最大電圧Ｅ＋、Ｅ−に近い
大きな電圧としなければならないが、最大磁場に到達し
た後の一定の磁場を維持する期間では、小さな電圧でよ
い。したがって、低い電圧のときは電源電圧Ｅ＋との間
の大きな電圧差をリニア制御素子５により負担させるこ
とになる。つまり、リニア制御素子５で降下させる電圧
は第４図Ｂの斜線部分のようになる。このような電圧と
負荷電流との積がリニア制御素子５で消費される電力で
あるから、この電力ロスは非常に大きなものとなる。 また、スイッチング制御方式では、この電力ロスを著し
く低減させることができるものの、出力電流のリップル
分及びその高調波によるノイズの問題が生じる。 この発明は、電力ロスを少なくすることができ且つノイ
ズも少なくすることができる傾斜磁場発生電源装置を提
供することを目的とする。
電力ロスが大きく、そのため装置の大型化が避けられな
いとともに放熱が大きくなることが問題である。 すなわち、第３図の構成において、コイル１から第４図
Ａに示すような波形の傾斜磁場を発生させるために制御
回路３９に外部から同じ波形の信号を与えた場合、負荷
がコイルｌであってインダクタンスを持つため、コイル
１に印加する電圧は、第４図Ｂのように、立ち上がり及
び立ち下がり時に正及び負の最大電圧Ｅ＋、Ｅ−に近い
大きな電圧としなければならないが、最大磁場に到達し
た後の一定の磁場を維持する期間では、小さな電圧でよ
い。したがって、低い電圧のときは電源電圧Ｅ＋との間
の大きな電圧差をリニア制御素子５により負担させるこ
とになる。つまり、リニア制御素子５で降下させる電圧
は第４図Ｂの斜線部分のようになる。このような電圧と
負荷電流との積がリニア制御素子５で消費される電力で
あるから、この電力ロスは非常に大きなものとなる。 また、スイッチング制御方式では、この電力ロスを著し
く低減させることができるものの、出力電流のリップル
分及びその高調波によるノイズの問題が生じる。 この発明は、電力ロスを少なくすることができ且つノイ
ズも少なくすることができる傾斜磁場発生電源装置を提
供することを目的とする。
この発明による傾斜磁場発生電源装置では、出力電圧が
制御されるスイッチング方式の電源回路と、この電源回
路と傾斜磁場発生用コイルとの間に直列接続されたリニ
ア方式の電流制御素子とが備えられている。
制御されるスイッチング方式の電源回路と、この電源回
路と傾斜磁場発生用コイルとの間に直列接続されたリニ
ア方式の電流制御素子とが備えられている。
スイッチング方式の電源回路により出力される電圧は、
傾斜磁場発生用コイルに加えるべき電圧に対応して変化
させられる。 また、電流制御素子によっても、コイルに加えるべき電
圧がリニアに制御される。 このようにスイッチング方式とリニア方式とを併用して
いるため、電流制御素子において大きな電圧降下を生じ
させる必要カーなく、電流制御素子での電力ロスを小さ
くできるとともに、スイッチング方式の電源回路では電
力ロスは元来率さいので、全体として電力ロスを少なく
し効率を向上させることができる。さらに、スイッチン
グ方式とリニア方式との併用により、リニア方式の安定
性や精度の高さの利点をも得ることができるとともに、
スイッチング方式のみの場合のリップル分やその高調波
によるノイズを軽減できる。
傾斜磁場発生用コイルに加えるべき電圧に対応して変化
させられる。 また、電流制御素子によっても、コイルに加えるべき電
圧がリニアに制御される。 このようにスイッチング方式とリニア方式とを併用して
いるため、電流制御素子において大きな電圧降下を生じ
させる必要カーなく、電流制御素子での電力ロスを小さ
くできるとともに、スイッチング方式の電源回路では電
力ロスは元来率さいので、全体として電力ロスを少なく
し効率を向上させることができる。さらに、スイッチン
グ方式とリニア方式との併用により、リニア方式の安定
性や精度の高さの利点をも得ることができるとともに、
スイッチング方式のみの場合のリップル分やその高調波
によるノイズを軽減できる。
第１図に示す実施例では、傾斜磁場発生用コイル１には
リニア制御素子５．６を介して正・負のブリッジインバ
ータ３．４から正・負の電圧が加えられる。これらブリ
ッジインバータ３．４には三相電源に接続された整流回
路２から直流が供給される。 そしてブリッジインバータ３．４はゲートドライバ１７
．１８によってそれぞれ制御されることによって所定波
形の電圧ｅ＋、ｅ−を出力する。なお、２つのブリッジ
インバータ３．４は負荷がインダクタンス負荷であるこ
とを考慮して逆極性に動作させるようにしている。リニ
ア制御素子５．６は、そのインピーダンスが変化させら
れることによって降下電圧を増減し、このことによりコ
イル１に流す電流をリニアに変化させる。 ブリッジインバータ３．４の出力電圧ｅ＋、 ｅ−を端
子７に加えられた入力信号Ｖ通りのものとするための構
成として、電圧検出用抵抗１１．１２．１３．１４、誤
差アンプ１５．１６、ゲートドライバ１７．１８、バッ
ファアンプ１９．２０が設けられる。すなわち、ブリッ
ジインバータ３．４の電圧出力は抵抗１１．１２の接続
点及び抵抗１３．１４の接続点がら検出され、それぞれ
誤差アンプ１５．１６に導かれ、この誤差アンプ１５．
１６の他方の入力にバッファアンプ１つ、２゜を介して
送られた上記の入力信号Ｖと比較され、その誤差に応じ
てゲートドライバ１７．１８がらブリッジインバータ３
．４に与える制御信号が変化させられることにより、こ
の入力信号Ｖの波形に等しい出力電圧ｅ＋、ｅ−が得ら
れるようになっている。 こうして、たとえば、第２図Ｂの点線で示すような波形
の信号Ｖが端子７に入力された場合、ブリッジインバー
タ３から出力される正の電圧ｅ＋は同じ波形となり、ブ
リッジインバータ４から出力される負の電圧ｅ−は正負
逆転した波形となる。 他方、コイル１には電流検出用抵抗３１が直列接続され
、これによって検出されたコイル電流が誤差アンプ３３
に送られる。この誤差アンプ３３の他方の入力には、入
力端子８に入力された信号ｉが送られており、ドライバ
３４．３５を介してリニア制御素子５．６が制御される
ことによって、上記の信号ｉに対応した電流がコイル１
に流れるようにされる。この信号ｉが第２図Ａで示すよ
うな波形を表わすものであるとすると、これに対応した
電流がコイル１に実際に流れるようリニア制御素子５．
６の制御がなされる。 なお、ブリッジインバータ３．４から出力すべき電圧の
波形は、コイル１に流すべき電流の波形に応じて、 Ｌ （ｄ／ ｄ ｔ ） ＋ＲＬｉ の式で求められる。ここにｉは電流、Ｌはコイル１のイ
ンダクタンス、ＲＬはコイル１の抵抗である。 そこで、上記の式によって求めた電圧信号■を端子７に
加えることになる。なお、リニア制御素子５．６での出
力零点での歪を補正するために通常これらにアイドリン
グ電流を流す必要があるので、このアイドリング電流が
確保される程度にブリッジインバータ３．４の出力電圧
を定める必要がある。 こうして、ブリッジインバータ３．４から出力される電
圧自体を制御し、さらにそれに加えてリニア制御素子５
．６による電流制御を行なっているため、電力ロスは著
しく軽減される。たとえば、第２図Ａに示すような波形
の磁場を発生させる（つまりこのような波形の電流をコ
イル１に流す）場合、コイル１には第２図Ｂの実線で示
すような電圧を印加する必要があるが、ブリッジインバ
ータ３．４からの出力電圧を第２図Ｂの点線で示すよう
なものとすることにより、リニア制御素子５．６で分担
すべき降下電圧を斜線で示すだけのものとすることがで
き、このリニア制御素子５．６での電力ロスをほとんど
なくすことができるとともに、ブリッジインバータ３．
４での電力ロスは少ないものであるから、全体として電
力ロスを激減できる。また、リニア制御素子５．６の耐
圧も低いものでよくなる。 さらに、スイッチング制御方式だけではなく、リニア制
御方式をも併用しているため、リニア制御方式の安定性
や精度の高さの利点をも得ることができるとともに、ス
イッチング制御方式のみの場合のリップル分やその高調
波によるノイズを軽減できる。 また、これらスイッチング制御方式と、リニア制御方式
とは別々に動作するなめ、相互に干渉することはなく、
安定に動作する。 なお、上記では、端子８に加える電流信号ｉとは別に端
子７に電圧信号Ｖを入力しているが、より簡易には、上
記式を実現するような微分回路と加算回路とを設け、電
流信号ｉをこれらに通して電圧信号Ｖを作るようにして
もよい。
リニア制御素子５．６を介して正・負のブリッジインバ
ータ３．４から正・負の電圧が加えられる。これらブリ
ッジインバータ３．４には三相電源に接続された整流回
路２から直流が供給される。 そしてブリッジインバータ３．４はゲートドライバ１７
．１８によってそれぞれ制御されることによって所定波
形の電圧ｅ＋、ｅ−を出力する。なお、２つのブリッジ
インバータ３．４は負荷がインダクタンス負荷であるこ
とを考慮して逆極性に動作させるようにしている。リニ
ア制御素子５．６は、そのインピーダンスが変化させら
れることによって降下電圧を増減し、このことによりコ
イル１に流す電流をリニアに変化させる。 ブリッジインバータ３．４の出力電圧ｅ＋、 ｅ−を端
子７に加えられた入力信号Ｖ通りのものとするための構
成として、電圧検出用抵抗１１．１２．１３．１４、誤
差アンプ１５．１６、ゲートドライバ１７．１８、バッ
ファアンプ１９．２０が設けられる。すなわち、ブリッ
ジインバータ３．４の電圧出力は抵抗１１．１２の接続
点及び抵抗１３．１４の接続点がら検出され、それぞれ
誤差アンプ１５．１６に導かれ、この誤差アンプ１５．
１６の他方の入力にバッファアンプ１つ、２゜を介して
送られた上記の入力信号Ｖと比較され、その誤差に応じ
てゲートドライバ１７．１８がらブリッジインバータ３
．４に与える制御信号が変化させられることにより、こ
の入力信号Ｖの波形に等しい出力電圧ｅ＋、ｅ−が得ら
れるようになっている。 こうして、たとえば、第２図Ｂの点線で示すような波形
の信号Ｖが端子７に入力された場合、ブリッジインバー
タ３から出力される正の電圧ｅ＋は同じ波形となり、ブ
リッジインバータ４から出力される負の電圧ｅ−は正負
逆転した波形となる。 他方、コイル１には電流検出用抵抗３１が直列接続され
、これによって検出されたコイル電流が誤差アンプ３３
に送られる。この誤差アンプ３３の他方の入力には、入
力端子８に入力された信号ｉが送られており、ドライバ
３４．３５を介してリニア制御素子５．６が制御される
ことによって、上記の信号ｉに対応した電流がコイル１
に流れるようにされる。この信号ｉが第２図Ａで示すよ
うな波形を表わすものであるとすると、これに対応した
電流がコイル１に実際に流れるようリニア制御素子５．
６の制御がなされる。 なお、ブリッジインバータ３．４から出力すべき電圧の
波形は、コイル１に流すべき電流の波形に応じて、 Ｌ （ｄ／ ｄ ｔ ） ＋ＲＬｉ の式で求められる。ここにｉは電流、Ｌはコイル１のイ
ンダクタンス、ＲＬはコイル１の抵抗である。 そこで、上記の式によって求めた電圧信号■を端子７に
加えることになる。なお、リニア制御素子５．６での出
力零点での歪を補正するために通常これらにアイドリン
グ電流を流す必要があるので、このアイドリング電流が
確保される程度にブリッジインバータ３．４の出力電圧
を定める必要がある。 こうして、ブリッジインバータ３．４から出力される電
圧自体を制御し、さらにそれに加えてリニア制御素子５
．６による電流制御を行なっているため、電力ロスは著
しく軽減される。たとえば、第２図Ａに示すような波形
の磁場を発生させる（つまりこのような波形の電流をコ
イル１に流す）場合、コイル１には第２図Ｂの実線で示
すような電圧を印加する必要があるが、ブリッジインバ
ータ３．４からの出力電圧を第２図Ｂの点線で示すよう
なものとすることにより、リニア制御素子５．６で分担
すべき降下電圧を斜線で示すだけのものとすることがで
き、このリニア制御素子５．６での電力ロスをほとんど
なくすことができるとともに、ブリッジインバータ３．
４での電力ロスは少ないものであるから、全体として電
力ロスを激減できる。また、リニア制御素子５．６の耐
圧も低いものでよくなる。 さらに、スイッチング制御方式だけではなく、リニア制
御方式をも併用しているため、リニア制御方式の安定性
や精度の高さの利点をも得ることができるとともに、ス
イッチング制御方式のみの場合のリップル分やその高調
波によるノイズを軽減できる。 また、これらスイッチング制御方式と、リニア制御方式
とは別々に動作するなめ、相互に干渉することはなく、
安定に動作する。 なお、上記では、端子８に加える電流信号ｉとは別に端
子７に電圧信号Ｖを入力しているが、より簡易には、上
記式を実現するような微分回路と加算回路とを設け、電
流信号ｉをこれらに通して電圧信号Ｖを作るようにして
もよい。
この発明の傾斜磁場発生電源装置によれば、電力ロスが
少なくなり、効率が向上する。電力ロスによる放熱が少
なくなるので、冷却装置は小型・簡便なものでよくなる
。また、コイル電流の制御につき安定性が高く、高精度
である。さらにノイズも少なくできる。
少なくなり、効率が向上する。電力ロスによる放熱が少
なくなるので、冷却装置は小型・簡便なものでよくなる
。また、コイル電流の制御につき安定性が高く、高精度
である。さらにノイズも少なくできる。
第１図はこの発明の一実施例の回路図、第２図Ａ、Ｂは
同実施例の動作説明のためのタイムチャート、第３図は
従来例の回路図、第４図Ａ、Ｂは従来例の動作説明のた
めのタイムチャートである。 １・・・傾斜磁場発生用コイル、２・・・整流回路、３
．４・・・ブリッジインバータ、５．６・・・リニア制
御素子、７・・・電圧信号入力端子、８・・・電流信号
久方端子。
同実施例の動作説明のためのタイムチャート、第３図は
従来例の回路図、第４図Ａ、Ｂは従来例の動作説明のた
めのタイムチャートである。 １・・・傾斜磁場発生用コイル、２・・・整流回路、３
．４・・・ブリッジインバータ、５．６・・・リニア制
御素子、７・・・電圧信号入力端子、８・・・電流信号
久方端子。
Claims (1)
- （１）出力電圧が制御されるスイッチング方式の電源回
路と、この電源回路と傾斜磁場発生用コイルとの間に直
列接続されたリニア方式の電流制御素子とを有する傾斜
磁場発生電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62335403A JPH01175842A (ja) | 1987-12-31 | 1987-12-31 | 傾斜磁場発生電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62335403A JPH01175842A (ja) | 1987-12-31 | 1987-12-31 | 傾斜磁場発生電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01175842A true JPH01175842A (ja) | 1989-07-12 |
Family
ID=18288151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62335403A Pending JPH01175842A (ja) | 1987-12-31 | 1987-12-31 | 傾斜磁場発生電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01175842A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05106U (ja) * | 1991-06-20 | 1993-01-08 | 横河メデイカルシステム株式会社 | Ｍｒ装置の勾配電流供給装置 |
| JPH05210899A (ja) * | 1991-03-12 | 1993-08-20 | Canon Inc | 磁気記録再生装置 |
| JP2004057824A (ja) * | 2003-08-13 | 2004-02-26 | Toshiba Corp | 磁気共鳴診断装置用勾配共振型磁場発生装置 |
| JP2014083303A (ja) * | 2012-10-25 | 2014-05-12 | Toshiba Teli Corp | 傾斜磁場電源装置および傾斜磁場電源供給制御プログラム |
-
1987
- 1987-12-31 JP JP62335403A patent/JPH01175842A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05210899A (ja) * | 1991-03-12 | 1993-08-20 | Canon Inc | 磁気記録再生装置 |
| JPH05106U (ja) * | 1991-06-20 | 1993-01-08 | 横河メデイカルシステム株式会社 | Ｍｒ装置の勾配電流供給装置 |
| JP2004057824A (ja) * | 2003-08-13 | 2004-02-26 | Toshiba Corp | 磁気共鳴診断装置用勾配共振型磁場発生装置 |
| JP2014083303A (ja) * | 2012-10-25 | 2014-05-12 | Toshiba Teli Corp | 傾斜磁場電源装置および傾斜磁場電源供給制御プログラム |
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