JPH0315319B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、Ｘ線電源装置に係り、特にＸ線管の
フイラメントを加熱するフイラメント電流供給装
置に関する。

フイラメントを加熱する方式としては、交流加
熱方式と直流加熱方式の２種類があり、前者は、
フイラメントの温度変化による変動が、Ｘ線管の
アノード電流に与える影響が大きく、アノード電
流に脈動が生じるため、この脈動を小さくする必
要がある。さらに前者には第１図に示すように加
熱変圧器の小型化を図るため、加熱変圧器の入力
電源を高周波化し、該変圧器の二次側出力電圧を
Ｘ線管のフイラメントに供給し、直流加熱方式と
同様な効果を持たせたものがある。

以下、第１図に示す従来用いられているフイラ
メント電流供給装置について具体的に説明する。

この装置は、交流電源１を整流回路２とコンデ
ンサ３により整流及び平滑化した後、この直流電
圧を電圧制御トランジスタ４のコレクタ側に供給
している。一方、Ｘ線管７の管電流I_Pによつて得
られる抵抗８の出力電圧V_Pと基準電圧V_Sとを比
較増幅器９で比較し、その偏差の増幅信号を制御
回路１０に入力し、この偏差信号に応じて電圧制
御トランジスタ４のベース・コレクタ間電圧を制
御している。そして、発振回路１１から発生した
パルス信号を増幅して出力するドライブ回路１２
に入力し、このドライブ回路１２からの出力で２
個のスイツチングトランジスタ５ａ，５ｂを交互
にオン・オフ制御し、電圧制御トランジスタ４を
介して得た出力電圧を交流電圧に変換し、これを
加熱変換器６を介してＸ線管７に供給しフイラメ
ント７ａを加熱制御している。

しかし、上記構成のフイラメント電流供給装置
は、管電流I_Pに起因する信号を利用して制御回路
１０で電圧制御トランジスタ４を制御し、フイラ
メント７ａを加熱制御するもので、電圧制御トラ
ンジスタ４は電圧を連続制御するため、大電力用
のものが必要となり、かつ、電圧制御トランジス
タで常に損失を生じることから、装置の電源容量
が増大するという欠点がある。

また、電圧制御トランジスタ４を除去し、電圧
制御をスイツチングトランジスタ５ａ，５ｂの通
電幅制御により行うこともあるが、この場合、管
電流を低リツプル化するためには、加熱変圧器の
二次側に、整流回路と平滑回路が必要となる。平
滑回路の定数は通電幅の狭い条件により決定され
ることから、平滑回路が大きくなるという欠点が
ある。

本発明の目的は、Ｘ線管のフイラメントを加熱
するフイラメント電流に対応する信号をフイード
バツクし、基準制御電圧と比較することにより、
良好なフイラメント電流制御を行ない得るフイラ
メント電流供給装置を提供することにある。

以下、本発明の一実施例について図面を参照し
て説明する。

第２図に、本発明の一実施例を示す。第２図に
おいて、交流電源１は、整流回路２及び平滑コン
デンサ３により、整流され直流電圧に変換され
る。トランジスタ４はオン・オフを制御すること
により、リアクトル２２、コンデンサ２３で構成
される平滑回路に、平滑コンデンサ３の電圧を供
給する。ここで、平滑コンデンサ３の電圧を
V_C1、コンデンサ２３の電圧をV_C2、トランジス
タ４のスイツチング周波数を₁、通電幅をＤとす
れば、V_C2は、 V_C2＝Ｄ・₁＝V_C1 …(1) で表わせる。したがつて、V_C1を一定と仮定した
場合には、トランジスタ４のスイツチング周波数
₁と通電幅Ｄの少なくとも一方を可変制御するこ
とによりV_C2を任意の値に制御することができ
る。ただし、ダイオード２１は、トランジスタ４
及び平滑回路で構成されるスイツチング回路中の
フライホイールダイオードである。V_C2は、トラ
ンジスタ５ａ，５ｂで構成されるスイツチング回
路により直流電圧から交流電圧に変換され、加熱
変圧器６の一次側に入力する。ただし、スイツチ
ング回路の周波数を₂とすると、 ₁＞₂ …(2) の条件を満たす周波数で動作する。加熱変圧器６
の出力電圧は、整流回路２５とリアクトル２６、
平滑コンデンサ２７で構成される平滑回路によ
り、整流され平滑され、Ｘ線管７のフイラメント
に供給され、Ｘ線管７のフイラメントを加熱す
る。

ここで、管電流はフイラメント電流に依存する
ことから、フイラメント電流に対応する信号をフ
イードバツクし、フイラメント電流が設定値にな
るようにV_C2を制御する。フイラメント電流に対
応する信号は、高圧側または低圧側で作ることが
可能であるが、本実施例においては、低圧側の抵
抗２４で電圧信号V_IFに変換した。

第３図にフイードバツク系の比較回路構成を示
す。この図を用いてトランジスタ４の制御系を説
明する。図中、基準制御信号（Ｘ線管の管電圧−
管電流特性から決まる管電流設置に対応する制御
信号）、をV_pat1、フイラメント電流に対応する信
号をV_IF、コンデンサ２３の電圧信号をV_Fとす
る。V_pat1は比較増幅器５１により、V_IFと比較し
偏差を生じる。この偏差量を新たな基準制御電圧
V_pat2とし、V_Fと比較増幅器５２により比較し、
その偏差量Δvにより、電圧−周波数変換回路５
３及び、電圧−通電幅変換回路５４に入力し、第
４図、第５図に示す特性により、トランジスタ４
のスイツチング周波数₁及び／又は通電幅Ｄを決
定し、オア回路５５を介してトランジスタ４のド
ライブ回路５６に入力し、トランジスタ４を駆動
する。従つて、フイラメント電流が常に設定値に
なるように、トランジスタ４の周波数と通電幅と
の組合せ又は選択により制御される。

また、トランジスタ４はオン・オフのスイツチ
ング動作をするため、トランジスタ４での損失は
電圧連続制御する場合と比較して、極めて小さ
く、大電力用のものを必要としない。さらに、動
作周波数が高いので、平滑回路も小型化する。

次に、過電流やフイラメント断線などの異常が
発生した場合の保護動作について、第６図、第７
図を用いて説明する。

第６図は、第２図の異常検出回路３１の構成
で、図中、V_FDはフイラメント断線検出電圧であ
る。過電流はV_pat1とV_IFを比較増幅器６１により
比較して検出され、フイラメント断線はV_FDと
V_IFを比較増幅器６２により比較して検出され、
どちらか一方でも検出されると、異常信号V_EMは
トランジスタ４の制御回路２８、トランジスタ５
ａ，５ｂの制御回路３０に入力され、V_pat1の信
号を異常時のV_pat1′に変化することによりV_C2は
低下する。しかし、V_C2の低下は時定数によつて
定まり応答性が遅い。そこで、第７図に示すよう
に、トランジスタ５ａ，５ｂの通電幅を定常状態
より狭くすることにより、フイラメントに伝達す
る電力を急激に小さくし、異常に対する応答性を
早く、良好な保護動作を可能とする。

本発明によれば、フイラメント電流に対応する
信号をフイードバツクし、基準制御電圧との閉ル
ープにより、制御トランジスタの周波数と通電幅
を適宜組み合わせて制御することにより、フイラ
メントを加熱するフイラメント電流を一定に保
ち、かつきめこまかく制御することができる。さ
らに、制御トランジスタでの損失が小さくでき、
大電力用のものを必要としない。また、異常発生
時に於いても、対応する応答性が早い効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の構成図、第２図は本発明に
係るＸ線管フイラメント電流供給装置の構成図、
第３図〜第７図は、第２図に示す装置の動作説明
図である。 １……交流電源、２……整流回路、３……平滑
コンデンサ、４……トランジスタ、５ａ，５ｂ…
…トランジスタ、６……加熱変圧器、７……Ｘ線
管、２４……抵抗、２５……整流器、２６……リ
アクトル、２７……コンデンサ、２８，２９，３
０……制御回路、３１……異常検出回路、５３…
…電圧−周波数変換回路、５４……電圧−通電幅
変換回路、５５……オア回路、５６……トランジ
スタ４のドライブ回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ Ｘ線管フイラメントを加熱するフイラメント
   電流供給装置において、交流電圧を直流電圧に変
   換する回路と、この直流電圧を第１のスイツチン
   グ素子と平滑回路によつて構成される回路で制御
   電圧に変換する回路と、１組の第２のスイツチン
   グ素子を交互にオン・オフを制御して前記制御電
   圧を直流から交流に変換し加熱変圧器に供給する
   スイツチング回路と、前記加熱変圧器の出力電圧
   でフイラメントが加熱制御されるＸ線管と、この
   Ｘ線管のフイラメント電流に対応した電圧と管電
   流設定値に対応した制御基準電圧とを比較し、そ
   の誤差に基づいて前記第１のスイツチング素子の
   オン・オフ動作の周波数又は通電幅の少なくとも
   一方を制御する制御回路を備えていることを特徴
   とするＸ線管フイラメント電流供給装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のフイラメント電
   流供給装置において、加熱変圧器の出力に、交流
   を直流に変換する回路と、その直流を平滑する平
   滑回路を挿入し、平滑回路の出力にＸ線管のフイ
   ラメントを接続したことを特徴とするＸ線フイラ
   メント電流供給装置。 ３ 特許請求の範囲第１項記載のフイラメント電
   流供給装置において、直流電圧を制御電圧に変換
   する回路構成は、直流電圧の正極性側に第１のス
   イツチング素子の一端を接続し、この第１のスイ
   ツチング素子の他端にダイオードのカソード側
   と、平滑回路のリアクトルを接続し、リアクトル
   の他端を制御電圧の出力端とし、この出力端に平
   滑コンデンサの正極性側を接続し、コンデンサの
   負極性側と前記ダイオードのアノード側は共に、
   直流電圧の負極性側に接続した回路構成とし、前
   記第１のスイツチング素子は、フイラメント電流
   に対応した電圧と、管電流設定値に対応した制御
   基準電圧が一致するように、スイツチング素子の
   オン・オフの周波数又は通電幅を制御することを
   特徴とするＸ線管フイラメント電流供給装置。 ４ 特許請求の範囲第３項記載のフイラメント電
   流供給装置において、前記制御回路はフイラメン
   ト電流に対応した電圧と、制御基準電圧との閉ル
   ープ内に、該フイラメント電流に対応した電圧
   と、管電流設定値に対応した制御基準電圧の誤差
   電圧を新たな制御基準電圧とし、この新たな制御
   基準電圧と制御電圧に比例した電圧とを比較し、
   この両電圧が一致するように、第１のスイツチン
   グ素子のオン・オフの周波数又は通電幅を制御す
   ることを特徴とするＸ線管フイラメント電流供給
   装置。 ５ 特許請求の範囲第１項記載のフイラメント電
   流供給装置において、前記制御回路はフイラメン
   ト電流に対応した電圧と管電流設定値に対応した
   制御基準電圧との比較、または、フイラメント断
   線検出電圧との比較から、過電流、フイラメント
   断線などの異常を判定し、制御電圧を低下させる
   と共に、直流を交流電力に交換する前記スイツチ
   ング回路の通電幅を短縮し、加熱変圧器の入力電
   力を低下させる保護回路を具備したことを特徴と
   するＸ線管フイラメント電流供給装置。