JPH04106899A - Ｘ線電源装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高周波インバータを用いたｘｍｔｍ装置に関
する。

〔従来の技術〕

近年、数ｋＨｚ〜数十ｋＦｌｚの高周波インバータを用
いたＸ線電源装置が、高速応答性、低リプル性の利点か
ら実用化されている。第５図に、従来のこの種のｘｍｔ
源装置の例を示す。蓄電池または整流器等の直流電源１
と、該直流電源１で付勢される高周波インバータ２と、
高圧トランス３と。

高圧ブリッジ整流器４とでＸ線電源装置が構成される。

通常、高圧トランス３及び整流器４は、絶縁油で充填さ
れ、且つ接地された金属性の高圧タンク５内に収容され
ている。このＸ線電源装置の出力は、正極及び負極出力
端子から２本の高圧ケーブル６．７でＸ線管８のアノー
ドＡとカソードＫに接続されている。高圧ケーブルの外
被導体６ａ、　７ａは、高圧タンク５のケースを通して
接地されている。Ｘ線管８を動作させるためには、更に
フィラメントＩＥ源が必要であるが１本発明に直接関係
がないので、説明を省略する。

この回路の動作を説明すると、インバータ２の高周波出
力電圧は、高圧トランス３の１次巻線Ｎ１に供給される
。高圧トランス３の２つの２次巻線Ｎ２．　Ｎ’２は、
同一巻数で、同一極性に直列接続され、この直列接続点
であるＸ線電源装置の出力の中性点ａは接地されている
。各２次巻線Ｎ２．　Ｎ’２で発生する電圧をＥとする
と、高圧ブリッジ整流器４の交流入力電圧は２Ｅであり
、整流電圧は２Ｅとなる。２次巻線Ｎ２．　Ｎ’２の直
列接続点が接地されているため、電源装置の正極出力電
圧は＋Ｅ、負極出力電圧は−Ｅである。これらの電圧は
。

正極及び負極の高圧ケーブル６．７により、Ｘ線管８の
アノードＡとカソードＫに供給される。このように、２
次巻線Ｎ２．　Ｎ’２の直列接続点を接地してアノード
電圧を＋Ｅ、カソード電圧を−Ｅとしているのは、高圧
絶縁構造を容易にするためである。例として、定格電圧
１２５ｋＶのＸ線管を、正または負の片側接地で電源を
構成すると、　　１２５ｋＶの絶縁構造が必要であるが
、このような中点接地であれば、　６２．５ｋＶの絶縁
構造でよい。絶縁構造は、電圧の低減によって加速度的
に容易となるので、を圧が１／２となる効果は大きい。

また、このような高周波方式のＸ線電源装置では、高圧
ケーブル６．７の芯線と接地外被導体６ａ、　７ａ間の
静電容量が充分なフィルタ作用を持ち、Ｘ線管８のアノ
ードＡ、カソードに間に印加される電圧の高周波リプル
を低減できる利点がある。この高周波リプル電圧の周波
数成分は、インバータ動作周波数の２倍であり、インバ
ータ２の周波数が高い程、リプルは低減される。このよ
うな従来のＸ線電源装置の高圧トランス３は、第６図に
示すような巻線構造をとる。鉄心９の１脚に１次巻線Ｎ
１が巻かれ、この１次巻線Ｎｌの上に２つの２次巻線Ｎ
２．　Ｎ　２が別個に巻かれる。各２次巻線Ｎ２．Ｎ’
２の巻き始め端子す、ｃは外部で接続されて中性点とな
る。

ｄ＋ｅは巻線の高圧側端子である。

〔発明が解決しようとする課題〕

これらの２次巻線Ｎ２．　Ｎ’２は、普通数千ターンと
なり、各層間に層間紙を挟み込んで巻（ため。

完全な機械化が困難であり、２つの２次巻線を製作する
コストが高くなる。また、高価な高耐圧ダイオードを４
個用いてブリッジ回路を組むため。

Ｘ線電源装置のコストを低減するのが困難であった。

〔課題を解決するだめの手段〕

本発明は以上の欠点を除去するために、高周波インバー
タを用い、正極及び負極出力電圧の中性点が接地された
Ｘ線電源装置において、該Ｘｍｔ源装置とＸ線管とを接
続するための正及び負極の高圧ケーブルのそれぞれの対
地静電容量を利用して、高圧トランスの単一の２次巻線
に対する全波倍電圧整流回路を構成したことを特徴とす
るＸ線電源装置を提供するものである。

〔作用〕

このようなＸ線電源装置によれば、従来、単にリプル低
減用フィルタとしてしか利用されなかった高圧ケーブル
の静電容量を電圧逓倍にも利用することができるので、
高圧発生部の構成を単純化して、低コスト化を図ること
ができる。

〔実施例〕

第１図は１本発明の一実施例を説明するための図であり
、第５図と同一機能のものには同一符号を付した。同図
において、直流電源１の直流電圧を高周波電圧に変換す
る高周波インバータ２の出力は、高圧タンク５内の高圧
トランス３の１次巻線Ｎｌに供給される。この高圧トラ
ンス３の２次巻線Ｎ２は単一であり２巻き始め端子が接
地されている。巻き終わり高圧端子は２個の同極性に直
列な高圧ダイオードＩｎ、　ＩＩの中点に接続されてい
る。

一方、この２個の同極性に直列な高圧ダイオード１０、
　ＩＩの両端は、それぞれカソード側が正極及びアノー
ド側が負極の高圧出力端子となり、それぞれ高圧ケーブ
ル６．７を介してＸ線管８のアノードＡ、カソードＫに
接続されている。高圧トランス３の構造の例を第２図に
示す。鉄心９の片脚に１次巻線Ｎｌが巻かれ、更にその
上に１個の２次巻線Ｎ２が巻かれている。ｆは接地され
る巻き始め端子２ｇは高圧側端子である。

第１図に示した回路において、高圧ケーブル６．７の対
地静電容量を考慮して等価回路を作ると、第３図となる
。１２．１３はそれぞれ高圧ケーブル６．７の対地静電
容量からなるコンデンサである一般的に用いられるＸ線
用の高圧ケーブルの静電容量を例えばｍ当たり２５０ｐ
Ｆとすれば、ケーブル長を各２ｍとして、コンデンサ１
２．１３の値はそれぞれ５００ｐＦとなる。この等価回
路で第１図と同一符号は同一等価要素である。この構成
は１通常の電源回路に用いられる全波倍電圧整流回路に
他ならない。この倍電圧整流回路によって、高圧トラン
ス３の２次巻線電圧Ｅは９倍電圧整流され。

Ｘ線管８に２Ｅの電圧を供給する。コンデンサ１２、１
３の中点は接地されているため、Ｘ線管８の各端子の対
地電位が管電圧の１７２であることにより、従来と同様
の絶縁構造上のメリットがある。また、Ｘ線管８のアノ
ード及びカソードに加わる耐接地の高調波リプルは、第
４図に示すように各コンデンサ１２．１３のりプル電圧
が高周波インバータ２の動作周波数と同じで、且つ互い
に逆位相であることから打ち消し合う。その結果、Ｘ線
管８のアノード・カソード間で見ると、リプル電圧は従
来のブリッジ整流の場合よりも小さくなる。

このように本発明によれば、高圧トランスの２次巻線が
１個ですみ、また高圧ダイオードの数が２個となる。そ
の代わり、電流容量は２倍となるが、高圧ダイオードは
電流容量を大きくするよりも耐電圧を上げる方が技術的
に困難であり、耐圧の高いダイオードが２個ですむ経済
的効果は大きい。また、高圧トランスの２次巻線も使用
線材を太（しなければならないが、単一ですむ経済的効
果は大きい。特に、Ｘ線電源装置では、運転時間が数秒
と短いことが多く、高圧ダイオードとトランスの２次巻
線に過負荷をかけることも可能である。尚９本発明の実
施において、Ｘ線管電圧の高周波リプル電圧をさらに低
減する必要がある場合には、正極及び負極の出力端子に
高圧ケーブルの静電容量に対し比較的に小さい容量のコ
ンデンサを付加することもよい。実験では、管電圧１０
０ｋＶ、管電流１００ｍＡを出力するのに、　２０ｋ）
ｌｘの高周波インバータと、　５０ｋＶの２次巻線電圧
を発生するトランスと、耐圧＋２５ｋＶの高圧ダイオー
ド２個と各２ｍの高圧ケーブル（各５００ｐＦ）により
、充分に実用可能な出力特性を得ることができた。

（発明の効果） 以上説明したように１本発明によれば、高圧ケーブルの
対地静電容量を利用して全波倍電圧整流回路を構成して
いるので、高圧トランスの２次巻線が１個、高圧ダイオ
ードが２個となり、且っリプル電圧を下げることが可能
となる等、経済的効果及び技術的効果が大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明の一実施例を説明するための
図、第５図及び第６図は従来例を説明するための図であ
る。 ！・・・直流電源　　　　　２・・・高周波インバータ
３・・・高圧トランス　　　４・・・高圧ブリッジ整流
器５・・・高圧タンク　　　　６．７・・・高圧ケーブ
ル８・・・Ｘ線管　　　　　　９・・・鉄心１０、１１
・・・ダイオード

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高周波インバータを用い、正極及び負極出力電圧の中性
   点が接地されたＸ線電源装置において、該Ｘ線電源装置
   とＸ線管とを接続するための正及び負極の高圧ケーブル
   のそれぞれの対地静電容量を利用して、高圧トランスの
   単一の２次巻線に対する全波倍電圧整流回路を構成した
   ことを特徴とするＸ線電源装置。