JPH0529091A - X-ray generating device - Google Patents

X-ray generating device

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JPH0529091A
JPH0529091A JP3180069A JP18006991A JPH0529091A JP H0529091 A JPH0529091 A JP H0529091A JP 3180069 A JP3180069 A JP 3180069A JP 18006991 A JP18006991 A JP 18006991A JP H0529091 A JPH0529091 A JP H0529091A
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circuit
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switching
ray tube
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Hidetoshi Kudou
英稔 工藤
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Abstract

PURPOSE:To reduce generation of switching noise and switching loss in supplying high level DC voltage obtained by increasing and rectifying AC voltage after switching DC into AC by the use of inverter system. CONSTITUTION:A plurality of resonant inverter circuits connected to a DC power supply 10 in parallel respectively 11A to 11N are arranged and variable control voltage Vc of frequency (f) corresponding to variation of output voltage Vo is applied to each inverter circuit 11A, 11B,...11N and feed-back controlled. Since respective inverter circuits 11A to 11N perform switching operation with small timing of voltage or current, switching noise can be reduced, whereby switching loss is reduced. Also with the inverter circuits 11A to 11N connected in parallel, it is possible to meet requirements of X-ray tubes having a wide variable range of output.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、インバータ回路を利用
して直交変換した電圧を昇圧,整流して得られた高圧直
流電圧をX線管に供給してX線を発生させるX線発生装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an X-ray generator for generating an X-ray by supplying a high-voltage DC voltage obtained by boosting and rectifying a voltage orthogonally converted by using an inverter circuit to an X-ray tube. Regarding

【0002】[0002]

【従来の技術】例えばX線CT装置,X線診断装置等の
ようにX線管を用いて診断を行う装置においては、X線
管からX線を発生するために高圧直流電圧を供給しなけ
ればならない。
2. Description of the Related Art In an apparatus for diagnosing using an X-ray tube such as an X-ray CT apparatus or an X-ray diagnostic apparatus, a high voltage DC voltage must be supplied to generate X-rays from the X-ray tube. I have to.

【0003】最近においては、このような高圧直流電圧
を得るために、直流電圧を入力してこれをスイッチング
して交流電圧に変換した後、この交流電圧を昇圧,整流
するような構成としたインバータ方式の高圧直流電源が
広く用いられている。このような電源によれば、信頼性
に優れた半導体素子を回路部品として用いて構成するこ
とにより、小型,軽量,高効率で動作するX線発生装置
を実現することができる。
In recent years, in order to obtain such a high DC voltage, an inverter configured to input a DC voltage, switch the DC voltage to convert the AC voltage into an AC voltage, and then boost and rectify the AC voltage. The high-voltage DC power supply system is widely used. According to such a power supply, by using a semiconductor element having excellent reliability as a circuit component, it is possible to realize an X-ray generator that operates in a small size, light weight, and high efficiency.

【0004】図7はこのようなインバータ方式を利用し
た従来のX線発生装置の構成を示すもので、1は交流電
源、2は交流電圧を直流電圧に変換するAC/DC変換
器、3は直流電圧を図8に示したような断続波形にスイ
ッチングするチョッパ回路、4は直流電圧をスイッチン
グして交流電圧に変換するインバータ回路である。5は
インバータ回路4から出力された交流電圧を高圧交流電
圧に昇圧するトランス、6は高圧交流電圧を整流して高
圧直流電圧を生成する整流回路、7は高圧直流電圧を供
給するX線管である。8は出力電圧(高圧直流電圧)V
oをモニタして、予め設定された基準電圧Vrと比較し
て両者間の誤差を検出する誤差検出回路、9は誤差電圧
に基いてこの誤差がなくなるようにチョッパ回路3を制
御するフィードバック制御回路である。
FIG. 7 shows the structure of a conventional X-ray generator using such an inverter system. 1 is an AC power supply, 2 is an AC / DC converter for converting an AC voltage into a DC voltage, and 3 is A chopper circuit 4 for switching the DC voltage into an intermittent waveform as shown in FIG. 8 is an inverter circuit for switching the DC voltage and converting it into an AC voltage. 5 is a transformer for boosting the AC voltage output from the inverter circuit 4 to a high voltage AC voltage, 6 is a rectifier circuit that rectifies the high voltage AC voltage to generate a high voltage DC voltage, and 7 is an X-ray tube that supplies the high voltage DC voltage. is there. 8 is the output voltage (high-voltage DC voltage) V
An error detection circuit for monitoring o and comparing it with a preset reference voltage Vr to detect an error therebetween, and a feedback control circuit 9 for controlling the chopper circuit 3 based on the error voltage so as to eliminate this error. Is.

【0005】以上のような構成で、X線管7に供給され
る出力電圧Voが常に誤差検出回路8によってモニタさ
れて、基準電圧Vrと比較される。ここで比較結果がV
o>Vrの関係にあったとすると、両者の誤差が制御回
路9に出力され、これに基いて制御回路9はチョッパ回
路3に対して、図8の波形においてパルス幅W1 を小さ
くするような制御電圧を加える。これによりチョッパ回
路3からインバータ回路4に出力される直流電圧が減少
され、結果として出力電圧Voが減少されるように制御
される。
With the above configuration, the output voltage Vo supplied to the X-ray tube 7 is constantly monitored by the error detection circuit 8 and compared with the reference voltage Vr. Here, the comparison result is V
If there is a relationship of o> Vr, the error between them is output to the control circuit 9, and based on this, the control circuit 9 controls the chopper circuit 3 to reduce the pulse width W1 in the waveform of FIG. Apply voltage. As a result, the DC voltage output from the chopper circuit 3 to the inverter circuit 4 is reduced, and as a result, the output voltage Vo is controlled to be reduced.

【0006】一方、比較結果がVo<Vrの関係にあっ
たとすると、両者の誤差が制御回路9に出力され、これ
に基いて制御回路9はチョッパ回路3に対して図8の波
形においてパルス幅W1 を大きくするような制御電圧を
加える。これによりチョッパ回路3からインバータ回路
4に出力される直流電圧が増加され、結果として出力電
圧Voが増加するようになる。このような制御動作の繰
返しによって、出力電圧Voは常に基準電圧Vrと等し
くなるような方向に自動的に調整される。
On the other hand, if the comparison result has a relationship of Vo <Vr, the error between them is output to the control circuit 9, and based on this, the control circuit 9 sends the pulse width to the chopper circuit 3 in the waveform of FIG. A control voltage that increases W1 is applied. As a result, the DC voltage output from the chopper circuit 3 to the inverter circuit 4 is increased, and as a result, the output voltage Vo is increased. By repeating such a control operation, the output voltage Vo is automatically adjusted in the direction such that it is always equal to the reference voltage Vr.

【0007】このように出力電圧Voが変動すると、常
に基準電圧Vrとの誤差が検出され、この誤差に基いて
チョッパ回路3の出力電圧のパルス幅Wを制御すること
により、入力側から出力側に伝達されるパワーを調整す
るようなフィードバック制御が行われるので、X線管7
に供給される高圧直流電圧の安定化が図れる。
When the output voltage Vo fluctuates in this way, an error from the reference voltage Vr is always detected, and the pulse width W of the output voltage of the chopper circuit 3 is controlled based on this error, so that the input side to the output side are controlled. Feedback control is performed to adjust the power transmitted to the X-ray tube 7.
It is possible to stabilize the high-voltage DC voltage supplied to the.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところで従来のX線発
生装置では、チョッパ回路3において入力直流電圧のス
イッチングを行うとき比較的大きな電圧を断続するの
で、スイッチングノイズが発生するという問題がある。
例えば商用交流電源を利用するときは、100V入力の
場合はAC/DC変換器2から出力された約130Vの
直流電圧をスイッチングすることになり、あるいは20
0V入力の場合はAC/DC変換器2から出力された約
250Vの直流電圧をスイッチングすることになるの
で、スイッチングノイズの発生が避けられない。
By the way, in the conventional X-ray generator, a relatively large voltage is interrupted when switching the input DC voltage in the chopper circuit 3, which causes a problem that switching noise occurs.
For example, when using a commercial AC power supply, in the case of 100V input, the DC voltage of about 130V output from the AC / DC converter 2 is switched, or 20
In the case of 0V input, a DC voltage of about 250V output from the AC / DC converter 2 is switched, so that switching noise is unavoidable.

【0009】このため医療機関においては近接して設置
してある他の医療機器に対してそのノイズが与える影響
が無視できなくなる。またそのように比較的大きな電圧
をスイッチングすることにより、スイッチング損失も大
きくなるので効率が低下するようになる。
Therefore, in a medical institution, the influence of the noise on other medical devices installed close to each other cannot be ignored. Further, by switching a relatively large voltage in this way, switching loss also increases, resulting in a decrease in efficiency.

【0010】本発明は以上のような問題に対処してなさ
れたもので、スイッチングノイズ及びスイッチング損失
の低減を図るようにしたX線発生装置を提供することを
目的とするものである。
The present invention has been made in consideration of the above problems, and an object of the present invention is to provide an X-ray generation device capable of reducing switching noise and switching loss.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、直流電圧を交流電圧に変換し、この交流電
圧を昇圧した後整流して得られた高圧直流電圧をX線管
に供給してX線を発生させるX線発生装置において、直
流電源と、この直流電源から出力された直流電圧を共通
に入力して交流電圧に変換する互いに並列接続された複
数の共振形インバータ回路と、この各共振形インバータ
回路から出力された各交流電圧を昇圧した後高圧直流電
圧に変換して互いに加えてX線管に供給する高圧直流生
成回路と、前記並列接続された複数の共振形インバータ
回路を同期して制御するクロック信号を発生するインバ
ータ制御回路とを備えたことを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the present invention converts a DC voltage into an AC voltage, boosts the AC voltage, and then rectifies the resulting high DC voltage to an X-ray tube. In an X-ray generator for supplying and generating X-rays, a DC power supply and a plurality of resonant inverter circuits connected in parallel to each other for commonly inputting a DC voltage output from the DC power supply and converting the AC voltage into an AC voltage. A high-voltage direct-current generating circuit for boosting the alternating-current voltage output from each resonant-type inverter circuit, converting it to a high-voltage direct-current voltage, adding it to each other, and supplying it to an X-ray tube; An inverter control circuit for generating a clock signal for controlling the circuit in synchronization is provided.

【0012】[0012]

【作用】チョッパ回路を省略し、複数の共振形インバー
タ回路を用いて互いに並列接続して共通に直流電圧を入
力する。スイッチングされて出力された各交流電圧は、
昇圧後高圧直流電圧に変換され互いに加えられてX線管
に供給される。これによって共振形インバータ回路は小
さな電圧又は電流のタイミングでスイッチングするよう
に動作するので、スイッチングノイズを低減することが
でき、これに伴いスイッチング損失も低減することがで
きる。また共振形インバータ回路を複数並列接続するこ
とにより、広い出力の可変範囲を有するX線管の要求に
対処させることができる。さらに複数の共振形インバー
タ回路を並列接続しても各々の同期を容易にとって制御
することができる。
The chopper circuit is omitted, and a plurality of resonance type inverter circuits are used to connect in parallel with each other to input a common DC voltage. Each alternating voltage output after being switched is
After being boosted, they are converted into a high voltage DC voltage, added to each other and supplied to the X-ray tube. As a result, the resonant inverter circuit operates so as to switch at a timing of a small voltage or current, so that switching noise can be reduced and switching loss can be reduced accordingly. Further, by connecting a plurality of resonant inverter circuits in parallel, it is possible to meet the demand for an X-ray tube having a wide output variable range. Furthermore, even if a plurality of resonant inverter circuits are connected in parallel, the synchronization of each can be controlled easily.

【0013】[0013]

【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0014】図1は本発明のX線発生装置の実施例を示
すブロック図で、1は商用電源等から成る交流電源、2
は交流電圧を直流電圧に変換するAC/DC変換器で、
これら電源1及び変換器2でもって共通の直流電源10
が構成される。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an X-ray generator according to the present invention, in which 1 is an AC power source composed of a commercial power source, 2
Is an AC / DC converter that converts AC voltage to DC voltage,
DC power supply 10 common to these power supply 1 and converter 2
Is configured.

【0015】11は互いに並列接続された複数のユニッ
ト11A,11B,…11Nから成る共振形インバータ
回路で各ユニットはそれら直流電源10に共通に接続さ
れる。5はトランスで各ユニット11A,11B,…1
1Nに対応した複数個5A,5B,…5Nから構成され
ている。6は整流回路で各トランス5A,5B,…5N
に対応した複数個6A,6B,…6Nから構成されてい
る。各整流回路6の出力は互いが加わるように共通に接
続され、これにX線管7が接続される。
Reference numeral 11 denotes a resonant inverter circuit composed of a plurality of units 11A, 11B, ... 11N connected in parallel with each other, and each unit is commonly connected to the DC power supply 10. 5 is a transformer for each unit 11A, 11B, ... 1
It is composed of a plurality of 5A, 5B, ... 5N corresponding to 1N. 6 is a rectifier circuit for each transformer 5A, 5B, ... 5N
.. 6N corresponding to. The outputs of the rectifier circuits 6 are commonly connected so as to add each other, and the X-ray tube 7 is connected thereto.

【0016】8はX線管7に供給される出力電圧(高圧
直流電圧)Voをモニタして、予め設定された基準電圧
Vrと比較して両者間の誤差を検出する誤差検出回路、
12は誤差電圧に基いてこの誤差がなくなるように各共
振形インバータ回路11(11A,11B,…11N)
に可変周波数fの制御電圧Vcを加えて制御するフィー
ドバック制御回路である。
An error detection circuit 8 monitors the output voltage (high voltage DC voltage) Vo supplied to the X-ray tube 7 and compares it with a preset reference voltage Vr to detect an error between the two.
Reference numeral 12 is each resonance type inverter circuit 11 (11A, 11B, ... 11N) so that this error is eliminated based on the error voltage.
Is a feedback control circuit for controlling by adding a control voltage Vc of a variable frequency f to

【0017】図2はフィードバック制御回路12の構成
を示すもので、この制御回路12は各共振形インバータ
回路11A,11B,…11Nに対応して設けられ各々
にクロック信号として動作する周波数fの制御電圧Vc
を加える複数のVCO(電圧制御形発振回路)14A,
14B,…14Nと、各VCOに出力する電圧Vcoを
制御してその発振周波数fを調整するためのVCOゲイ
ン制御回路15と、各共振形インバータの動作が制限内
で行われるような動作開始信号をVCOゲイン制御回路
15に出力するソフトスタート制御回路16と、X線管
7の出力条件に応じて必要なVCOのみを選択する駆動
選択回路17とから構成されている。このフィードバッ
ク制御回路12は複数の並列接続された共振形インバー
タ回路11A,11B,…11Nを容易に同期させて動
作させるために用いられている。図3はVCOの原理の
一例を説明するもので、可変容量ダイオードDoとイン
ダクタンスLoとが並列共振回路を構成している。可変
容量ダイオードDoに対して図の極性で制御電圧Vco
を加えて可変することにより、このダイオードDoの容
量が変化する。よって制御電圧Vcoを可変することに
より発振周波数fを可変させることができる。またソフ
トスタート制御回路16はスタート時後述のように各共
振形インバータ回路のスイッチング動作を制約する周波
数fの上限値を越えるような制御電圧Vcが出力され
て、動作が不安定になるのを防止するために用いられて
いる。
FIG. 2 shows the configuration of the feedback control circuit 12. The control circuit 12 is provided corresponding to each of the resonance type inverter circuits 11A, 11B, ... 11N and controls the frequency f which operates as a clock signal. Voltage Vc
A plurality of VCOs (voltage controlled oscillator circuits) 14A,
14B, ... 14N, a VCO gain control circuit 15 for controlling the voltage Vco output to each VCO to adjust the oscillation frequency f thereof, and an operation start signal such that the operation of each resonant inverter is performed within the limits. To a VCO gain control circuit 15 and a drive selection circuit 17 that selects only a required VCO according to the output condition of the X-ray tube 7. The feedback control circuit 12 is used to easily synchronize and operate a plurality of resonant inverter circuits 11A, 11B, ... 11N connected in parallel. FIG. 3 illustrates an example of the principle of the VCO. The variable capacitance diode Do and the inductance Lo form a parallel resonance circuit. The control voltage Vco is applied to the variable capacitance diode Do in the polarity shown in the figure.
The capacitance of the diode Do is changed by adding and changing. Therefore, the oscillation frequency f can be changed by changing the control voltage Vco. Further, the soft start control circuit 16 prevents the control voltage Vc from exceeding the upper limit value of the frequency f which restricts the switching operation of each resonance type inverter circuit at the time of start and becomes unstable as described later. It is used to

【0018】共振形インバータ回路11はその一構成例
を示すと、図4のように前記制御電圧Vcによってオ
ン,オフが制御されるスイッチングトランジスタTRA
と、このトランジスタTRA に並列接続されたダイオー
ドDA と、トランジスタTRAに直列接続されたコンデ
ンサCA とから構成されている。またこのコンデンサC
A はトランス5AのインダクタンスLと共振回路を構成
している。
The resonance type inverter circuit 11 is shown in FIG.
, A diode DA connected in parallel with the transistor TRA, and a capacitor CA connected in series with the transistor TRA. Also this capacitor C
A constitutes a resonance circuit with the inductance L of the transformer 5A.

【0019】トランジスタTRA には図6に示したよう
にパルス幅W2が一定で周期Tcが可変する可変周波数
f(=1/Tc)の制御電圧Vcが加えられる。そして
周波数fを可変してトランジスタTRA のオンする時間
を制御することにより、いわゆる周波数変調を行うこと
によって入力側から出力側に伝達されるパワーを調整す
るように構成されている。
As shown in FIG. 6, a control voltage Vc having a variable frequency f (= 1 / Tc) with a constant pulse width W2 and a variable period Tc is applied to the transistor TRA. The frequency f is varied to control the turn-on time of the transistor TRA to adjust the power transmitted from the input side to the output side by so-called frequency modulation.

【0020】コンデンサCとインダクタンスLとによっ
て決まる時定数に比較して、パルス幅W2 の時間を十分
大きく設定することによりトランジスタTRA に流れる
電流Iの値が十分小さくなったタイミングでトランジス
タTRA をオフさせることができる。よってスイッチン
グノイズを低減させることが可能となる。
Compared with the time constant determined by the capacitor C and the inductance L, the transistor TRA is turned off when the value of the current I flowing through the transistor TRA becomes sufficiently small by setting the time of the pulse width W2 sufficiently large. be able to. Therefore, switching noise can be reduced.

【0021】図4はまたトランジスタTRA がオン時の
等価回路を示しており、コンデンサCA が徐々に充電さ
れると共にトランジスタTRA の電流Iは図6の正側の
ようにインダクタンスLの存在により徐々に減少してく
る。なおこのときの特性Nの勾配はコンデンサCA とイ
ンダクタンスLとの時定数によって決まる。
FIG. 4 also shows an equivalent circuit when the transistor TRA is on. The capacitor CA is gradually charged and the current I of the transistor TRA is gradually increased due to the presence of the inductance L as shown in the positive side of FIG. It is decreasing. The slope of the characteristic N at this time is determined by the time constant of the capacitor CA and the inductance L.

【0022】図5はトランジスタTRA がオフ時の等価
回路を示しており、トランジスタTRA の電流Iは図6
の負側に切換えられた以後コンデンサCA の放電電流が
矢印YのようにダイオードDA を介して流れる。以上の
ようなオン,オフ動作が各ユニットにおいて制御電圧V
cが加えられる各周期Tcごとに繰返される。次に本実
施例の作用を説明する。
FIG. 5 shows an equivalent circuit when the transistor TRA is off, and the current I of the transistor TRA is shown in FIG.
After being switched to the negative side of, the discharge current of the capacitor CA flows through the diode DA as shown by the arrow Y. The on / off operation as described above is performed by the control voltage V in each unit.
It is repeated for each cycle Tc to which c is added. Next, the operation of this embodiment will be described.

【0023】なお複数の共振形インバータ回路11の動
作は全く同じように行われるので、このうち一構成例で
あるユニット11Aの作用を代表して説明するものとす
る。X線管7に供給される出力電圧Voが常に誤差検出
回路8によってモニタされて、基準電圧Vrと比較され
る。ここで比較結果がVo>Vrの関係にあったとする
と、両者の誤差がフィードバック制御回路12に出力さ
れ、これに基いて制御回路12は共振形インバータ回路
11AのトランジスタTRA に対して、図6の波形にお
いて周波数fを低くするような(パルス数が少なくな
る)制御電圧Vcを加える。これによりトランジスタT
RA のオンする時間は短くなるので、伝達されるパワー
は減少するため結果として出力電圧Voが減少されるよ
うに制御される。
Since the plurality of resonant inverter circuits 11 operate in exactly the same manner, the operation of the unit 11A which is one of the structural examples will be described as a representative. The output voltage Vo supplied to the X-ray tube 7 is constantly monitored by the error detection circuit 8 and compared with the reference voltage Vr. Assuming that the comparison result has a relation of Vo> Vr, the error between the two is output to the feedback control circuit 12, and based on this, the control circuit 12 compares the transistor TRA of the resonance type inverter circuit 11A with that of FIG. A control voltage Vc that lowers the frequency f in the waveform (reduces the number of pulses) is applied. As a result, the transistor T
Since the turn-on time of RA is shortened, the transmitted power is reduced, and as a result, the output voltage Vo is controlled to be reduced.

【0024】一方、比較結果がVo<Vrの関係にあっ
たとすると、両者の誤差が制御回路12に出力され、こ
れに基いて制御回路12は共振形インバータ回路11A
のトランジスタTRA に対して、図6の波形において周
波数fを高くするような(パルス数が多くなる)制御電
圧Vcを加える。これによりトランジスタTRA のオン
する時間は長くなるので、伝達されるパワーは増加する
ため結果として出力電圧Voが増加するように制御され
る。
On the other hand, if the comparison result has a relationship of Vo <Vr, the error between the two is output to the control circuit 12, and based on this, the control circuit 12 causes the resonant inverter circuit 11A.
A control voltage Vc for increasing the frequency f in the waveform of FIG. 6 (increasing the number of pulses) is applied to the transistor TRA of FIG. As a result, the transistor TRA is turned on for a long time, and the power to be transmitted is increased. As a result, the output voltage Vo is controlled to be increased.

【0025】このように出力電圧Voが変動すると、常
に基準電圧Vrとの誤差が検出され、この誤差に基いて
共振形インバータ回路11Aに対してトランジスタTR
A に加える制御電圧Vcの周波数fを変化させることに
より、入力側から出力側に伝達されるパワーを調整する
ようなフィードバック制御が行われるので、X線管7に
供給される高圧直流電圧の安定化が図られる。他のユニ
ットに対しても同様な制御が行われる。
When the output voltage Vo fluctuates in this way, an error with respect to the reference voltage Vr is always detected, and based on this error, the transistor TR for the resonant inverter circuit 11A is detected.
By changing the frequency f of the control voltage Vc applied to A, feedback control is performed to adjust the power transmitted from the input side to the output side, so that the high-voltage DC voltage supplied to the X-ray tube 7 is stabilized. Be promoted. Similar control is performed for other units.

【0026】このように共振形インバータ回路11の動
作を周波数変調して制御する場合、特に本実施例によれ
ばインバータ回路として共振形を利用することにより、
スイッチング動作を行うトランジスタのオンからオフへ
の切換えを電圧又は電流の小さいタイミングで行われる
ので、スイッチングノイズを低減することができ、また
これに伴ってスイッチング損失を低減することができ
る。従って効率の向上により電力の上でランニングコス
トの低下が見込める。また近接した位置に設置してある
他の医療機器に対するノイズの影響を抑えることができ
るようになる。さらに本実施例によれば、共振形インバ
ータ回路を複数並列接続することにより、次のような効
果が得られる。以下これについて説明する。
When the operation of the resonance type inverter circuit 11 is frequency-modulated and controlled in this way, in particular, according to the present embodiment, by using the resonance type as the inverter circuit,
Since the transistor that performs the switching operation is switched from on to off at a timing when the voltage or current is small, switching noise can be reduced, and accordingly, switching loss can be reduced. Therefore, the improvement of efficiency is expected to reduce the running cost in terms of electric power. Further, it becomes possible to suppress the influence of noise on other medical devices installed in close proximity. Further, according to this embodiment, the following effects can be obtained by connecting a plurality of resonant inverter circuits in parallel. This will be described below.

【0027】例えばX線CT装置で用いられるX線管
は、被検体の撮影部位に応じて、あるいは同一部分であ
ってもその組織の厚さの大小等に応じて、X線曝射条件
が可変されるように構成されている。一例として同一部
位を撮影する場合でもその組織厚さが大の被検体と小の
被検体とでは、同一X線曝射条件で撮影しても得られる
画質は異なってくる。このため組織厚が大の被検体に対
してはノイズの影響を避けて優れた画質が得られるよう
に、X線量を大となすようなX線曝射条件で撮影が行わ
れる。このようなX線曝射を行うX線管に設定される出
力すなわち管電圧及び管電流の定格は、例えば120K
V,50mAあるいは120KV,300mAのように
設定される。
For example, an X-ray tube used in an X-ray CT apparatus has different X-ray irradiation conditions depending on the region to be imaged of the subject, or even the same portion depending on the thickness of the tissue. It is configured to be variable. As an example, even when the same region is imaged, the image quality obtained by imaging under the same X-ray exposure condition differs between a subject having a large tissue thickness and a subject having a small tissue thickness. Therefore, for an object having a large tissue thickness, radiography is performed under the X-ray exposure condition such that the X-ray dose is large so that an excellent image quality can be obtained while avoiding the influence of noise. The rating of the output, that is, the tube voltage and the tube current set for the X-ray tube that performs such X-ray irradiation is, for example, 120K.
It is set as V, 50 mA or 120 KV, 300 mA.

【0028】ここでこのようにX線管に与えられる定格
出力の可変範囲は、これに加えられる出力電圧Voによ
って決定され、共振形インバータ回路を用いた場合はこ
れに加えられる制御電圧Vcの周波数fの可変範囲で定
格出力の範囲は決定される。周波数fの下限は可聴周波
数を避ける値で決められ例えば15KHzが選ばれる。
一方、周波数fの上限はスイッチングトランジスタTR
A の性能によって決められ例えば30KHzが選ばれ
る。これら15KHz,30KHzは説明を理解し易く
するため選んだものであり、必ずしも実状を反映してい
ない。
The variable range of the rated output given to the X-ray tube is determined by the output voltage Vo applied to the X-ray tube, and when the resonance type inverter circuit is used, the frequency of the control voltage Vc added thereto. The range of rated output is determined by the variable range of f. The lower limit of the frequency f is determined by a value that avoids audible frequencies, and for example, 15 KHz is selected.
On the other hand, the upper limit of the frequency f is the switching transistor TR.
For example, 30 KHz is selected depending on the performance of A. These 15 KHz and 30 KHz are selected for easy understanding of the explanation, and do not necessarily reflect the actual situation.

【0029】このようにスイッチングトランジスタTR
A の制御電圧Vcの周波数fの下限を15KHz、上限
を30KHzに設定したとすると、下限と上限との比は
2倍となる。従ってこれによって制御される出力電圧V
o、ひいてはX線管の定格出力の可変範囲も2倍に制約
されることになる。一例として可変範囲として120K
V,50mA乃至120KV,300mAの性能を有す
るX線管があった場合、可変範囲が2倍に制約されると
いうことは、120KV,50mAから120KV,1
00mAの間の定格出力しか得られないことを示してお
り、このX線管の性能を十分に発揮させられないことに
なる。
Thus, the switching transistor TR
If the lower limit of the frequency f of the control voltage Vc of A is set to 15 KHz and the upper limit is set to 30 KHz, the ratio between the lower limit and the upper limit is doubled. Therefore, the output voltage V controlled by this
Therefore, the variable range of the rated output of the X-ray tube is also restricted to double. As an example, the variable range is 120K
In the case of an X-ray tube having a performance of V, 50 mA to 120 KV, 300 mA, the variable range is restricted to double that 120 KV, 50 mA to 120 KV, 1
This shows that only the rated output between 00 mA can be obtained, and the performance of this X-ray tube cannot be fully exhibited.

【0030】このような場合本実施例によれば、共振形
インバータ回路11を3個並列接続すれば、X線管に対
して定格出力を1個のインバータ回路の場合に比べて3
倍に拡大することができ、120KV,50mA乃至1
20KV,300mAの全性能を発揮させるように対処
させることができるようになる。
In such a case, according to the present embodiment, when three resonant inverter circuits 11 are connected in parallel, the rated output for the X-ray tube is 3 when compared with the case of one inverter circuit.
Can be doubled, 120KV, 50mA to 1
It will be possible to deal with it so that it will exhibit the full performance of 20 KV and 300 mA.

【0031】さらにまた本実施例によれば、複数の共振
形インバータ回路11A,11B,…11Nを並列接続
して動作させる場合、フィードバック制御回路12のV
CO14A,14B,…14Nから各対応したインバー
タ回路にクロック信号として動作する制御電圧Vcを加
えることにより、各インバータ回路を容易に同期して動
作させることができる。クロック信号は誤差検出回路8
から出力された誤差信号に応じた周波数に制御されてい
るので、これによって各インバータ回路を効率良く動作
させることができる。
Further, according to this embodiment, when a plurality of resonant inverter circuits 11A, 11B, ... 11N are connected in parallel and operated, V of the feedback control circuit 12 is increased.
By applying a control voltage Vc that operates as a clock signal to each corresponding inverter circuit from the COs 14A, 14B, ... 14N, each inverter circuit can be easily operated in synchronization. The clock signal is the error detection circuit 8
Since the frequency is controlled according to the error signal output from the inverter circuit, this allows each inverter circuit to operate efficiently.

【0032】共振形インバータ回路11の並列接続すべ
き数は目的,用途等に応じて任意に設定することができ
る。またX線管の定格出力も一例を示したものであり、
種々の定格出力に対処させることが可能である。
The number of resonance-type inverter circuits 11 to be connected in parallel can be arbitrarily set according to the purpose, application and the like. The rated output of the X-ray tube is also an example,
It is possible to deal with various rated outputs.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、チョ
ッパ回路を省略して共振形インバータ回路を複数並列接
続するようにしたので、スイッチングノイズ及びスイッ
チング損失の低減を図ることができ、また広い出力可変
範囲を有するX線管の要求に対処させることができる。
さらに並列接続された複数の共振形インバータ回路の同
期を容易にとることができる。
As described above, according to the present invention, since the chopper circuit is omitted and a plurality of resonant inverter circuits are connected in parallel, it is possible to reduce switching noise and switching loss. It is possible to meet the demand for an X-ray tube having a wide output variable range.
Furthermore, it is possible to easily synchronize a plurality of resonant inverter circuits connected in parallel.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のX線発生装置の実施例を示すブロック
図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an X-ray generator of the present invention.

【図2】本実施例装置に用いられるフィートバック制御
回路の構成を示す結線図である。
FIG. 2 is a connection diagram showing a configuration of a footback control circuit used in the device of this embodiment.

【図3】図2のフィードバック制御回路に用いられるV
COの動作原理の説明図である。
FIG. 3 is a diagram showing V used in the feedback control circuit of FIG.
It is explanatory drawing of the operating principle of CO.

【図4】本実施例装置に用いられる共振形インバータ回
路の構成及びオン時の等価回路を示す結線図である。
FIG. 4 is a connection diagram showing a configuration of a resonant inverter circuit used in the device of the present embodiment and an equivalent circuit at the time of turning on.

【図5】本実施例装置に用いられる共振形インバータ回
路のオフ時の等価回路を示す結線図である。
FIG. 5 is a connection diagram showing an equivalent circuit of a resonant inverter circuit used in the device of the present embodiment when it is off.

【図6】本実施例装置に用いられる共振形インバータ回
路の動作原理を説明する波形図である。
FIG. 6 is a waveform diagram for explaining the operating principle of the resonant inverter circuit used in the device of this embodiment.

【図7】従来装置の構成を示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a conventional device.

【図8】従来装置に用いられるチョッパ回路の動作原理
を示す波形図である。
FIG. 8 is a waveform diagram showing the operating principle of the chopper circuit used in the conventional device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

7 X線管 8 誤差検出回路 10 直流電源 11,11A,11B,…11N 共振形インバータ回
路 12 フィードバック制御回路 14,14A,14B,…14N VCO(電圧制御形
発振回路) 15 VCOゲイン制御回路
7 X-ray tube 8 Error detection circuit 10 DC power supply 11, 11A, 11B, ... 11N Resonance type inverter circuit 12 Feedback control circuit 14, 14A, 14B, ... 14N VCO (voltage control type oscillation circuit) 15 VCO gain control circuit

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】 直流電圧を交流電圧に変換し、この交流
電圧を昇圧した後整流して得られた高圧直流電圧をX線
管に供給してX線を発生させるX線発生装置において、
直流電源と、この直流電源から出力された直流電圧を共
通に入力して交流電圧に変換する互いに並列接続された
複数の共振形インバータ回路と、この各共振形インバー
タ回路から出力された各交流電圧を昇圧した後高圧直流
電圧に変換して互いに加えてX線管に供給する高圧直流
生成回路と、前記並列接続された複数の共振形インバー
タ回路を同期して制御するクロック信号を発生するイン
バータ制御回路とを備えたことを特徴とするX線発生装
置。
Claim: What is claimed is: 1. A high-voltage DC voltage obtained by converting a DC voltage into an AC voltage, boosting the AC voltage, and then rectifying the AC voltage to an X-ray tube to generate X-rays. In the line generator,
DC power supply, a plurality of resonance type inverter circuits connected in parallel to each other for commonly inputting the DC voltage output from this DC power supply and converting it into an AC voltage, and each AC voltage output from each resonance type inverter circuit Inverter control for generating a clock signal for synchronously controlling a plurality of resonance type inverter circuits connected in parallel to each other An X-ray generator including a circuit.
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