JPH0547493A - Inverter type x-ray high voltage device - Google Patents

Inverter type x-ray high voltage device

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JPH0547493A
JPH0547493A JP23111291A JP23111291A JPH0547493A JP H0547493 A JPH0547493 A JP H0547493A JP 23111291 A JP23111291 A JP 23111291A JP 23111291 A JP23111291 A JP 23111291A JP H0547493 A JPH0547493 A JP H0547493A
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JP
Japan
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inverter
voltage
transistor
phase
ray
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Application number
JP23111291A
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Japanese (ja)
Inventor
Keishin Hatakeyama
敬信 畠山
Hideki Uemura
秀記 植村
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Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Original Assignee
Hitachi Medical Corp
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Publication date
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Publication of JPH0547493A publication Critical patent/JPH0547493A/en
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Abstract

PURPOSE:To improve X-ray output and the ray quality in an inverter type X-ray high voltage device by suppressing a drop, pulsation, fluctuation in tube voltage due to dropping of inverter input voltage generated each time the inverter is switched, and whereby stabilizing the tube voltage. CONSTITUTION:A phase setting circuit 9 for determining operational phase of a transistor of an inverter 2 based on setting signal of such as tube voltage and tube current, a phase control circuit 10 for reversing the transistors of right string as well as of left string of the inverter 2, and for having them alternately worked, and a capacitor 7 serving as an input voltage fluctuation suppression means for compensating dropping of input voltage of the inverter, or a serial connected body between the capacitor 7 and a resistance 8, are provided in an inverter-type X-ray high voltage device. The size and the weight of the entire device are thus reduced, and the output voltage to the load in a wide region is stably controlled.

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、インバータを用いてX
線管に高電圧を印加するインバータ式高電圧装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention uses an inverter for X
The present invention relates to an inverter type high voltage device that applies a high voltage to a wire tube.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、インバータ式X線高電圧装置
は、直流電源電圧を高周波交流に変換するインバータ
と、このインバータの出力電圧を昇圧する高電圧変圧器
と、この高電圧変圧器の出力電圧を整流する整流回路
と、この整流回路の出力電圧が印加されるX線管とを有
して構成されている。
2. Description of the Related Art In general, an inverter type X-ray high voltage apparatus includes an inverter for converting a DC power supply voltage into a high frequency AC, a high voltage transformer for boosting the output voltage of the inverter, and an output voltage of the high voltage transformer. And an X-ray tube to which the output voltage of the rectifier circuit is applied.

【0003】このようなX線高電圧装置の小型、軽量化
を図るには、上記の高電圧変圧器を小型、軽量のものと
することが最も有効である。そして、この高電圧変圧器
への入力電圧の周波数を高くすることによって高電圧変
圧器の小型、軽量化を図ることができる。そして、この
ような高電圧変圧器への入力を高周波化する手段とし
て、従来、米国特許第4225788号明細書に開示さ
れている直列共振型インバータを用いたものがある。こ
れは、高電圧変圧器の漏れインダクタンスと、これに直
列に接続された共振用コンデンサとの共振を利用したも
ので、インバータの周波数を制御して負荷としてのX線
管に供給する電圧を制御するようになっている。また、
特開昭63−190556号公報に記載されているよう
に、共振型インバータの対向する二組のスイッチング素
子のオン・オフに位相差を付けることによってインバー
タ電流を遮断し、出力電圧を制御するものもある。
In order to reduce the size and weight of such an X-ray high-voltage device, it is most effective to make the above high-voltage transformer small and lightweight. Then, by increasing the frequency of the input voltage to the high voltage transformer, it is possible to reduce the size and weight of the high voltage transformer. Then, as a means for increasing the frequency of the input to such a high voltage transformer, there is conventionally one using a series resonance type inverter disclosed in US Pat. No. 4,225,788. This utilizes the resonance of the leakage inductance of the high-voltage transformer and the resonance capacitor connected in series with it, and controls the frequency of the inverter to control the voltage supplied to the X-ray tube as a load. It is supposed to do. Also,
As described in Japanese Patent Laid-Open No. 63-190556, the inverter current is cut off and the output voltage is controlled by providing a phase difference between ON and OFF of two sets of opposing switching elements of the resonant inverter. There is also.

【0004】しかし、上記米国特許第4225788号
明細書に記載されたものにおいては、出力を小さくする
ためにインバータ周波数を低くすると、高電圧変圧器に
印加される電圧の時間積分値が大きくなるため、高電圧
変圧器の小型化に限界がある。これは、特開昭63−1
90556号に記載されている方法で、より小型のもの
が可能である。図5は特開昭63−190556号に記
載されている方法によるX線高電圧装置の回路図であ
る。このX線高電圧装置は、二次電池などの直流電源1
と、インバータ2と、高電圧変圧器3と、共振コンデン
サ6と、整流器4と、X線管5とを有している。
However, in the above-mentioned US Pat. No. 4,225,788, when the inverter frequency is lowered to reduce the output, the time integral value of the voltage applied to the high voltage transformer increases. , There is a limit to miniaturization of high voltage transformers. This is disclosed in JP-A-63-1.
Smaller ones are possible with the method described in 90556. FIG. 5 is a circuit diagram of an X-ray high voltage apparatus according to the method described in JP-A-63-190556. This X-ray high-voltage device is a DC power supply 1 such as a secondary battery.
It has an inverter 2, a high-voltage transformer 3, a resonance capacitor 6, a rectifier 4, and an X-ray tube 5.

【0005】上記インバータ2は、上記直流電源1から
の直流を交流に変換するもので、該直流電源1の正極に
接続された第一のスイッチとしてのトランジスタTr1
及びその負極に接続された第二のスイッチとしてのトラ
ンジスタTr2からなる第一の直列接続体と、上記トラ
ンジスタTr1とトランジスタTr2に並列に設けられた
第三のスイッチとしてのトランジスタTr3及び第四の
スイッチとしてのトランジスタTr4からなる第二の直
列接続体と、上記各トランジスタTr1〜Tr4にそれぞ
れ逆並列接続されたダイオードD1〜D4とからなる。な
お、上記各トランジスタTr1〜Tr4は、それぞれベー
ス電流を流すことによってターンオンするようになって
いる。また、トランジスタTr1〜Tr4の各々にはスナ
バ回路が接続されているがここでは省略する。
The inverter 2 converts direct current from the direct current power source 1 into alternating current, and is a transistor Tr 1 as a first switch connected to the positive electrode of the direct current power source 1.
And a first series connection body composed of a transistor Tr 2 as a second switch connected to the negative electrode thereof, a transistor Tr 3 as a third switch provided in parallel with the transistor Tr 1 and the transistor Tr 2 , and It is composed of a second series connection body composed of a transistor Tr 4 as a fourth switch, and diodes D 1 to D 4 respectively connected in antiparallel to the respective transistors Tr 1 to Tr 4 . Each of the above transistors Tr 1 to Tr 4 is adapted to turn on by passing a respective base currents. Further, each of the transistors Tr 1 to Tr 4 is omitted here but the snubber circuit is connected.

【0006】高電圧変圧器3は、上記インバータ2の出
力側に接続され該インバータ2からの出力電圧を昇圧す
るもので、所定の巻数比を有すると共に、漏れインダク
タンスLs及び浮遊容量Csを有している。そして、高
電圧変圧器3の一次巻線には直列に共振コンデンサ6が
接続されている。この高電圧変圧器3の一次巻線と直列
に接続された共振コンデンサ6の静電容量Crと前記高
電圧変圧器3の漏れインダクタンスLsとが共振素子と
して用いられる。なお、直列共振とするために、上記高
電圧変圧器3の浮遊容量Csは上記共振コンデンサ6の
静電容量Crより非常に小さい値に設定されている。整
流器4は、上記高電圧変圧器3からの出力電圧を全波整
流して直流に変換するもので、四つのダイオードD5
8からなる。そして、上記整流器4の出力側には、X
線管5が接続されている。また、Chは上記整流器4の
出力電圧をX線管5に印加するための高電圧ケーブルの
静電容量であり、該整流器4からの出力電圧を平滑する
ものである。
The high-voltage transformer 3 is connected to the output side of the inverter 2 and boosts the output voltage from the inverter 2. The high-voltage transformer 3 has a predetermined turn ratio and has a leakage inductance Ls and a stray capacitance Cs. ing. A resonant capacitor 6 is connected in series to the primary winding of the high voltage transformer 3. The capacitance Cr of the resonance capacitor 6 and the leakage inductance Ls of the high voltage transformer 3 connected in series with the primary winding of the high voltage transformer 3 are used as a resonance element. In order to achieve series resonance, the stray capacitance Cs of the high voltage transformer 3 is set to a value much smaller than the electrostatic capacitance Cr of the resonance capacitor 6. Rectifier 4, the output voltage from the high voltage transformer 3 and converts the direct current to full-wave rectification, four diodes D 5 ~
It consists of D 8 . Then, on the output side of the rectifier 4, X
The wire tube 5 is connected. Further, Ch is the capacitance of a high voltage cable for applying the output voltage of the rectifier 4 to the X-ray tube 5, and smoothes the output voltage from the rectifier 4.

【0007】そして、上記インバータ2の第一のスイッ
チとしてのトランジスタTr1と第二のスイッチとして
のトランジスタTr2は、該インバータ2の動作周波数
にて180°の位相差で交互にターンオンさせ、第三の
スイッチとしてのトランジスタTr3と第四のスイッチ
としてのトランジスタTr4も同じく180°の位相差
で交互にターンオンさせると共に、第一のトランジスタ
Tr1がターンオンしてから第四のトランジスタTr4
ターンオンする位相差、及び第二のトランジスタTr2
がターンオンしてから第三のトランジスタTr3がター
ンオンする位相差を適宜変化させることによって、上記
X線管5に供給する電力を制御するようになっている。
The transistor Tr 1 as the first switch and the transistor Tr 2 as the second switch of the inverter 2 are alternately turned on with a phase difference of 180 ° at the operating frequency of the inverter 2, with turning the transistor Tr 3 of the third switch alternately with a phase difference of the transistor Tr 4 also similarly 180 ° as the fourth switch, the fourth transistor Tr 4 from the first transistor Tr 1 is turned on Turn-on phase difference and second transistor Tr 2
The power supplied to the X-ray tube 5 is controlled by appropriately changing the phase difference in which the third transistor Tr 3 is turned on after turning on.

【0008】次に、このように構成されたX線高電圧装
置の出力電力を制御する動作を図6を参照して説明す
る。インバータ2の各トランジスタTr1〜Tr4の動作
位相を図6(a)〜(d)に示すように、トランジスタ
Tr1とトランジスタTr2は180°の位相差で交互に
オンし、トランジスタTr4とトランジスタTr3は18
0°の位相差で交互にオンすると共に、トランジスタT
1がオンしてからトランジスタTr4がオンする位相差
をαとし、トランジスタTr2がオンしてからトランジ
スタTr3がオンする位相差を同じくαとするように制
御する。
Next, the operation of controlling the output power of the X-ray high-voltage apparatus configured as described above will be described with reference to FIG. As shown in FIGS. 6A to 6D, the operating phase of each of the transistors Tr 1 to Tr 4 of the inverter 2 is such that the transistor Tr 1 and the transistor Tr 2 are alternately turned on with a phase difference of 180 °, and the transistor Tr 4 is turned on. And transistor Tr 3 is 18
The transistors T are turned on alternately with a phase difference of 0 °.
The phase difference in which the transistor Tr 4 is turned on after r 1 is turned on is α, and the phase difference in which the transistor Tr 3 is turned on after the transistor Tr 2 is turned on is also α.

【0009】まず、図6の時刻Tb1ではトランジスタ
Tr1とトランジスタTr3がオンになっており、共振電
流itは漏れインダクタンスLsのエネルギにより、漏
れインダクタンスLs→共振コンデンサ6→ダイオード
1→トランジスタTr3→(整流器4,ケーブルの静電
容量Ch及びX線管5)→漏れインダクタンスLsの回
路を流れている。従って第一のアーム2aには図6
(e)に示すように負の電流i1が流れ、第三のアーム
2cには図6(h)に示すように正の電流i3が流れ
る。そして、上記漏れインダクタンスLsのエネルギが
減少するに従って、図6(i)に示すように共振電流i
tは零に近づいていく。ここで、上記トランジスタTr
3以後において二つの回路に分かれて共振電流itが流
れる状態を簡単に表記するため、トランジスタTr3
(整流器4,ケーブルの静電容量Ch及びX線管5)→
漏れインダクタンスLsのように表わす。
First, at time Tb 1 in FIG. 6, the transistor Tr 1 and the transistor Tr 3 are turned on, and the resonance current it is the leakage inductance Ls → resonance capacitor 6 → diode D 1 → transistor due to the energy of the leakage inductance Ls. Tr 3 → (rectifier 4, electrostatic capacity Ch of cable and X-ray tube 5) → flow through a circuit of leakage inductance Ls. Therefore, as shown in FIG.
Negative current i 1 flows (e), the the third arm 2c flows positive current i 3 as shown in FIG. 6 (h). Then, as the energy of the leakage inductance Ls decreases, as shown in FIG.
t approaches zero. Here, the transistor Tr
In order to simply describe the state in which the resonance current it flows in two circuits after 3 , the transistor Tr 3
(Rectifier 4, capacitance Ch of cable and X-ray tube 5) →
It is expressed as the leakage inductance Ls.

【0010】次に、時刻Tb2では図6(i)に示すよ
うに、共振電流itが零になった後に、漏れインダクタ
ンスLs→(整流器4,ケーブルの静電容量Ch及びX
線管5)→ダイオードD3→トランジスタTr1→共振コ
ンデンサ6→漏れインダクタンスLsの回路を流れ、漏
れインダクタンスLsと共振コンデンサ6の静電容量C
rとで決定される共振周波数の弧を描いて増加してい
く。このとき、第一のアーム2aには図6(e)に示す
ように正の電流i1が流れ始め、第三のアーム2cには
図6(h)に示すように負の電流i3が流れ始める。
Next, at time Tb 2 , as shown in FIG. 6 (i), after the resonance current it becomes zero, the leakage inductance Ls → (rectifier 4, cable capacitances Ch and X).
Line tube 5) → Diode D 3 → Transistor Tr 1 → Resonant capacitor 6 → Leakage inductance Ls flows through the circuit, leakage inductance Ls and capacitance C of resonance capacitor 6
It increases while drawing an arc of the resonance frequency determined by r and. At this time, a positive current i 1 begins to flow in the first arm 2a as shown in FIG. 6 (e), and a negative current i 3 in the third arm 2c as shown in FIG. 6 (h). It begins to flow.

【0011】次に、時刻Tb3では図6(d)に示すよ
うにトランジスタTr3がオフすると共に、図6(b)
に示すようにトランジスタTr4がオンする。すると、
図6(a)、(b)に示すようにトランジスタTr1
トランジスタTr4が共にオンの状態となり、トランジ
スタTr4がオンすることによってダイオードD3が逆バ
イアスされオフするので、共振電流itは直流電源1→
トランジスタTr1→共振コンデンサ6→漏れインダク
タンスLs→(整流器4,ケーブルの静電容量Ch及び
X線管5)→トランジスタTr4→直流電源1の回路を
流れる。この期間は、第一のアーム2aに流れる電流i
1と第四のアーム2dに流れる電流i4とは図6(e)、
(f)に示すように同じ波形になる。
Next, at time Tb 3 , the transistor Tr 3 is turned off as shown in FIG.
The transistor Tr 4 is turned on as shown in FIG. Then,
As shown in FIGS. 6A and 6B, both the transistor Tr 1 and the transistor Tr 4 are turned on, and when the transistor Tr 4 is turned on, the diode D 3 is reverse-biased and turned off. Therefore, the resonance current it is DC power supply 1 →
Transistor Tr 1 → resonance capacitor 6 → leakage inductance Ls → (rectifier 4, cable capacitance Ch and X-ray tube 5) → transistor Tr 4 → flows through the circuit of DC power supply 1. During this period, the current i flowing through the first arm 2a
1 and the current i 4 flowing in the fourth arm 2d are as shown in FIG.
The waveforms are the same as shown in (f).

【0012】次に、時刻Tb4では図6(a)に示すよ
うにトランジスタTr1がオフすると共に、図6(c)
に示すようにトランジスタTr2がオンする。このと
き、共振電流itは漏れインダクタンスLsのエネルギ
により、漏れインダクタンスLs→(整流器4,ケーブ
ルの静電容量Ch及びX線管5)→トランジスタTr4
→ダイオードD2→共振コンデンサ6→漏れインダクタ
ンスLsの回路を流れる。従って、第二のアーム2bに
は図6(g)に示すように負の電流i2が流れ、第四の
アーム2dには図6(f)に示すように正の電流i4
流れる。そして、上記漏れインダクタンスLsのエネル
ギが減少するに従って、図6(i)に示すように共振電
流itは零に近づいていく。
Next, at time Tb 4 , the transistor Tr 1 is turned off as shown in FIG.
As shown in, the transistor Tr 2 is turned on. At this time, the resonance current it depends on the energy of the leakage inductance Ls, and the leakage inductance Ls → (rectifier 4, cable capacitance Ch and X-ray tube 5) → transistor Tr 4
→ Diode D 2 → Resonant capacitor 6 → Leakage inductance Ls flows through the circuit. Therefore, the second arm 2b negative current i 2 flows as shown in FIG. 6 (g), a positive current i 4 as shown in FIG. 6 (f) flows through the fourth arm 2d. Then, as the energy of the leakage inductance Ls decreases, the resonance current it approaches zero as shown in FIG. 6 (i).

【0013】次に、時刻Tb5では図6(i)に示すよ
うに、共振電流itが零になった後に、漏れインダクタ
ンスLs→共振コンデンサ6→トランジスタTr4→ダ
イオードD4→(整流器4,ケーブルの静電容量Ch及
びX線管5)の回路を流れ、漏れインダクタンスLsと
共振コンデンサ6の静電容量Crとで決定される共振周
波数の弧を描いて増加していく。
Next, at time Tb 5 , as shown in FIG. 6 (i), after the resonance current it becomes zero, the leakage inductance Ls → resonance capacitor 6 → transistor Tr 4 → diode D 4 → (rectifier 4, It flows through the circuit of the capacitance Ch of the cable and the X-ray tube 5), and increases in an arc of the resonance frequency determined by the leakage inductance Ls and the capacitance Cr of the resonance capacitor 6.

【0014】次に、時刻Tb6では図6(b)に示すよ
うにトランジスタTr4がオフすると共に、図6(d)
に示すようにトランジスタTr3がオンする。すると、
図6(c)、(d)に示すようにトランジスタTr2
Tr3が共にオンの状態となるので、共振電流itは直
流電源1→トランジスタTr3→(整流器4,ケーブル
の静電容量Ch及びX線管5)→漏れインダクタンスL
s→共振コンデンサ6→トランジスタTr2→直流電源
1の回路に流れる。この期間は、第二のアーム2bに流
れる電流i2と第三のアーム2cに流れる電流i3とは図
6(g)、(h)に示すように同じ波形になる。
Next, at time Tb 6 , the transistor Tr 4 is turned off as shown in FIG. 6B, and at the same time, as shown in FIG.
As shown in, the transistor Tr 3 is turned on. Then,
As shown in FIGS. 6C and 6D, the transistor Tr 2 ,
Since both Tr 3 are turned on, the resonance current it is the DC power supply 1 → transistor Tr 3 → (rectifier 4, cable capacitance Ch and X-ray tube 5) → leakage inductance L.
s → resonance capacitor 6 → transistor Tr 2 → DC power supply 1 circuit. During this period, the current i 2 flowing through the second arm 2b and the current i 3 flowing through the third arm 2c have the same waveform as shown in FIGS. 6 (g) and 6 (h).

【0015】次に、時刻Tb7では図6(c)に示すよ
うにトランジスタTr2がオフすると共に、図6(a)
に示すようにトランジスタTr1がオンすると、時刻T
1からの状態と全く同じ状態となり、以後上記の動作
を繰り返す。
Next, at time Tb 7 , the transistor Tr 2 is turned off as shown in FIG.
When the transistor Tr 1 is turned on as shown in FIG.
The state is exactly the same as that from b 1, and the above operation is repeated thereafter.

【0016】以上のようなインバータ2の動作位相の制
御の場合は、トランジスタTr1とトランジスタTr4
位相差αでオン、オフすると共に、トランジスタTr2
とトランジスタTr3が位相差αでオン、オフするの
で、トランジスタTr1とトランジスタTr4が同時にオ
ンしている時刻(Tb3〜Tb4)と、トランジスタTr
2とトランジスタTr3が同時にオンしている時刻(Tb
6〜Tb7)はそれぞれのスイッチのオン期間よりαだけ
短くなる。そして、この期間だけ直流電源1からX線管
5へ電力が供給される。従って、インバータ2の出力電
圧vtの波形は、図6(j)に示すように上記の断続し
た期間、すなわち(180−α)°の期間において直流
電源1の電圧を正負の波高値とする断続した方形波とな
る。このことから、トランジスタTr1とトランジスタ
Tr4がオンする位相差α、及びトランジスタTr2とト
ランジスタTr3がオンする位相差αを適宜変化させる
ことにより、それぞれのトランジスタTr1〜Tr4が同
時にオンする期間を変化することができ、X線管5に供
給する電力を制御することができる。すなわち、上記の
位相差αを大きくして行けば出力電力を小さくすること
ができ、位相差α=180°ではそれぞれのトランジス
タTr1〜Tr4が同時にオンする期間はなくなり、出力
電力を零まで落とすことができる。
In the case of controlling the operation phase of the inverter 2 as described above, the transistor Tr 1 and the transistor Tr 4 are turned on and off with the phase difference α, and the transistor Tr 2 is turned on.
And the transistor Tr 3 are turned on and off with the phase difference α, the time (Tb 3 to Tb 4 ) when the transistors Tr 1 and Tr 4 are turned on at the same time, and the transistor Tr 3
2 and transistor Tr 3 are on at the same time (Tb
6 to Tb 7 ) is shorter than the ON period of each switch by α. Then, power is supplied from the DC power supply 1 to the X-ray tube 5 only during this period. Therefore, the waveform of the output voltage vt of the inverter 2 is intermittent, as shown in FIG. 6 (j), in which the voltage of the DC power supply 1 has positive and negative peak values during the intermittent period, that is, the period of (180−α) °. It becomes a square wave. Therefore, by appropriately changing the phase difference α for turning on the transistors Tr 1 and Tr 4 and the phase difference α for turning on the transistors Tr 2 and Tr 3 , the respective transistors Tr 1 to Tr 4 are turned on at the same time. It is possible to change the period for which the power is supplied and to control the power supplied to the X-ray tube 5. That is, the output power can be reduced by increasing the phase difference α, and when the phase difference α = 180 °, there is no period in which the transistors Tr 1 to Tr 4 are simultaneously turned on, and the output power is reduced to zero. Can be dropped.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】上記従来装置は、実際
には直流電源1とインバータ2間の配線にはインダクタ
ンスが存在している。すなわち、図5のスイッチの投入
を遅らせる方のトランジスタTr3、Tr4のターンオン
時の急峻な電流変化によって、直流電源1とインバータ
2間の配線a1〜b1間及びa2〜b2間のインダクタ
ンスに電圧降下を生じ(Ldi/dt)、インバータ2
の入力電圧であるb1〜b2における電圧は図6(k)
のように大きな落ち込みを生じる。このため、インバー
タ2の出力電圧は図6(j)のように理想的な方形波に
対し立ち上がりの欠けた波形となり、これによって共振
電流も図6(i)の点線のように減少し、結果として管
電圧の低下、脈動、変動を生じ、X線出力の低下、線質
の悪化を招いていた。
In the above conventional device, the wiring between the DC power supply 1 and the inverter 2 actually has an inductance. That is, due to a steep current change at turn-on of the transistors Tr 3 and Tr 4 which delay the turn-on of the switch shown in FIG. A drop occurs (Ldi / dt), and the inverter 2
The voltages at b1 and b2, which are the input voltages of the
It causes a big depression like. Therefore, the output voltage of the inverter 2 has a waveform with a lacking rising edge with respect to the ideal square wave as shown in FIG. 6 (j), which also reduces the resonance current as shown by the dotted line in FIG. 6 (i). As a result, the tube voltage drops, pulsates, and fluctuates, resulting in a decrease in X-ray output and deterioration in radiation quality.

【0018】本発明の目的はインバータの入力電圧の落
ち込みを小さくして、管電圧変動、出力の低下を抑えて
性能向上を図ると共に、装置全体の小型、軽量化及び透
視から撮影までの広範囲の負荷に対する出力電圧を制御
することができる共振型インバータ式X線管高電圧装置
を提供することにある。
The object of the present invention is to reduce the drop of the input voltage of the inverter to suppress the fluctuation of the tube voltage and the drop of the output to improve the performance, and to reduce the size and weight of the entire apparatus and to cover a wide range from perspective to photographing. It is an object of the present invention to provide a resonant inverter X-ray tube high voltage device capable of controlling an output voltage with respect to a load.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、直流電源と、この直流電源の正極に接続された第一
のスイッチと負極に接続された第二のスイッチとからな
る第一の直列接続体と前記第一及び第二のスイッチにそ
れぞれ並列に設けられた第三及び第四のスイッチからな
る第二の直列接続体とを有すると共に前記第一から第四
のスイッチにそれぞれ逆並列接続されたダイオードを有
し前記直流電源の出力を交流に変換するインバータと、
このインバータの出力電圧を昇圧する高電圧変圧器と、
この高電圧変圧器の出力を直流に変換する整流器と、こ
の整流器の出力側に接続されたX線管とを有し、前記高
電圧変圧器の漏れインダクタンスまたはこの漏れインダ
クタンスと漏れインダクタンスへ直列に接続されたコン
デンサを共振素子とするインバータ式X線管高電圧装置
において、前記X線管より放射されるX線条件を設定す
る信号によって前記インバータの第一と第四のスイッチ
間、及び第二と第三のスイッチ間の各動作位相を決める
位相決定回路と、この位相決定回路からの出力信号及び
X線曝射信号に応じて前記インバータの第一と第二のス
イッチを、及び第三と第四のスイッチをインバータの動
作周波数に合わせてそれぞれ180°の位相差で交互に
動作させる位相制御回路と、インバータの入力電圧の落
ち込みを補う入力電圧変動抑制手段を備えたものであ
る。
In order to achieve the above object, there is provided a first DC power source, a first switch connected to the positive electrode of the DC power source, and a second switch connected to the negative electrode. A series connection body and a second series connection body composed of third and fourth switches respectively provided in parallel with the first and second switches, and each of the first to fourth switches are antiparallel. An inverter having a connected diode and converting the output of the DC power supply into AC,
A high voltage transformer that boosts the output voltage of this inverter,
It has a rectifier for converting the output of this high-voltage transformer into a direct current and an X-ray tube connected to the output side of this rectifier, and has a leakage inductance of the high-voltage transformer or a series connection to this leakage inductance and leakage inductance. In an inverter type X-ray tube high voltage device using a connected capacitor as a resonance element, a signal for setting an X-ray condition radiated from the X-ray tube is used between a first switch and a fourth switch of the inverter, and a second switch. And a third switch for determining each operating phase, and the first and second switches of the inverter according to the output signal and the X-ray exposure signal from the phase determination circuit, and the third and third switches. A phase control circuit that alternately operates the fourth switch with a phase difference of 180 ° according to the operating frequency of the inverter, and an input that compensates for the drop in the input voltage of the inverter. Those having a pressure fluctuation suppression means.

【0020】[0020]

【作用】位相決定回路により第一と第四のスイッチ間、
及び第二と第三のスイッチ間の位相差を決め、この位相
決定回路の出力信号及びX線曝射信号を受けて位相制御
回路により第一と第二のスイッチ、及び第三と第四のス
イッチをそれぞれ180°の位相差を付けて交互に動作
させ出力電圧を決定する。また入力電圧変動抑制手段に
よりトランジスタのターンオン時の電圧降下で起こる方
形波の欠けている部分に見合う電圧を補う。
[Function] Between the first and fourth switches by the phase determination circuit,
And the phase difference between the second and third switches is determined, and the phase control circuit receives the output signal of this phase determination circuit and the X-ray exposure signal and the first and second switches, and the third and fourth switches. The switches are alternately operated with a phase difference of 180 ° to determine the output voltage. Further, the input voltage fluctuation suppressing means compensates for the voltage corresponding to the missing portion of the square wave caused by the voltage drop when the transistor is turned on.

【0021】[0021]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて具体
的に説明する。図1は、共振型インバータ式X線高電圧
装置による本発明の一実施例を示す回路図である。主回
路部の構成及び回路動作は、図2と同じである。図1に
おいて、X線管5に印加すべき電圧(以下、管電圧と称
する)及び電流(以下、管電流と称する)の設定信号に
よって上記インバータ2のトランジスタTr1〜Tr4
動作位相を決める位相決定回路9が設けられると共に、
この位相決定回路9からの出力信号に応じて上記トラン
ジスタTr1〜Tr4が動作する位相を制御する信号を、
コントローラ(図示省略)から入力するX線曝射信号に
よって出力する位相制御回路10が設けられている。こ
の位相制御回路10からの信号は、駆動回路11a〜1
1dで増幅してトランジスタTr1〜Tr4のベースに供
給してインバータ2を駆動する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention by a resonant inverter type X-ray high voltage device. The configuration and circuit operation of the main circuit section are the same as in FIG. In FIG. 1, the operating phases of the transistors Tr 1 to Tr 4 of the inverter 2 are determined by setting signals of a voltage (hereinafter referred to as a tube voltage) and a current (hereinafter referred to as a tube current) to be applied to the X-ray tube 5. A phase determination circuit 9 is provided and
A signal for controlling the phase in which the transistors Tr 1 to Tr 4 operate according to the output signal from the phase determination circuit 9 is
A phase control circuit 10 that outputs an X-ray exposure signal input from a controller (not shown) is provided. The signals from the phase control circuit 10 are supplied to the drive circuits 11a to 1a.
It is amplified by 1d and supplied to the bases of the transistors Tr 1 to Tr 4 to drive the inverter 2.

【0022】次にインバータ2の各トランジスタTr1
〜Tr4の動作位相制御について説明する。まず、負荷
としてのX線管5に供給する管電圧及び管電流が決まる
と、上記管電圧に対応した管電圧設定信号S1及び管電
流に対応した管電流設定信号S2を、コントローラから
位相決定回路9へ入力する。ここで、この位相決定回路
9は、図8に示すように、横軸を位相差α、縦軸をX線
管5の管電圧V、位相差αと管電圧Vとの関係を負荷抵
抗値R1,R2,R3,…(R1>R2>R3)をパラメータ
として所定のカーブで表わしたグラフをテーブル化した
目盛、または関数発生器あるいはオペアンプなどから成
る。そして、この位相決定回路9では、上記管電圧設定
信号S1及び管電流設定信号S2から負荷抵抗値R1
2,R3,…を求め、図8における位相差αと管電圧V
との関係を用いて、上記の負荷抵抗値たとえばR3をパ
ラメータとしてこのカーブを設定すべき管電圧Vとの交
点を求めて、インバータ2の各トランジスタTr1〜T
4の動作の位相差αを決定する。
Next, each transistor Tr 1 of the inverter 2
~ The operation phase control of Tr 4 will be described. First, when the tube voltage and the tube current to be supplied to the X-ray tube 5 as a load are determined, the tube voltage setting signal S 1 corresponding to the tube voltage and the tube current setting signal S 2 corresponding to the tube current are phased from the controller. Input to the decision circuit 9. Here, as shown in FIG. 8, the phase determination circuit 9 has a horizontal axis representing a phase difference α, a vertical axis representing a tube voltage V of the X-ray tube 5, and a relationship between the phase difference α and the tube voltage V being a load resistance value. R 1, R 2, R 3 , ... (R 1> R 2> R 3) and the like graduations were tabulated the graph representing a predetermined curve as a parameter or a function generator or an operational amplifier. Then, in the phase determination circuit 9, the load resistance values R 1 and R 1 are calculated from the tube voltage setting signal S 1 and the tube current setting signal S 2 .
R 2 , R 3 , ... Are obtained, and the phase difference α and the tube voltage V in FIG.
Using the above relationship with the load resistance value, for example R 3, as a parameter, the intersection with the tube voltage V for which this curve is to be set is obtained, and each of the transistors Tr 1 to T of the inverter 2 is obtained.
Determine the phase difference α for the operation of r 4 .

【0023】すると、この位相差αに応じた位相信号S
3が上記位相決定回路9から出力され位相制御回路10
へ入力する。この位相制御回路10では、上記位相信号
3から各トランジスタTr1〜Tr4がターンオン、及
びターンオフする制御信号を作ると共に、第一のスイッ
チとしてのトランジスタTr1と第四のスイッチとして
のトランジスタTr4の位相差α、及び第二のスイッチ
としてのトランジスタTr2と第三のスイッチとしての
トランジスタTr3の位相差αを制御する制御信号を作
成する。そして、上記位相制御回路10にコントローラ
からX線曝射信号S4が入力することにより、位相制御
回路10は、上記作成した制御信号をそれぞれの駆動回
路11a〜11dへ送出する。これにより、各駆動回路
11a〜11dは、上記位相制御回路10からの制御信
号にしたがってインバータ2の各トランジスタTr1
Tr4を駆動する。
Then, the phase signal S corresponding to this phase difference α
3 is output from the phase determination circuit 9 and the phase control circuit 10
To enter. In the phase control circuit 10, along with making the control signal the transistors Tr 1 to Tr 4 from the phase signal S 3 is turned on, and turned off, the transistor Tr of the transistor Tr 1 and the fourth switch as a first switch A control signal for controlling the phase difference α of 4 and the phase difference α of the transistor Tr 2 as the second switch and the transistor Tr 3 as the third switch is created. Then, when the X-ray exposure signal S 4 is input to the phase control circuit 10 from the controller, the phase control circuit 10 sends the created control signal to each of the drive circuits 11a to 11d. Thus, the drive circuits 11a~11d, each transistor Tr 1 of the inverter 2 in accordance with a control signal from the phase control circuit 10 to
Drive Tr 4 .

【0024】このときの各部の動作波形を図7に示す。
コンデンサ7の効果により、スイッチの投入を遅らせる
方のトランジスタTr3、Tr4のターンオン時に発生す
るインバータ入力電圧の落ち込みは図7(k)に示すよ
うにほとんどなくなる。従って、インバータ出力電圧も
図7(j)に示すようにほぼ方形波となって、共振電流
が流れX線管5には図7(i)に示すような脈動のない
安定した電圧を印加することができる。なお、このとき
インバータ2は変圧器3の漏れインダクタンスLsと共
振コンデンサ6の静電容量Crとの共振周波数あるいは
それに近い周波数で動作する。
FIG. 7 shows the operation waveform of each part at this time.
By the effect of the capacitor 7, the drop in the transistor Tr 3, the inverter input voltage that occurs when turn-on of the Tr 4 towards delaying introduction of the switch is eliminated almost as shown in FIG. 7 (k). Therefore, the inverter output voltage also becomes a substantially square wave as shown in FIG. 7 (j), a resonance current flows, and a stable pulsation-free voltage as shown in FIG. 7 (i) is applied to the X-ray tube 5. be able to. At this time, the inverter 2 operates at or near the resonance frequency of the leakage inductance Ls of the transformer 3 and the capacitance Cr of the resonance capacitor 6.

【0025】図9は本発明の第二の実施例を示す回路図
である。説明を簡単にするために、図1に示す第一の実
施例と同様の構成であり同様の作用を成す部分は、同一
の符号を付して説明を省略する。この第二の実施例は、
X線管5に印加された管電圧を検出する分圧器14を設
けると共に、この分圧器14からの検出信号及び予め設
定した目標電圧信号(管電圧設定信号S1)を入力して
その差を増幅すると共にこの差によってインバータ2の
トランジスタの動作位相を決める誤差増幅位相決定回路
15を設ける。且つこの誤差増幅位相決定回路15から
の出力信号及びコントローラから入力するX線曝射信号
4に応じて上記トランジスタが動作する位相を制御す
る信号を出力する位相制御回路10を設けたものであ
る。なお16は、上記分圧器14で検出した信号を誤差
増幅位相決定回路15で使用するために適した信号に変
換する信号変換回路である。
FIG. 9 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention. For simplification of description, parts having the same configurations and the same functions as those of the first embodiment shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. This second embodiment is
A voltage divider 14 for detecting the tube voltage applied to the X-ray tube 5 is provided, and a detection signal from the voltage divider 14 and a preset target voltage signal (tube voltage setting signal S 1 ) are input to determine the difference. An error amplification phase determination circuit 15 for amplifying and determining the operating phase of the transistor of the inverter 2 by this difference is provided. Further, the phase control circuit 10 is provided which outputs a signal for controlling the phase at which the transistor operates in accordance with the output signal from the error amplification phase determination circuit 15 and the X-ray exposure signal S 4 input from the controller. .. Reference numeral 16 is a signal conversion circuit that converts the signal detected by the voltage divider 14 into a signal suitable for use in the error amplification phase determination circuit 15.

【0026】そして、これらの分圧器14と誤差増幅位
相決定回路15と位相制御回路10とにより、上記イン
バータ2の第一スイッチとしてのトランジスタTr1
第二のスイッチとしてのトランジスタTr2は該インバ
ータ2の動作周波数にて交互にターンオンさせ、第三の
スイッチとしてのトランジスタTr3と第四のスイッチ
としてのトランジスタTr4は同じく交互にターンオン
させると共に、第一のトランジスタTr1と第四のトラ
ンジスタTr4の位相差及び第二のトランジスタTr2
第三のトランジスタTr3の位相差を適宜変化させるこ
とによって上記X線管5に供給する電力を帰還制御する
ようになっている。
By the voltage divider 14, the error amplification phase determination circuit 15 and the phase control circuit 10, the transistor Tr 1 as the first switch and the transistor Tr 2 as the second switch of the inverter 2 are connected to the inverter. The transistor Tr 3 as the third switch and the transistor Tr 4 as the fourth switch are alternately turned on at the operating frequency of 2, and the first transistor Tr 1 and the fourth transistor Tr 4 are alternately turned on. By appropriately changing the phase difference of 4 and the phase difference of the second transistor Tr 2 and the third transistor Tr 3 , the power supplied to the X-ray tube 5 is feedback-controlled.

【0027】次に、このように構成された第二の実施例
の動作について説明する。まず、X線管5に供給する管
電圧が決まると、この管電圧に対応した管電圧設定信号
1を目標電圧信号としてコントローラから誤差増幅位
相決定回路15へ入力する。一方、この誤差増幅位相決
定回路15には、分圧器14で検出し信号変換回路16
で変換された現在の管電圧に対応した管電圧検出信号S
5が入力される。すると、この誤差増幅位相決定回路1
5は上記管電圧設定信号S1と管電圧検出信号S5との誤
差を検出し、この誤差の大きさに対応してインバータ2
の各トランジスタTr1〜Tr4の動作の位相差αを決定
する。この位相差αに応じた位相信号S3が上記誤差増
幅位相決定回路15から出力され、位相制御回路10へ
入力する。このとき、X線曝射の開始前は、管電圧設定
信号S1に対して管電圧検出信号S5は零であるので、最
大電力が供給できるように上記位相差αは零とされる。
Next, the operation of the second embodiment constructed as above will be described. First, when the tube voltage supplied to the X-ray tube 5 is determined, the tube voltage setting signal S 1 corresponding to this tube voltage is input from the controller to the error amplification phase determination circuit 15 as a target voltage signal. On the other hand, the error amplification phase determination circuit 15 includes a signal conversion circuit 16 which is detected by the voltage divider 14.
Tube voltage detection signal S corresponding to the current tube voltage converted by
5 is entered. Then, this error amplification phase determination circuit 1
Reference numeral 5 detects an error between the tube voltage setting signal S 1 and the tube voltage detection signal S 5, and the inverter 2 corresponds to the magnitude of this error.
The phase difference α of the operation of each of the transistors Tr 1 to Tr 4 is determined. A phase signal S 3 corresponding to the phase difference α is output from the error amplification phase determination circuit 15 and input to the phase control circuit 10. At this time, since the tube voltage detection signal S 5 is zero with respect to the tube voltage setting signal S 1 before the start of X-ray irradiation, the phase difference α is set to zero so that maximum power can be supplied.

【0028】次に、上記位相制御回路10では、上記位
相信号S3から各トランジスタTr1〜Tr4がターンオ
ン及びターンオフする制御信号を作ると共に、第一のス
イッチとしてのトランジスタTr1と第四のスイッチと
してのトランジスタTr4の位相差α、及び第二のスイ
ッチとしてのトランジスタTr2と第三のスイッチとし
てのトランジスタTr3の位相差αを制御する制御信号
を作成する。そして、上記位相制御回路10にコントロ
ーラからX線曝射信号S4が入力することにより、該位
相制御回路10は、上記作成した制御信号をそれぞれの
駆動回路11a〜11dへ送出する。これにより、各駆
動回路11a〜11dは、上記位相制御回路10からの
制御信号にしたがってインバータ2の各トランジスタT
1〜Tr4を駆動する。
Next, in the phase control circuit 10, a control signal for turning on and off each of the transistors Tr 1 to Tr 4 is generated from the phase signal S 3 and at the same time, the transistor Tr 1 as the first switch and the fourth transistor Tr 1 are turned off. A control signal for controlling the phase difference α of the transistor Tr 4 as a switch and the phase difference α of the transistor Tr 2 as the second switch and the transistor Tr 3 as the third switch is created. Then, when the X-ray exposure signal S 4 is input to the phase control circuit 10 from the controller, the phase control circuit 10 sends the created control signal to each of the drive circuits 11a to 11d. As a result, each of the drive circuits 11a to 11d causes each of the transistors T of the inverter 2 to follow the control signal from the phase control circuit 10.
Drive r 1 to Tr 4 .

【0029】このようにして上記各トランジスタTr1
〜Tr4が動作を開始すると、図7に示すような共振電
流itが変圧器3に流れ、X線管5には管電圧が印加し
始め、管電流が流れる。そして、上記X線管5の管電圧
が設定した値に近づくと、前記管電圧設定信号S1と管
電圧検出信号S5との誤差が小さくなるので、上記誤差
増幅位相決定回路15は、位相差αを大きくするように
動作し、直流電源1からの電力の供給を少なくする。X
線管5の管電圧が設定した値とほぼ等しくなると、上記
設定した管電圧及び管電流による電力に等しい電力が直
流電源1から供給できる位相でインバータ2は動作す
る。なお、このときインバータ2は、変圧器3の漏れイ
ンダクタンスLsと共振コンデンサ6の静電容量Crと
の共振周波数あるいはそれに近い周波数で動作する。
In this way, the transistors Tr 1
When Tr 4 starts to operate, a resonance current it as shown in FIG. 7 flows in the transformer 3, a tube voltage starts to be applied to the X-ray tube 5, and a tube current flows. When the tube voltage of the X-ray tube 5 approaches the set value, the error between the tube voltage setting signal S 1 and the tube voltage detection signal S 5 becomes small. It operates so as to increase the phase difference α and reduces the power supply from the DC power supply 1. X
When the tube voltage of the wire tube 5 becomes substantially equal to the set value, the inverter 2 operates in a phase in which the DC power source 1 can supply electric power equal to the electric power due to the set tube voltage and tube current. At this time, the inverter 2 operates at or near the resonance frequency of the leakage inductance Ls of the transformer 3 and the electrostatic capacity Cr of the resonance capacitor 6.

【0030】図10は第三の実施例を示す回路図であ
る。この実施例は、直流電源1を商用電源から交流を受
電し直流に整流して平滑することにより得るようにした
ものである。図10において、17は受電した商用電源
を全波整流する整流器であり、四つのダイオードD9
12からなる。また、L′はインダクタンス、C′はキ
ャパシタンスであり、このインダクタンスL′とキャパ
シタンスC′とによって上記整流器17の出力を平滑化
するようになっている。この実施例の場合は、図9に示
す実施例に比べてより出力電力を増大することができ、
例えば数10kW〜100kW程度の電力を供給するこ
とができる。なお、整流器17はサイリスタからなる整
流器に置き換えて、インバータ2の入力電圧を可変する
構成にすることにより、さらに制御範囲を広くできる。
FIG. 10 is a circuit diagram showing a third embodiment. In this embodiment, the DC power supply 1 is obtained by receiving an AC from a commercial power supply, rectifying it into a DC and smoothing it. In FIG. 10, 17 is a rectifier for full-wave rectifying the received commercial power source, and four diodes D 9 to
It consists of D 12 . L'is an inductance and C'is a capacitance, and the output of the rectifier 17 is smoothed by the inductance L'and the capacitance C '. In the case of this embodiment, the output power can be increased as compared with the embodiment shown in FIG.
For example, electric power of about several tens to 100 kW can be supplied. The control range can be further widened by replacing the rectifier 17 with a thyristor and varying the input voltage of the inverter 2.

【0031】図1、図9、図10の実施例において、入
力電圧変動抑制手段としてのコンデンサ7の発熱が問題
になるようなときは、図3に示したようにコンデンサ7
と直列に抵抗8を接続する。コンデンサ7の温度が次第
に上昇するとそのインピーダンスが低下し、ある周波数
で最小になるこの周波数がインバータ周波数に近い場合
はコンデンサ7に流れる電流が増大し、さらに温度が上
がり熱暴走を生じる。従って、前記抵抗8の抵抗値はこ
の周波数で任意のインピーダンスを確保するための最小
の値に選定すればよい。さらに透視時のように長い時間
の曝射時には出力電力は小さいのでトランジスタのスイ
ッチングによるインバータ入力電圧の落ち込みは小さく
前記コンデンサ7は必要がないので、図4に示したよう
にコンデンサ7を接点12により回路から切り離す。な
お、インバータ2のスイッチング素子としてトランジス
タを用いたものを示したが、本発明はこれらの実施例だ
けに限らず、例えばGTOを用いることも可能であり、
さらに高周波化するには、MOSFET,IGBT,S
Iトランジスタ、またはSIサイリスタなどを使用する
ことも可能である。また、負荷はX線管5だけに限ら
ず、比較的高電圧の直流出力が必要な負荷ならば同様に
適用できる。さらに、図9及び図10に示した誤差増幅
位相決定回路15は、比例−積分制御によるものが一般
的であるが、これに限らず、一度デジタル値に交換して
ソフトウエアによる制御を適用してもよい。
In the embodiment of FIGS. 1, 9 and 10, when the heat generation of the capacitor 7 as the input voltage fluctuation suppressing means poses a problem, as shown in FIG.
And a resistor 8 connected in series. When the temperature of the capacitor 7 gradually rises, its impedance decreases, and when this frequency, which is the minimum at a certain frequency, is close to the inverter frequency, the current flowing through the capacitor 7 increases, and the temperature further rises, causing thermal runaway. Therefore, the resistance value of the resistor 8 may be selected to be the minimum value for ensuring an arbitrary impedance at this frequency. Furthermore, since the output power is small during long-time exposure such as through fluoroscopy, the drop in the inverter input voltage due to transistor switching is small and the capacitor 7 is not required. Therefore, as shown in FIG. Disconnect from the circuit. Although a transistor is used as a switching element of the inverter 2, the present invention is not limited to these examples, and for example, GTO can be used.
To further increase the frequency, MOSFET, IGBT, S
It is also possible to use an I transistor, an SI thyristor, or the like. Further, the load is not limited to the X-ray tube 5, but can be similarly applied as long as the load requires a relatively high voltage DC output. Further, the error amplification phase determination circuit 15 shown in FIGS. 9 and 10 is generally based on proportional-integral control, but the present invention is not limited to this, and once the digital value is exchanged, software control is applied. You may.

【0032】[0032]

【発明の効果】本発明は、インバータのトランジスタT
1〜Tr4のスイッチングによって、直流電源とインバ
ータ間の配線のインダクタンスに生じる電圧降下による
インバータ入力電圧の落ち込みをコンデンサあるいはコ
ンデンサと抵抗の直列接続体により小さくしたので、脈
動、変動のない安定な管電圧を得ることができる。ま
た、周波数を高くすれば、インバータ直前のコンデンサ
の発熱が問題となるが、これはこのコンデンサと直列に
接続した抵抗により抑制でき、さらに透視時のような長
い時間の曝射時は、このコンデンサを回路から切り離す
ことによって解決できる。従って、本発明によるインバ
ータの高周波化によって、装置全体が小型、軽量にでき
ると共に、透視から撮影までの広範囲の負荷に対する出
力電圧を安定に制御できる。
According to the present invention, the transistor T of the inverter is used.
By switching r 1 to Tr 4, the drop of the inverter input voltage due to the voltage drop that occurs in the inductance of the wiring between the DC power supply and the inverter is made smaller by the capacitor or the series connection of the capacitor and the resistor, so there is no pulsation or fluctuation. The tube voltage can be obtained. Also, if the frequency is raised, the heat generation of the capacitor immediately before the inverter becomes a problem, but this can be suppressed by the resistor connected in series with this capacitor, and this capacitor can be suppressed during long-term exposure such as fluoroscopy. Can be solved by disconnecting from the circuit. Therefore, by increasing the frequency of the inverter according to the present invention, the entire apparatus can be made smaller and lighter, and the output voltage for a wide range of loads from fluoroscopy to photography can be controlled stably.

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

【図1】本発明によるインバータ式X線高電圧装置の入
力電圧変動抑制手段にコンデンサを用いた回路図
FIG. 1 is a circuit diagram in which a capacitor is used as an input voltage fluctuation suppressing means of an inverter type X-ray high voltage device according to the present invention.

【図2】図1の主回路図FIG. 2 is a main circuit diagram of FIG.

【図3】図1の入力電圧変動抑制手段にコンデンサと抵
抗の直列接続体を用いた主回路図
FIG. 3 is a main circuit diagram in which a series connection body of a capacitor and a resistor is used for the input voltage fluctuation suppressing means of FIG.

【図4】図1の入力電圧変動抑制手段に接点を加えた主
回路図
FIG. 4 is a main circuit diagram in which a contact is added to the input voltage fluctuation suppressing means of FIG.

【図5】従来の主回路図FIG. 5: Conventional main circuit diagram

【図6】図5における従来装置の各部動作波形図FIG. 6 is an operation waveform diagram of each part of the conventional device in FIG.

【図7】図1における本発明の装置の各部動作波形図7 is an operation waveform diagram of each part of the device of the present invention in FIG.

【図8】位相決定回路における位相差と管電圧との関係
を負荷抵抗をパラメータして示すグラフ
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the phase difference and the tube voltage in the phase determination circuit by using the load resistance as a parameter.

【図9】第二の実施例を示す回路図FIG. 9 is a circuit diagram showing a second embodiment.

【図10】第三の実施例を示す回路図FIG. 10 is a circuit diagram showing a third embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 直流電源 2 インバータ 3 変圧器 4 整流器 5 X線管 6 共振コンデンサ 7 コンデンサ 8 抵抗 9 位相決定回路 10 位相制御回路 11 駆動回路 12 接点 14 分圧器 15 誤差増幅位相決定回路 17 整流器 it 共振電流 Tr トランジスタ D ダイオード Ls 漏れインダクタンス L′ インダクタンス Cr 共振コンデンサの静電容量 Cs 浮遊容量 Ch ケーブルの静電容量 C′ キャパシタンス 1 DC power supply 2 Inverter 3 Transformer 4 Rectifier 5 X-ray tube 6 Resonant capacitor 7 Capacitor 8 Resistance 9 Phase determination circuit 10 Phase control circuit 11 Drive circuit 12 Contact 14 Voltage divider 15 Error amplification phase determination circuit 17 Rectifier it Resonant current Tr transistor D Diode Ls Leakage inductance L'Inductance Cr Resonance capacitor capacitance Cs Stray capacitance Ch Cable capacitance C'Capacitance

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】直流電源と、この直流電源の正極に接続さ
れた第一のスイッチと負極に接続された第二のスイッチ
とからなる第一の直列接続体と前記第一及び第二のスイ
ッチにそれぞれ並列に設けられた第三及び第四のスイッ
チからなる第二の直列接続体とを有すると共に前記第一
から第四のスイッチにそれぞれ逆並列接続されたダイオ
ードを有し前記直流電源の出力を交流に変換するインバ
ータと、このインバータの出力電圧を昇圧する高電圧変
圧器と、この高電圧変圧器の出力を直流に変換する整流
器と、この整流器の出力側に接続されたX線管とを有
し、前記高電圧変圧器の漏れインダクタンスまたはこの
漏れインダクタンスと漏れインダクタンスへ直列に接続
されたコンデンサを共振素子とするインバータ式X線管
高電圧装置において、前記X線管より放射されるX線条
件を設定する信号によって前記インバータの第一と第四
のスイッチ間、及び第二と第三のスイッチ間の各動作位
相を決める位相決定回路と、この位相決定回路からの出
力信号及びX線曝射信号に応じて前記インバータの第一
と第二のスイッチを、及び第三と第四のスイッチをイン
バータの動作周波数に合わせてそれぞれ180°の位相
差で交互に動作させる位相制御回路と、インバータの入
力電圧の落ち込みを補う入力電圧変動抑制手段とを備え
たことを特徴とするインバータ式X線高電圧装置。
1. A first series connection body comprising a DC power supply, a first switch connected to the positive electrode of the DC power supply, and a second switch connected to the negative electrode, and the first and second switches. And a second series connection body composed of a third and a fourth switch, which are respectively provided in parallel with each other, and a diode that is respectively connected in antiparallel to the first to fourth switches, and the output of the DC power supply To an AC, a high-voltage transformer that boosts the output voltage of this inverter, a rectifier that converts the output of this high-voltage transformer to a DC, and an X-ray tube connected to the output side of this rectifier. And a leakage inductance of the high-voltage transformer or an inverter type X-ray tube high-voltage device using the leakage inductance and a capacitor connected in series to the leakage inductance as a resonance element. A phase determination circuit that determines each operating phase between the first and fourth switches and between the second and third switches of the inverter by a signal that sets the X-ray condition emitted from the X-ray tube, and this phase. According to the output signal from the decision circuit and the X-ray exposure signal, the first and second switches, and the third and fourth switches of the inverter are respectively adjusted to the operating frequency of the inverter with a phase difference of 180 °. An inverter type X-ray high voltage device comprising: a phase control circuit that operates alternately and an input voltage fluctuation suppressing means that compensates for a drop in the input voltage of the inverter.
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