JPH07320680A - 電子線照射装置 - Google Patents
電子線照射装置Info
- Publication number
- JPH07320680A JPH07320680A JP6133923A JP13392394A JPH07320680A JP H07320680 A JPH07320680 A JP H07320680A JP 6133923 A JP6133923 A JP 6133923A JP 13392394 A JP13392394 A JP 13392394A JP H07320680 A JPH07320680 A JP H07320680A
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- JP
- Japan
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- voltage
- coil
- square wave
- electron beam
- scanning
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 専用の走査磁場発生用電源を不要にするこ
と。 【構成】 空芯変圧器１は１次巻線２及び複数の分割さ
れた２次巻線３を有し、１次巻線は方形波インバータ４
から給電されており、各分割２次巻線は加速電圧発生用
の直流高電圧発生装置８の倍電圧整流回路７に接続され
ている。加速管１１からの電子ビ−ムは走査コイル１７
による磁場で走査され、走査コイルは方形波インバータ
から例えば摺動変圧器を用いた電圧調節手段２１を介し
て給電される。走査コイルへの方形波電圧Ｖｃの印加に
伴い、同コイルの自己インダクタンスによりコイルには
三角波電流Ｉｃが流れる。方形波インバータの出力電圧
の周波数は例えば４００Ｈｚである。
と。 【構成】 空芯変圧器１は１次巻線２及び複数の分割さ
れた２次巻線３を有し、１次巻線は方形波インバータ４
から給電されており、各分割２次巻線は加速電圧発生用
の直流高電圧発生装置８の倍電圧整流回路７に接続され
ている。加速管１１からの電子ビ−ムは走査コイル１７
による磁場で走査され、走査コイルは方形波インバータ
から例えば摺動変圧器を用いた電圧調節手段２１を介し
て給電される。走査コイルへの方形波電圧Ｖｃの印加に
伴い、同コイルの自己インダクタンスによりコイルには
三角波電流Ｉｃが流れる。方形波インバータの出力電圧
の周波数は例えば４００Ｈｚである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、加速電圧発生用の電源
を電子ビ−ムの走査磁場発生用の電源に共用した空芯変
圧器型の電子線照射装置に関する。
を電子ビ−ムの走査磁場発生用の電源に共用した空芯変
圧器型の電子線照射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は、複数の分割された２次コイルを
有する空芯変圧器を用いて、熱電子発生用フィラメント
の加熱電流及び電子線加速のための直流高電圧を発生さ
せている電子線照射装置の概略回路構成図である。空芯
変圧器１は１次コイル２と高電圧発生用の複数の分割２
次コイル３，フィラメント加熱用の２次コイル３ｈを有
する。１次コイル２は外部の交流電源、方形波インバー
タ４から給電されており、各分割２次コイル３は整流器
５とコンデンサ６で構成されている倍電圧整流回路７に
接続し、各整流回路の直流出力端子を直列に接続するこ
とにより全体として直流高電圧発生装置８が構成されて
いる。
有する空芯変圧器を用いて、熱電子発生用フィラメント
の加熱電流及び電子線加速のための直流高電圧を発生さ
せている電子線照射装置の概略回路構成図である。空芯
変圧器１は１次コイル２と高電圧発生用の複数の分割２
次コイル３，フィラメント加熱用の２次コイル３ｈを有
する。１次コイル２は外部の交流電源、方形波インバー
タ４から給電されており、各分割２次コイル３は整流器
５とコンデンサ６で構成されている倍電圧整流回路７に
接続し、各整流回路の直流出力端子を直列に接続するこ
とにより全体として直流高電圧発生装置８が構成されて
いる。
【０００３】直流高電圧発生装置８の正出力端子は接地
し、負出力端子は熱電子発生用のフィラメント９とカソ
ードカップ電極１０に接続すると共に、加速管１１の各
加速電極１２に所要の電圧を印加する分圧抵抗回路１３
に接続されている。
し、負出力端子は熱電子発生用のフィラメント９とカソ
ードカップ電極１０に接続すると共に、加速管１１の各
加速電極１２に所要の電圧を印加する分圧抵抗回路１３
に接続されている。
【０００４】空芯変圧器１のフィラメント用２次コイル
３ｈはフィラメント電圧調整装置１４に接続されてお
り、直流高電圧部に配置されている同電圧調整装置１３
は、接地（大地）電位部の操作端から電圧／光変換器１
５及び光ファイバ１６を介して伝送されたフィラメント
電圧設定信号Ｖｓに応答する。電子線照射装置の運転
時、フィラメント９から放出された熱電子はカソードカ
ップ電極１０を抜け、加速管１１で加速される。そして
加速電子ビームは走査コイル１７の磁場で走査され、走
査管１８から照射領域に取り出される。走査コイル１７
は走査磁場発生用電源１９から給電されており、同電源
は三角波基準信号Ｉｒと電流検出器２０によって得られ
る実走査コイル電流帰還信号Ｉｃ’に応答し、走査コイ
ルに三角波コイル電流Ｉｃを供給している。
３ｈはフィラメント電圧調整装置１４に接続されてお
り、直流高電圧部に配置されている同電圧調整装置１３
は、接地（大地）電位部の操作端から電圧／光変換器１
５及び光ファイバ１６を介して伝送されたフィラメント
電圧設定信号Ｖｓに応答する。電子線照射装置の運転
時、フィラメント９から放出された熱電子はカソードカ
ップ電極１０を抜け、加速管１１で加速される。そして
加速電子ビームは走査コイル１７の磁場で走査され、走
査管１８から照射領域に取り出される。走査コイル１７
は走査磁場発生用電源１９から給電されており、同電源
は三角波基準信号Ｉｒと電流検出器２０によって得られ
る実走査コイル電流帰還信号Ｉｃ’に応答し、走査コイ
ルに三角波コイル電流Ｉｃを供給している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の電
子線照射装置では、電子ビ−ムを走査するために帰還制
御系を持つ走査磁場発生用電源を要し、同電源は制御機
器を収納している制御盤内に設置していたので、制御盤
が大きくなり、制御盤の占有スペースも大きくなってい
た。また走査磁場発生用電源の故障時は電子線照射装置
が稼動できなくなるから、同電源の故障率が電子線照射
装置全体の平均故障間隔に大きな影響を与えていた。
子線照射装置では、電子ビ−ムを走査するために帰還制
御系を持つ走査磁場発生用電源を要し、同電源は制御機
器を収納している制御盤内に設置していたので、制御盤
が大きくなり、制御盤の占有スペースも大きくなってい
た。また走査磁場発生用電源の故障時は電子線照射装置
が稼動できなくなるから、同電源の故障率が電子線照射
装置全体の平均故障間隔に大きな影響を与えていた。
【０００６】本発明は、走査コイルに加速電圧発生用の
電源から給電することにより、走査磁場発生用の専用電
源を不要にした電子線照射装置の提供を目的とするもの
である。
電源から給電することにより、走査磁場発生用の専用電
源を不要にした電子線照射装置の提供を目的とするもの
である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明の電子線照射装置は、１次コイルと複数の
分割２次コイルを有する空芯変圧器と、前記１次コイル
に給電する方形波インバータと、前記分割２次コイルに
接続された整流回路を有する直流高電圧発生装置と、前
記方形波インバータから電圧調節手段を介して給電され
る電子ビーム走査用コイルとを備えてなることを特徴と
するものである。
めに、本発明の電子線照射装置は、１次コイルと複数の
分割２次コイルを有する空芯変圧器と、前記１次コイル
に給電する方形波インバータと、前記分割２次コイルに
接続された整流回路を有する直流高電圧発生装置と、前
記方形波インバータから電圧調節手段を介して給電され
る電子ビーム走査用コイルとを備えてなることを特徴と
するものである。
【０００８】
【作用】走査コイルには、空芯変圧器の１次コイルに給
電する矩形波インバータの方形波出力と同波形の電圧が
加わり、その自己インダクタンスにより三角波電流が流
れる。
電する矩形波インバータの方形波出力と同波形の電圧が
加わり、その自己インダクタンスにより三角波電流が流
れる。
【０００９】
【実施例】本発明の実施例について図１の回路構成図を
参照して説明する。なお図３と同一符号は同等部分を示
す。電子ビームの加速電圧電源である直流高電圧発生装
置８及び熱電子発生用のフィラメント９に給電する空芯
変圧器１の１次コイル２は外部の可変電圧の方形波イン
バータ４から給電されており、直流高電圧発生装置８
は、空芯変圧器１の分割２次コイル３に接続された倍電
圧整流回路６を有する。直流高電圧発生装置８の正出力
端子は接地し、負出力端子は、熱電子発生用フィラメン
ト９の前面に位置するカソードカップ電極１０と、加速
管１１の各加速電極１２に所要の電圧を印加する分圧抵
抗回路１２に接続されている。フィラメント９は空芯変
圧器１のフィラメント用２次コイル３ｈに接続したフィ
ラメント電圧調整装置１４から給電される。
参照して説明する。なお図３と同一符号は同等部分を示
す。電子ビームの加速電圧電源である直流高電圧発生装
置８及び熱電子発生用のフィラメント９に給電する空芯
変圧器１の１次コイル２は外部の可変電圧の方形波イン
バータ４から給電されており、直流高電圧発生装置８
は、空芯変圧器１の分割２次コイル３に接続された倍電
圧整流回路６を有する。直流高電圧発生装置８の正出力
端子は接地し、負出力端子は、熱電子発生用フィラメン
ト９の前面に位置するカソードカップ電極１０と、加速
管１１の各加速電極１２に所要の電圧を印加する分圧抵
抗回路１２に接続されている。フィラメント９は空芯変
圧器１のフィラメント用２次コイル３ｈに接続したフィ
ラメント電圧調整装置１４から給電される。
【００１０】走査コイル１７は方形波インバータ４から
給電されており、所要の電子ビ−ムの走査幅が得られる
ように、方形波インバータから、例えば摺動変圧器によ
る電圧調節手段２１を介して走査コイルに給電する。同
電圧調節手段としては、電子ビ−ムの加速電圧と、走査
幅により摺動変圧器の摺動子は電子線照射装置の運転中
一定の位置に固定されるから、同変圧器に代えてタップ
付き可変電圧変圧器を利用してもよい。
給電されており、所要の電子ビ−ムの走査幅が得られる
ように、方形波インバータから、例えば摺動変圧器によ
る電圧調節手段２１を介して走査コイルに給電する。同
電圧調節手段としては、電子ビ−ムの加速電圧と、走査
幅により摺動変圧器の摺動子は電子線照射装置の運転中
一定の位置に固定されるから、同変圧器に代えてタップ
付き可変電圧変圧器を利用してもよい。
【００１１】空芯変圧器１に給電する方形波インバータ
４は、方形波出力電圧の振幅値調節により直流高電圧発
生装置７の出力電圧したがって加速電圧を調節すること
ができるように構成されており、方形波出力電圧の周波
数は４００Ｈｚ程度に選ばれている。この方形波出力電
圧は電圧調節手段２１によって図２に示す所要の振幅値
の方形波電圧Ｖｃに変圧されて電子ビ−ム走査用コイル
１６に印加される。同走査コイルにおける自己インダク
タンスＬの存在により、コイル電流Ｉｃは、コイル抵抗
を無視すると、 Ｉｃ＝（１／Ｌ）∫Ｖｃｄｔ となり、同電流は図２に示すように三角波電流であり、
同電流によって形成される走査磁場も三角波状に交番変
化する。電子ビ−ムの走査周波数ｆの下限は被照射物の
移動速度により決まり、通常２００Ｈｚ程度で充分であ
るが、走査周波数については１０００Ｈｚ程度まで増加
させた場合にあっても何ら支障ない。
４は、方形波出力電圧の振幅値調節により直流高電圧発
生装置７の出力電圧したがって加速電圧を調節すること
ができるように構成されており、方形波出力電圧の周波
数は４００Ｈｚ程度に選ばれている。この方形波出力電
圧は電圧調節手段２１によって図２に示す所要の振幅値
の方形波電圧Ｖｃに変圧されて電子ビ−ム走査用コイル
１６に印加される。同走査コイルにおける自己インダク
タンスＬの存在により、コイル電流Ｉｃは、コイル抵抗
を無視すると、 Ｉｃ＝（１／Ｌ）∫Ｖｃｄｔ となり、同電流は図２に示すように三角波電流であり、
同電流によって形成される走査磁場も三角波状に交番変
化する。電子ビ−ムの走査周波数ｆの下限は被照射物の
移動速度により決まり、通常２００Ｈｚ程度で充分であ
るが、走査周波数については１０００Ｈｚ程度まで増加
させた場合にあっても何ら支障ない。
【００１２】例えば走査コイル１７のインダクタンスＬ
は約３０ｍＨ程度であり、走査コイル電流Ｉｃの振幅値
Ｉｃｐを２．５Ａ，走査コイルに印加する方形波電圧Ｖ
ｃの周波数をｆ＝４００Ｈｚとすると、周期Ｔ＝１／ｆ
であり、同方形波電圧の振幅値Ｖｃｐは、 Ｖｃｐ＝Ｉｃｐ・Ｌ・４ｆ＝２．５×３０×１０-3×４
×４００＝１２０〔Ｖ〕 となる。
は約３０ｍＨ程度であり、走査コイル電流Ｉｃの振幅値
Ｉｃｐを２．５Ａ，走査コイルに印加する方形波電圧Ｖ
ｃの周波数をｆ＝４００Ｈｚとすると、周期Ｔ＝１／ｆ
であり、同方形波電圧の振幅値Ｖｃｐは、 Ｖｃｐ＝Ｉｃｐ・Ｌ・４ｆ＝２．５×３０×１０-3×４
×４００＝１２０〔Ｖ〕 となる。
【００１３】走査コイル１７が加速電圧発生用の直流高
電圧発生装置８に給電する方形波インバータ４から給電
されることに伴い、加速電圧が定格値に到達するまでは
走査磁場の強度も定格値にならないが、電子ビ−ムは加
速電圧が定格値に到達後発生させるので問題はない。ま
た、電子ビ−ム量が変わると方形波インバータ４のレギ
ュレーションによって方形波出力電圧が変化するが、変
化してもせいぜい数％程度であるから、ビ−ム走査に特
に問題は生じない。
電圧発生装置８に給電する方形波インバータ４から給電
されることに伴い、加速電圧が定格値に到達するまでは
走査磁場の強度も定格値にならないが、電子ビ−ムは加
速電圧が定格値に到達後発生させるので問題はない。ま
た、電子ビ−ム量が変わると方形波インバータ４のレギ
ュレーションによって方形波出力電圧が変化するが、変
化してもせいぜい数％程度であるから、ビ−ム走査に特
に問題は生じない。
【００１４】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成した
ので、専用の走査磁場用電源を用いることなく、加速電
圧を発生させるために用いる方形波インバータを利用
し、電子ビ−ム走査用コイルに所要の三角波コイル電流
を流すことができる。例えば加速電圧が１ＭＶ，電子ビ
−ム電流が２０ｍＡの場合、加速電力を供給する方形波
インバータとしては２０ｋＷ程度の容量のものを用いる
ことになるが、走査コイルに要する電力は２．５×１２
０＝３００Ｗ程度であり、加速電力の１〜２％で済むか
ら、方形波インバータは殆ど大きくする必要がない。た
だ、走査用コイルに対する電圧調節手段、例えば摺動変
圧器を必要とするが、余裕をみて５００Ｗ程度の容量の
ものを用いたとしても、全体として制御盤の大きさはコ
ンパクトになる。
ので、専用の走査磁場用電源を用いることなく、加速電
圧を発生させるために用いる方形波インバータを利用
し、電子ビ−ム走査用コイルに所要の三角波コイル電流
を流すことができる。例えば加速電圧が１ＭＶ，電子ビ
−ム電流が２０ｍＡの場合、加速電力を供給する方形波
インバータとしては２０ｋＷ程度の容量のものを用いる
ことになるが、走査コイルに要する電力は２．５×１２
０＝３００Ｗ程度であり、加速電力の１〜２％で済むか
ら、方形波インバータは殆ど大きくする必要がない。た
だ、走査用コイルに対する電圧調節手段、例えば摺動変
圧器を必要とするが、余裕をみて５００Ｗ程度の容量の
ものを用いたとしても、全体として制御盤の大きさはコ
ンパクトになる。
【００１５】そして、帰還制御系を持つ専用の走査磁場
用電源の代わりに摺動変圧器のような単なる電圧変圧を
行う電圧調節手段を用いれば良いから、電子ビ−ム走査
用コイルへの給電部の故障率が低くなり、電子線照射装
置全体としての故障率を低下させることができる。
用電源の代わりに摺動変圧器のような単なる電圧変圧を
行う電圧調節手段を用いれば良いから、電子ビ−ム走査
用コイルへの給電部の故障率が低くなり、電子線照射装
置全体としての故障率を低下させることができる。
【図１】本発明の実施例の構成図である。
【図２】電子ビ−ム走査コイルの印加電圧とコイル電流
の波形図である。
の波形図である。
【図３】従来の空芯変圧器を用いている電子線照射装置
の構成図である。
の構成図である。
１ 空芯変圧器 ２ １次コイル ３ 直流高電圧発生用分割２次コイル ３ｈ フィラメント用２次コイル ４ 方形波インバータ ７ 整流回路 ８ 直流高電圧発生装置 ９ フィラメント １１ 加速管 １７ 電子ビ−ム走査用コイル １８ 走査管 ２１ 電圧調節手段
Claims (1)
- 【請求項１】 １次コイルと複数の分割２次コイルを有
する空芯変圧器と、前記１次コイルに給電する方形波イ
ンバータと、前記分割２次コイルに接続された整流回路
を有する直流高電圧発生装置と、前記方形波インバータ
から電圧調節手段を介して給電される電子ビーム走査用
コイルとを備えてなることを特徴とする電子線照射装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6133923A JPH07320680A (ja) | 1994-05-25 | 1994-05-25 | 電子線照射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6133923A JPH07320680A (ja) | 1994-05-25 | 1994-05-25 | 電子線照射装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07320680A true JPH07320680A (ja) | 1995-12-08 |
Family
ID=15116253
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6133923A Pending JPH07320680A (ja) | 1994-05-25 | 1994-05-25 | 電子線照射装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07320680A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001080279A1 (en) * | 2000-04-13 | 2001-10-25 | Ebara Corporation | Method and apparatus for electron beam irradiation |
| WO2004039133A1 (ja) * | 2002-10-25 | 2004-05-06 | Japan Science And Technology Agency | 電子加速器及びそれを用いた放射線治療装置 |
-
1994
- 1994-05-25 JP JP6133923A patent/JPH07320680A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001080279A1 (en) * | 2000-04-13 | 2001-10-25 | Ebara Corporation | Method and apparatus for electron beam irradiation |
| WO2004039133A1 (ja) * | 2002-10-25 | 2004-05-06 | Japan Science And Technology Agency | 電子加速器及びそれを用いた放射線治療装置 |
| US7190764B2 (en) | 2002-10-25 | 2007-03-13 | Japan Science And Technology Agency | Electron accelerator and radiotherapy apparatus using same |
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