JPH0765988A - インバータ式ｘ線高電圧装置 - Google Patents
インバータ式ｘ線高電圧装置Info
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- JPH0765988A JPH0765988A JP21612293A JP21612293A JPH0765988A JP H0765988 A JPH0765988 A JP H0765988A JP 21612293 A JP21612293 A JP 21612293A JP 21612293 A JP21612293 A JP 21612293A JP H0765988 A JPH0765988 A JP H0765988A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電源設備費などのコスト低減及び電源高調波
障害の除去を図り、また交流電源投入時の平滑コンデン
サへの突入電流による回路素子破壊を防止する。 【構成】 交流電源を交流リアクトル１を介して第１の
整流回路１３に与え、直流に変換して平滑コンデンサ３
で平滑し、それをインバータ回路４で高周波交流とした
後、昇圧，整流してＸ線管８に印加するインバータ式Ｘ
線高電圧装置において、前記第１の整流回路を、自己消
弧可能なスイッチング素子１３1〜１３6とそれらに逆並
列接続されたダイオードＤ1〜Ｄ6とでフルブリッジ型に
構成し、この第１の整流回路にゲートドライブ回路１６
を介して制御信号を与え、交流電源の線電流位相を相電
圧位相に一致させ、かつ第１の整流回路の出力電圧を設
定値に制御する電流，電圧制御回路１７と、交流電源投
入時の平滑コンデンサへの充電電流を抑制する充電電流
抑制回路とを設ける。
障害の除去を図り、また交流電源投入時の平滑コンデン
サへの突入電流による回路素子破壊を防止する。 【構成】 交流電源を交流リアクトル１を介して第１の
整流回路１３に与え、直流に変換して平滑コンデンサ３
で平滑し、それをインバータ回路４で高周波交流とした
後、昇圧，整流してＸ線管８に印加するインバータ式Ｘ
線高電圧装置において、前記第１の整流回路を、自己消
弧可能なスイッチング素子１３1〜１３6とそれらに逆並
列接続されたダイオードＤ1〜Ｄ6とでフルブリッジ型に
構成し、この第１の整流回路にゲートドライブ回路１６
を介して制御信号を与え、交流電源の線電流位相を相電
圧位相に一致させ、かつ第１の整流回路の出力電圧を設
定値に制御する電流，電圧制御回路１７と、交流電源投
入時の平滑コンデンサへの充電電流を抑制する充電電流
抑制回路とを設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、交流電源を直流に変換
し、その直流をインバータ回路を用いて高周波の交流に
変換し、その出力電圧を昇圧すると共に整流してＸ線管
に印加しＸ線を発生させるインバータ式Ｘ線高電圧装置
に関するものである。
し、その直流をインバータ回路を用いて高周波の交流に
変換し、その出力電圧を昇圧すると共に整流してＸ線管
に印加しＸ線を発生させるインバータ式Ｘ線高電圧装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のインバータ式Ｘ線高電圧
装置は、図５に示すように構成されていた。すなわち、
商用の３相交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗからの交流電圧を交流リ
アクトル１を介してサイリスタで構成された３相全波整
流回路２で直流電圧に変換し、これを平滑コンデンサ３
で平滑してＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジ
スタ）を用いたフルブリッジ型のインバータ回路４に入
力する。
装置は、図５に示すように構成されていた。すなわち、
商用の３相交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗからの交流電圧を交流リ
アクトル１を介してサイリスタで構成された３相全波整
流回路２で直流電圧に変換し、これを平滑コンデンサ３
で平滑してＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジ
スタ）を用いたフルブリッジ型のインバータ回路４に入
力する。
【０００３】このインバータ回路４は、特開昭６３ー１
９０５５６号公報にも記載されているように、共振用コ
ンデンサ５と高電圧変圧器６の漏れインダクタンス、浮
遊容量などとの共振現象を利用してインバータ回路４の
位相差，周波数を制御することにより、負荷であるＸ線
管８に高電圧を印加するもので、このインバータ回路４
からの交流電圧を前記高電圧変圧器６で昇圧し、これを
整流回路７で直流に変換してＸ線管８に印加していた。
９０５５６号公報にも記載されているように、共振用コ
ンデンサ５と高電圧変圧器６の漏れインダクタンス、浮
遊容量などとの共振現象を利用してインバータ回路４の
位相差，周波数を制御することにより、負荷であるＸ線
管８に高電圧を印加するもので、このインバータ回路４
からの交流電圧を前記高電圧変圧器６で昇圧し、これを
整流回路７で直流に変換してＸ線管８に印加していた。
【０００４】このＸ線管８に印加する電圧（管電圧）
は、以下のように制御されている。まず、管電圧の設定
値ＶＳ1とＸ線管８に流す電流（管電流）の設定値ＩＳ1
に応じてゲート制御回路１０で３相全波整流回路２の各
サイリスタのゲート制御位相角を設定し、これをゲート
ドライブ回路９で増幅して３相全波整流回路２の各サイ
リスタのゲートに与える。これにより、３相全波整流回
路２の各サイリスタのゲート位相を制御し、負荷条件に
応じた電圧をインバータ回路４に入力する。
は、以下のように制御されている。まず、管電圧の設定
値ＶＳ1とＸ線管８に流す電流（管電流）の設定値ＩＳ1
に応じてゲート制御回路１０で３相全波整流回路２の各
サイリスタのゲート制御位相角を設定し、これをゲート
ドライブ回路９で増幅して３相全波整流回路２の各サイ
リスタのゲートに与える。これにより、３相全波整流回
路２の各サイリスタのゲート位相を制御し、負荷条件に
応じた電圧をインバータ回路４に入力する。
【０００５】インバータ回路４は、３相全波整流回路２
（平滑コンデンサ３）の直流出力を、管電圧が設定値Ｖ
Ｓ1になるように制御しつつ高周波の交流に変換する。
すなわち、位相差，周波数制御回路１２は、管電圧，管
電流の各検出値ＶＳ2，ＩＳ2とそれらの設定値ＶＳ1，
ＩＳ1が入力され、管電圧については、それが設定値に
なるように、インバータ回路４の周波数、スイッチング
素子４1と４4及び４2と４3の位相差をフィードバック制
御する。この位相差，周波数制御回路１２の出力信号が
ゲートドライブ回路１１で増幅されてインバータ回路４
のＩＧＢＴのゲートに与えられ、それらが駆動される。
これによりインバータ回路４は、管電圧が設定値ＶＳ1
になるように制御しつつ、３相全波整流回路２（平滑コ
ンデンサ３）の直流出力を高周波の交流に変換する。管
電流の制御は、Ｘ線管８のフィラメントの加熱量を制御
して行う。
（平滑コンデンサ３）の直流出力を、管電圧が設定値Ｖ
Ｓ1になるように制御しつつ高周波の交流に変換する。
すなわち、位相差，周波数制御回路１２は、管電圧，管
電流の各検出値ＶＳ2，ＩＳ2とそれらの設定値ＶＳ1，
ＩＳ1が入力され、管電圧については、それが設定値に
なるように、インバータ回路４の周波数、スイッチング
素子４1と４4及び４2と４3の位相差をフィードバック制
御する。この位相差，周波数制御回路１２の出力信号が
ゲートドライブ回路１１で増幅されてインバータ回路４
のＩＧＢＴのゲートに与えられ、それらが駆動される。
これによりインバータ回路４は、管電圧が設定値ＶＳ1
になるように制御しつつ、３相全波整流回路２（平滑コ
ンデンサ３）の直流出力を高周波の交流に変換する。管
電流の制御は、Ｘ線管８のフィラメントの加熱量を制御
して行う。
【０００６】このようなインバータ式Ｘ線高電圧装置
は、一般Ｘ線撮影装置から循環器Ｘ線撮影装置、Ｘ線Ｃ
Ｔ装置などに適用され、その交流電源は出力，用途に応
じて３相電源や単相電源に対応できるようになってい
る。また、インバータ回路４の位相差，周波数の制御で
所定の負荷範囲を制御できる用途には整流回路２のサイ
リスタをダイオードに置き換え、インバータ回路４の入
力電圧を制御不能としてもよい。
は、一般Ｘ線撮影装置から循環器Ｘ線撮影装置、Ｘ線Ｃ
Ｔ装置などに適用され、その交流電源は出力，用途に応
じて３相電源や単相電源に対応できるようになってい
る。また、インバータ回路４の位相差，周波数の制御で
所定の負荷範囲を制御できる用途には整流回路２のサイ
リスタをダイオードに置き換え、インバータ回路４の入
力電圧を制御不能としてもよい。
【０００７】また、前記交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗが２００Ｖ
の場合、これをそのまま整流してインバータ回路４に入
力すると、インバータ回路電流が大きくなり、インバー
タスイッチング素子としてのＩＧＢＴには電流容量の大
きいものが必要となり、また電圧が低いために高電圧変
圧器６の巻数比も大きくしなければならないので、イン
バータ回路４、高電圧変圧器６は非常に大型化する。
の場合、これをそのまま整流してインバータ回路４に入
力すると、インバータ回路電流が大きくなり、インバー
タスイッチング素子としてのＩＧＢＴには電流容量の大
きいものが必要となり、また電圧が低いために高電圧変
圧器６の巻数比も大きくしなければならないので、イン
バータ回路４、高電圧変圧器６は非常に大型化する。
【０００８】そこでこのような場合は、交流電源Ｕ，
Ｖ，Ｗの電圧を所定値以上に昇圧（例えば２００Ｖを４
００Ｖに昇圧）する変圧器（図示せず）を接続して、こ
の出力電圧を整流回路２で整流してインバータ回路４に
入力する方法をとっていた。
Ｖ，Ｗの電圧を所定値以上に昇圧（例えば２００Ｖを４
００Ｖに昇圧）する変圧器（図示せず）を接続して、こ
の出力電圧を整流回路２で整流してインバータ回路４に
入力する方法をとっていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来のインバータ式Ｘ
線高電圧装置においては、整流回路２のサイリスタのゲ
ート制御信号の位相が交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗの相電圧の位
相に対して遅れ位相で与えられるために、例えば図６に
示すように、Ｕ相の線電流イは相電圧ロよりもφだけ位
相が遅れ、力率が低下した。したがって、無効電力が多
く、交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗの設備容量はその分だけ大きく
なった。また、電流波形も歪み、高調波成分が多く、こ
れによつて高調波電流の電源系統への流入、延いては同
電源系統に接続された他の機器への障害波及の虞があっ
た。更に、交流電源電圧が２００Ｖの場合、この電圧を
所定値以上に昇圧する変圧器は大容量で大型のものが必
要となるので、経済性、省スペース化の点でも問題があ
った。
線高電圧装置においては、整流回路２のサイリスタのゲ
ート制御信号の位相が交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗの相電圧の位
相に対して遅れ位相で与えられるために、例えば図６に
示すように、Ｕ相の線電流イは相電圧ロよりもφだけ位
相が遅れ、力率が低下した。したがって、無効電力が多
く、交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗの設備容量はその分だけ大きく
なった。また、電流波形も歪み、高調波成分が多く、こ
れによつて高調波電流の電源系統への流入、延いては同
電源系統に接続された他の機器への障害波及の虞があっ
た。更に、交流電源電圧が２００Ｖの場合、この電圧を
所定値以上に昇圧する変圧器は大容量で大型のものが必
要となるので、経済性、省スペース化の点でも問題があ
った。
【００１０】また、交流電源投入時の平滑コンデンサ３
への突入電流、その他、装置各部の過電流、過電圧ある
いは電圧不足などの異常に対して何ら対処されておら
ず、そのような異常時には３相全波整流回路２やインバ
ータ回路４などの回路素子破壊や動作不調を生じさせ、
信頼性が低いという問題もあった。
への突入電流、その他、装置各部の過電流、過電圧ある
いは電圧不足などの異常に対して何ら対処されておら
ず、そのような異常時には３相全波整流回路２やインバ
ータ回路４などの回路素子破壊や動作不調を生じさせ、
信頼性が低いという問題もあった。
【００１１】これらの問題は整流回路２のサイリスタを
ダイオードに置き換えたものでもほぼ同じであった。
ダイオードに置き換えたものでもほぼ同じであった。
【００１２】本発明の目的は、交流電源を直流に変換す
る整流回路を、力率改善と交流入力電流の正弦波化及び
昇圧が可能な整流回路に改良することによって、電源設
備容量の低減、昇圧変圧器の除去によるコスト低減と省
スペース化、更には電源高調波低減による障害の除去が
図れ、また交流電源投入時の平滑コンデンサへの突入電
流が抑制され回路素子破壊が防止でき信頼性の向上が図
れるインバータ式Ｘ線高電圧装置を提供することにあ
る。
る整流回路を、力率改善と交流入力電流の正弦波化及び
昇圧が可能な整流回路に改良することによって、電源設
備容量の低減、昇圧変圧器の除去によるコスト低減と省
スペース化、更には電源高調波低減による障害の除去が
図れ、また交流電源投入時の平滑コンデンサへの突入電
流が抑制され回路素子破壊が防止でき信頼性の向上が図
れるインバータ式Ｘ線高電圧装置を提供することにあ
る。
【００１３】本発明の他の目的は、交流電源投入時の平
滑コンデンサへの突入電流以外の装置各部の過電流、過
電圧あるいは電圧不足などの異常に対しても、それらの
異常を検出し、異常発生時の装置各部の回路素子破壊を
防止し、あるいは動作不調を回避して信頼性を高めたイ
ンバータ式Ｘ線高電圧装置を提供することにある。
滑コンデンサへの突入電流以外の装置各部の過電流、過
電圧あるいは電圧不足などの異常に対しても、それらの
異常を検出し、異常発生時の装置各部の回路素子破壊を
防止し、あるいは動作不調を回避して信頼性を高めたイ
ンバータ式Ｘ線高電圧装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】前記目的は、交流電源を
整流する第１の整流回路と、この第１の整流回路及び前
記交流電源間に接続された交流リアクトルと、前記第１
の整流回路の出力電圧を平滑する平滑コンデンサと、こ
の平滑コンデンサの出力を高周波の交流に変換するイン
バータ回路と、このインバータ回路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整流する
第２の整流回路と、装置全体を制御する主制御回路とを
備え、前記第２の整流回路の出力電圧をＸ線管に印加し
てＸ線を発生させるインバータ式Ｘ線高電圧装置におい
て、前記第１の整流回路は、前記交流リアクトルと第１
の整流回路正側出力端との間、及び前記交流リアクトル
と第１の整流回路負側出力端との間、に各々順方向に接
続された自己消弧可能なスイッチング素子とこれらのス
イッチング素子に各々逆並列に接続されたダイオードと
を備えてなり、前記交流電源の前記第１の整流回路への
投入，遮断を行う第１の開閉器と、前記交流電源の投入
時の前記平滑コンデンサへの充電電流を抑制する充電電
流抑制回路と、前記交流電源の線電流と相電圧の位相差
及び前記平滑コンデンサの出力電圧の設定値との誤差に
応じて前記第１の整流回路のスイッチング素子をパルス
幅変調制御し、前記交流電源の線電流と相電圧の位相を
一致させる共に前記平滑コンデンサの出力電圧を設定値
に制御する電流，電圧制御回路とを備えることにより達
成される。
整流する第１の整流回路と、この第１の整流回路及び前
記交流電源間に接続された交流リアクトルと、前記第１
の整流回路の出力電圧を平滑する平滑コンデンサと、こ
の平滑コンデンサの出力を高周波の交流に変換するイン
バータ回路と、このインバータ回路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整流する
第２の整流回路と、装置全体を制御する主制御回路とを
備え、前記第２の整流回路の出力電圧をＸ線管に印加し
てＸ線を発生させるインバータ式Ｘ線高電圧装置におい
て、前記第１の整流回路は、前記交流リアクトルと第１
の整流回路正側出力端との間、及び前記交流リアクトル
と第１の整流回路負側出力端との間、に各々順方向に接
続された自己消弧可能なスイッチング素子とこれらのス
イッチング素子に各々逆並列に接続されたダイオードと
を備えてなり、前記交流電源の前記第１の整流回路への
投入，遮断を行う第１の開閉器と、前記交流電源の投入
時の前記平滑コンデンサへの充電電流を抑制する充電電
流抑制回路と、前記交流電源の線電流と相電圧の位相差
及び前記平滑コンデンサの出力電圧の設定値との誤差に
応じて前記第１の整流回路のスイッチング素子をパルス
幅変調制御し、前記交流電源の線電流と相電圧の位相を
一致させる共に前記平滑コンデンサの出力電圧を設定値
に制御する電流，電圧制御回路とを備えることにより達
成される。
【００１５】前記他の目的は、前記交流電源、第１の整
流回路、インバータ回路又はＸ線管の異常を検出して前
記第１の整流回路とインバータ回路のスイッチング素子
をオフさせると同時に第１の開閉器を開路して交流電源
を遮断する異常検出回路を備えることにより達成され
る。
流回路、インバータ回路又はＸ線管の異常を検出して前
記第１の整流回路とインバータ回路のスイッチング素子
をオフさせると同時に第１の開閉器を開路して交流電源
を遮断する異常検出回路を備えることにより達成され
る。
【００１６】
【作用】電流，電圧制御回路は、交流電源の線電流と相
電圧の位相差及び平滑コンデンサの出力電圧の設定値と
の誤差に応じて第１の整流回路のスイッチング素子をパ
ルス幅変調制御し、交流電源の線電流と相電圧の位相を
一致させる共に平滑コンデンサの出力電圧を設定値に制
御する。
電圧の位相差及び平滑コンデンサの出力電圧の設定値と
の誤差に応じて第１の整流回路のスイッチング素子をパ
ルス幅変調制御し、交流電源の線電流と相電圧の位相を
一致させる共に平滑コンデンサの出力電圧を設定値に制
御する。
【００１７】これにより、交流電源の線電流と相電圧の
位相が一致し、かつ歪のない正弦波となる。したがつ
て、力率が改善されて皮相電力が小さくなり、電源設備
容量は低減し、電源高調波も除去される。
位相が一致し、かつ歪のない正弦波となる。したがつ
て、力率が改善されて皮相電力が小さくなり、電源設備
容量は低減し、電源高調波も除去される。
【００１８】また、交流リアクトルが交流電源と第１の
整流回路との間に設けられ、その交流リアクトルと第１
の整流回路正側出力端との間、及び前記交流リアクトル
と第１の整流回路負側出力端との間、に各々順方向に接
続された自己消弧可能なスイッチング素子とこれらのス
イッチング素子に各々逆並列に接続されたダイオードと
を備えて第１の整流回路が構成されている。このような
構成と、前記パルス幅変調制御によって、交流リアクト
ルには電磁エネルギが蓄えられ、その電磁エネルギは平
滑コンデンサへ放出され、その平滑コンデンサには電源
電圧以上の電圧が充電される。
整流回路との間に設けられ、その交流リアクトルと第１
の整流回路正側出力端との間、及び前記交流リアクトル
と第１の整流回路負側出力端との間、に各々順方向に接
続された自己消弧可能なスイッチング素子とこれらのス
イッチング素子に各々逆並列に接続されたダイオードと
を備えて第１の整流回路が構成されている。このような
構成と、前記パルス幅変調制御によって、交流リアクト
ルには電磁エネルギが蓄えられ、その電磁エネルギは平
滑コンデンサへ放出され、その平滑コンデンサには電源
電圧以上の電圧が充電される。
【００１９】これにより、インバータ回路の入力電圧は
電源電圧よりも高くすることができ、インバータ回路の
電流低減、昇圧変圧器の除去、高電圧変圧器の巻数比低
減などにより、コスト低減と省スペース化が可能とな
る。
電源電圧よりも高くすることができ、インバータ回路の
電流低減、昇圧変圧器の除去、高電圧変圧器の巻数比低
減などにより、コスト低減と省スペース化が可能とな
る。
【００２０】更に、充電電流抑制回路は、交流電源の投
入時の平滑コンデンサへの充電電流（突入電流）を抑制
するので、回路素子の破壊が防止され信頼性が向上する
ことになる。
入時の平滑コンデンサへの充電電流（突入電流）を抑制
するので、回路素子の破壊が防止され信頼性が向上する
ことになる。
【００２１】一方、異常検出回路は、交流電源、第１の
整流回路、インバータ回路又はＸ線管の異常、例えば装
置各部の過電流、過電圧あるいは電圧不足などを検出
し、第１の整流回路とインバータ回路のスイッチング素
子をオフさせると同時に第１の開閉器を開路して交流電
源を遮断するので、異常時の回路素子破壊が防止され信
頼性が向上することになる。なお、過電流、過電圧は主
に構成回路素子の破壊を引き起こし、電圧不足は必要と
する線量のＸ線が得られないなどの動作不調を引き起こ
して例えばＸ線再曝射を必要とし、被曝射体からみて無
用なＸ線曝射となるもので、本発明ではこれらの不都合
が回避される。
整流回路、インバータ回路又はＸ線管の異常、例えば装
置各部の過電流、過電圧あるいは電圧不足などを検出
し、第１の整流回路とインバータ回路のスイッチング素
子をオフさせると同時に第１の開閉器を開路して交流電
源を遮断するので、異常時の回路素子破壊が防止され信
頼性が向上することになる。なお、過電流、過電圧は主
に構成回路素子の破壊を引き起こし、電圧不足は必要と
する線量のＸ線が得られないなどの動作不調を引き起こ
して例えばＸ線再曝射を必要とし、被曝射体からみて無
用なＸ線曝射となるもので、本発明ではこれらの不都合
が回避される。
【００２２】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は、本発明によるインバータ式Ｘ線高電圧装
置の一実施例を示す回路図である。この図１において、
Ｕ，Ｖ，Ｗは３相交流電源、１は交流リアクトル、３は
平滑コンデンサ、４はＩＧＢＴを用いたフルブリッジ型
のインバータ回路、５は共振用コンデンサ、６は高電圧
変圧器、７は高電圧整流回路（第２の整流回路）、８は
負荷であるＸ線管である。
する。図１は、本発明によるインバータ式Ｘ線高電圧装
置の一実施例を示す回路図である。この図１において、
Ｕ，Ｖ，Ｗは３相交流電源、１は交流リアクトル、３は
平滑コンデンサ、４はＩＧＢＴを用いたフルブリッジ型
のインバータ回路、５は共振用コンデンサ、６は高電圧
変圧器、７は高電圧整流回路（第２の整流回路）、８は
負荷であるＸ線管である。
【００２３】また、１１は第２のゲートドライブ回路、
１２はインバータ回路４の位相差，周波数制御回路、１
３は第１の整流回路（３相全波整流回路）、１４は３相
交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗの線電流検出器、１５は３相交流電
源Ｕ，Ｖ，Ｗの相電圧検出器、１６は第１のゲートドラ
イブ回路、１７は前記交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗの線電流と前
記第１の整流回路１３の出力電圧を制御する電流，電圧
制御回路である。
１２はインバータ回路４の位相差，周波数制御回路、１
３は第１の整流回路（３相全波整流回路）、１４は３相
交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗの線電流検出器、１５は３相交流電
源Ｕ，Ｖ，Ｗの相電圧検出器、１６は第１のゲートドラ
イブ回路、１７は前記交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗの線電流と前
記第１の整流回路１３の出力電圧を制御する電流，電圧
制御回路である。
【００２４】３０は前記交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗと交流リア
クトル１との間に接続されて、交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗの第
１の整流回路１３への投入，遮断を行う第１の開閉器、
３１は前記第１の開閉器３０による交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗ
の投入時の前記平滑コンデンサ３への充電電流を抑制す
る充電電流抑制回路である。
クトル１との間に接続されて、交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗの第
１の整流回路１３への投入，遮断を行う第１の開閉器、
３１は前記第１の開閉器３０による交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗ
の投入時の前記平滑コンデンサ３への充電電流を抑制す
る充電電流抑制回路である。
【００２５】３４は前記交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗ、第１の整
流回路１３、インバータ回路４又はＸ線管８の異常を検
出して第１の整流回路１３とインバータ回路４の後述ス
イッチング素子（ＩＧＢＴ）をオフさせると同時に、第
１の開閉器３０及び第２の開閉器３３を開路して交流電
源Ｕ，Ｖ，Ｗを遮断する異常検出回路、３５は装置全体
を制御する主制御回路である。
流回路１３、インバータ回路４又はＸ線管８の異常を検
出して第１の整流回路１３とインバータ回路４の後述ス
イッチング素子（ＩＧＢＴ）をオフさせると同時に、第
１の開閉器３０及び第２の開閉器３３を開路して交流電
源Ｕ，Ｖ，Ｗを遮断する異常検出回路、３５は装置全体
を制御する主制御回路である。
【００２６】ここで、前記第１の整流回路１３は、交流
リアクトル１を介して入力された３相交流電源Ｕ，Ｖ，
Ｗからの交流電圧を直流電圧に整流するもので、自己消
弧可能なスイッチング素子、ここではＩＧＢＴ（絶縁ゲ
ート型バイポーラトランジスタ）からなる６つのスイッ
チング素子１３1〜１３6を組み合わせてフルブリッジ型
に構成すると共に、それら各スイッチング素子１３1〜
１３6にダイオードＤ1〜Ｄ6を逆並列接続してなるもの
である。
リアクトル１を介して入力された３相交流電源Ｕ，Ｖ，
Ｗからの交流電圧を直流電圧に整流するもので、自己消
弧可能なスイッチング素子、ここではＩＧＢＴ（絶縁ゲ
ート型バイポーラトランジスタ）からなる６つのスイッ
チング素子１３1〜１３6を組み合わせてフルブリッジ型
に構成すると共に、それら各スイッチング素子１３1〜
１３6にダイオードＤ1〜Ｄ6を逆並列接続してなるもの
である。
【００２７】これらのスイッチング素子１３1〜１３6は
次のように制御される。すなわち電流，電圧制御回路１
７は、３相交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗの線電流の位相を相電圧
の位相に一致させ、かつ第１の整流回路１３の出力電圧
を設定値に制御すべくパルス幅変調制御パルスを作成
し、これが第１のゲートドライブ回路１６で増幅されて
スイッチング素子１３1〜１３6の各ゲートに与えられ、
スイッチング素子１３1〜１３6がスイッチング制御され
る。
次のように制御される。すなわち電流，電圧制御回路１
７は、３相交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗの線電流の位相を相電圧
の位相に一致させ、かつ第１の整流回路１３の出力電圧
を設定値に制御すべくパルス幅変調制御パルスを作成
し、これが第１のゲートドライブ回路１６で増幅されて
スイッチング素子１３1〜１３6の各ゲートに与えられ、
スイッチング素子１３1〜１３6がスイッチング制御され
る。
【００２８】図２は、このような第１の整流回路１３を
制御する電流，電圧制御回路１７の具体例をその周辺回
路部分と共に示す図で、ここでは、電流，電圧制御回路
１７は３相正弦波発生器２０、誤差増幅器２１、乗算器
２２、誤差増幅器２３、鋸歯状波発生器２４、比較器２
５とを備えてなり、以下のように動作する。
制御する電流，電圧制御回路１７の具体例をその周辺回
路部分と共に示す図で、ここでは、電流，電圧制御回路
１７は３相正弦波発生器２０、誤差増幅器２１、乗算器
２２、誤差増幅器２３、鋸歯状波発生器２４、比較器２
５とを備えてなり、以下のように動作する。
【００２９】まず、第１の整流回路１３の出力電圧、す
なわち平滑コンデンサ３の電圧ＶＳ4を検出し、これと
設定値ＶＳ3（管電圧，管電流に応じて設定される）と
を、電圧フィードバック制御を行うための誤差増幅器２
１で比較，増幅する。
なわち平滑コンデンサ３の電圧ＶＳ4を検出し、これと
設定値ＶＳ3（管電圧，管電流に応じて設定される）と
を、電圧フィードバック制御を行うための誤差増幅器２
１で比較，増幅する。
【００３０】一方、３相交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗの相電圧を
相電圧検出器１５により検出し、これを３相正弦波発生
器２０に入力して相電圧に同期した３相正弦波基準信号
を作成する。この３相正弦波基準信号と前記誤差増幅２
１からの信号を乗算器２２で掛算し、３相交流電源Ｕ，
Ｖ，Ｗの線電流を制御するための３相線電流基準信号
（交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗの相電圧波形に同期した正弦波状
の交流電源の線電流指令波形）を作成し、これと線電流
検出器１４からの線電流信号（実際の線電流波形）とを
誤差増幅器２３に入力して電流フィードバック制御偏差
（前記線電流指令波形と実際の線電流波形との誤差信
号）を生成する。
相電圧検出器１５により検出し、これを３相正弦波発生
器２０に入力して相電圧に同期した３相正弦波基準信号
を作成する。この３相正弦波基準信号と前記誤差増幅２
１からの信号を乗算器２２で掛算し、３相交流電源Ｕ，
Ｖ，Ｗの線電流を制御するための３相線電流基準信号
（交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗの相電圧波形に同期した正弦波状
の交流電源の線電流指令波形）を作成し、これと線電流
検出器１４からの線電流信号（実際の線電流波形）とを
誤差増幅器２３に入力して電流フィードバック制御偏差
（前記線電流指令波形と実際の線電流波形との誤差信
号）を生成する。
【００３１】この制御偏差と鋸歯状波発生器２４からの
鋸歯状波を比較器２５で比較して変調波信号を作成し、
これを、第１の整流回路１３のスイッチング素子１３1
〜１３6のスイッチングのタイミングを決定する信号と
して出力する。
鋸歯状波を比較器２５で比較して変調波信号を作成し、
これを、第１の整流回路１３のスイッチング素子１３1
〜１３6のスイッチングのタイミングを決定する信号と
して出力する。
【００３２】この変調波信号を第１のゲートドライブ回
路１６で増幅してスイッチング素子（ＩＧＢＴ）１３1
〜１３6のゲートに与え、前記第１の整流回路１３の出
力電圧（平滑コンデンサ３の電圧）ＶＳ4が設定値ＶＳ3
と等しく、かつ３相交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗの線電流と相電
圧の位相が一致するようにスイッチング素子１３1〜１
３6をスイッチング制御する。
路１６で増幅してスイッチング素子（ＩＧＢＴ）１３1
〜１３6のゲートに与え、前記第１の整流回路１３の出
力電圧（平滑コンデンサ３の電圧）ＶＳ4が設定値ＶＳ3
と等しく、かつ３相交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗの線電流と相電
圧の位相が一致するようにスイッチング素子１３1〜１
３6をスイッチング制御する。
【００３３】図３は３相交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗの１相につ
いての線電流ハと、パルス幅変調信号（第１のゲートド
ライブ回路１６への電流，電圧制御回路１７の出力パル
ス。この信号の基本波は相電圧と同相である。）ニの波
形図である。
いての線電流ハと、パルス幅変調信号（第１のゲートド
ライブ回路１６への電流，電圧制御回路１７の出力パル
ス。この信号の基本波は相電圧と同相である。）ニの波
形図である。
【００３４】線電流ハの波形は、インバータ回路４が動
作してＸ線管８に電力を供給し、インバータ回路入力電
圧（平滑コンデンサ３の電圧）がその設定値よりも降下
した場合は相電圧と同相となり、電力は交流電源Ｕ，
Ｖ，Ｗから平滑コンデンサ３側に供給する。インバータ
回路入力電圧がその設定値よりも上昇した場合は、前記
線電流ハの波形は相電圧と逆相となり、平滑コンデンサ
３側から交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗに電力の回生が行われる。
作してＸ線管８に電力を供給し、インバータ回路入力電
圧（平滑コンデンサ３の電圧）がその設定値よりも降下
した場合は相電圧と同相となり、電力は交流電源Ｕ，
Ｖ，Ｗから平滑コンデンサ３側に供給する。インバータ
回路入力電圧がその設定値よりも上昇した場合は、前記
線電流ハの波形は相電圧と逆相となり、平滑コンデンサ
３側から交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗに電力の回生が行われる。
【００３５】正弦波のパルス幅変調（ＰＷＭ）制御にお
いてもＰＷＭ周波数に相当するリツプル成分が含まれる
が、交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗ側にフィルタ（図示せず）を挿
入したり、ＰＷＭ周波数を高くすることなどにより滑ら
かな正弦波電流が得られる。
いてもＰＷＭ周波数に相当するリツプル成分が含まれる
が、交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗ側にフィルタ（図示せず）を挿
入したり、ＰＷＭ周波数を高くすることなどにより滑ら
かな正弦波電流が得られる。
【００３６】図１に説明を戻すと、インバータ回路４
は、このようにして得られた直流電圧を受電して交流電
圧に変換すると共に、共振現象を利用してＸ線管８に供
給する電力を制御するもので、ここではＩＧＢＴからな
る４つのスイッチング素子４1、42、４3、４4を組み合わ
せてフルブリッジ型に構成すると共に、それら各スイッ
チング素子４1〜４4にダイオードＤ7〜Ｄ10を逆並列接
続してなるものである。
は、このようにして得られた直流電圧を受電して交流電
圧に変換すると共に、共振現象を利用してＸ線管８に供
給する電力を制御するもので、ここではＩＧＢＴからな
る４つのスイッチング素子４1、42、４3、４4を組み合わ
せてフルブリッジ型に構成すると共に、それら各スイッ
チング素子４1〜４4にダイオードＤ7〜Ｄ10を逆並列接
続してなるものである。
【００３７】コンデンサ５は、インバータ回路４の出力
電圧によって共振電流を生じさせる共振素子の１つであ
る。高電圧変圧器６は、その１次巻線が前記コンデンサ
５と直列に接続され、コンデンサ５と漏れインダクタン
スとで共振を起させ、その共振出力を昇圧するものであ
る。
電圧によって共振電流を生じさせる共振素子の１つであ
る。高電圧変圧器６は、その１次巻線が前記コンデンサ
５と直列に接続され、コンデンサ５と漏れインダクタン
スとで共振を起させ、その共振出力を昇圧するものであ
る。
【００３８】第２の整流回路７は、前記高電圧変圧器６
の２次巻線に接続され、その出力の交流電圧を直流に変
換するものである。Ｘ線管８は、本発明装置の負荷とな
るもので、前記第２の整流回路７の出力電圧が印加され
てＸ線を発生するものである。
の２次巻線に接続され、その出力の交流電圧を直流に変
換するものである。Ｘ線管８は、本発明装置の負荷とな
るもので、前記第２の整流回路７の出力電圧が印加され
てＸ線を発生するものである。
【００３９】充電電流抑制回路３１は、第１の整流回路
１３と平滑コンデンサ３との間（正極側）に接続された
第１の抵抗３２とこれに並列接続された第２の開閉器３
３とからなる。
１３と平滑コンデンサ３との間（正極側）に接続された
第１の抵抗３２とこれに並列接続された第２の開閉器３
３とからなる。
【００４０】異常検出回路３４は、交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗ
の各相の線電流のチェック、第１の整流回路１３の直流
側の電流の過電流及び出力電圧の過電圧，電圧不足チェ
ックを行い、またインバータ回路４の入力電流と出力電
流のチェックを行い、更にＸ線管８の電流，電圧の過電
流，過電圧のチェックを行う。そして、それらのうちの
いずれかに異常が検出された場合には、第１の整流回路
１３のスイッチング素子１３1〜１３6とインバータ回路
４のスイッチング素子４1〜４4のゲートを遮断してそれ
らをオフさせると同時に、第１の開閉器３０及び第２の
開閉器３３を開路して交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗを遮断する。
の各相の線電流のチェック、第１の整流回路１３の直流
側の電流の過電流及び出力電圧の過電圧，電圧不足チェ
ックを行い、またインバータ回路４の入力電流と出力電
流のチェックを行い、更にＸ線管８の電流，電圧の過電
流，過電圧のチェックを行う。そして、それらのうちの
いずれかに異常が検出された場合には、第１の整流回路
１３のスイッチング素子１３1〜１３6とインバータ回路
４のスイッチング素子４1〜４4のゲートを遮断してそれ
らをオフさせると同時に、第１の開閉器３０及び第２の
開閉器３３を開路して交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗを遮断する。
【００４１】主制御回路３５は、下記制御をも行う。す
なわち、第１の開閉器３０により交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗが
投入されてから平滑コンデンサ３が所定の電圧、ここで
は、交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗの線間電圧のピーク値にほぼ等
しい値の電圧、に充電されるまでの間は第２の開閉器３
３を開路しておいて充電電流抑制回路３１を機能させて
おき、交流電源投入時の平滑コンデンサ３への充電電流
（突入電流）を抑制する。そして、平滑コンデンサ３が
所定の電圧に充電された後には、第２の開閉器３３を閉
路して充電電流抑制回路３１を平滑コンデンサ通電路か
ら切り離し、Ｘ線曝射準備信号により電流，電圧制御回
路１７の後述パルス幅変調制御を開始させ、Ｘ線曝射信
号によりインバータ回路４の動作を開始させるものであ
る。
なわち、第１の開閉器３０により交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗが
投入されてから平滑コンデンサ３が所定の電圧、ここで
は、交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗの線間電圧のピーク値にほぼ等
しい値の電圧、に充電されるまでの間は第２の開閉器３
３を開路しておいて充電電流抑制回路３１を機能させて
おき、交流電源投入時の平滑コンデンサ３への充電電流
（突入電流）を抑制する。そして、平滑コンデンサ３が
所定の電圧に充電された後には、第２の開閉器３３を閉
路して充電電流抑制回路３１を平滑コンデンサ通電路か
ら切り離し、Ｘ線曝射準備信号により電流，電圧制御回
路１７の後述パルス幅変調制御を開始させ、Ｘ線曝射信
号によりインバータ回路４の動作を開始させるものであ
る。
【００４２】次に、上述本発明装置の動作について説明
する。まず、装置動作前においては、第２の開閉器３３
は開いており第１の抵抗３２は第１の整流回路１３と平
滑コンデンサ３との間に挿入されているものとする。
する。まず、装置動作前においては、第２の開閉器３３
は開いており第１の抵抗３２は第１の整流回路１３と平
滑コンデンサ３との間に挿入されているものとする。
【００４３】この状態から、第１の開閉器３０を閉じる
と、平滑コンデンサ３にはその充電電流が交流リアクト
ル１を介し、第１の抵抗３２で抑制されて流れ込み、突
入電流を生じさせることなく所定の電圧（交流電源Ｕ、
Ｖ、Ｗの線間電圧のほぼピーク値の３相全波整流電圧）
まで充電される。
と、平滑コンデンサ３にはその充電電流が交流リアクト
ル１を介し、第１の抵抗３２で抑制されて流れ込み、突
入電流を生じさせることなく所定の電圧（交流電源Ｕ、
Ｖ、Ｗの線間電圧のほぼピーク値の３相全波整流電圧）
まで充電される。
【００４４】平滑コンデンサ３が所定の電圧まで充電さ
れると、第２の開閉器３１は閉路され（充電電流抑制回
路３１が平滑コンデンサ通電路から切り離され）、第１
の整流回路１３で制御された電力が直接インバータ回路
４に入力可能になる。
れると、第２の開閉器３１は閉路され（充電電流抑制回
路３１が平滑コンデンサ通電路から切り離され）、第１
の整流回路１３で制御された電力が直接インバータ回路
４に入力可能になる。
【００４５】Ｘ線曝射に当たり、操作卓（図示せず）で
管電圧，管電流などの条件が設定されると、これらは第
１の整流回路１３の電流，電圧制御回路１７とインバー
タ回路４の位相差，周波数制御回路１２に入力される。
Ｘ線曝射準備信号（図示せず）により、電流，電圧制御
回路１７は管電圧，管電流の各設定値ＶＳ1，ＩＳ1に対
応したインバータ回路４の入力電圧ＶＳ3の設定値を求
め、これと実際のインバータ回路４の入力電圧ＶＳ4を
比較してフィードバック制御を行い、前述したように３
相交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗの相電圧と線電流の位相を一致さ
せ、インバータ回路４の入力電圧ＶＳ4が設定値ＶＳ3に
なるように、第１の整流回路１３のスイッチング素子１
３1〜１３6をスイッチング制御する。
管電圧，管電流などの条件が設定されると、これらは第
１の整流回路１３の電流，電圧制御回路１７とインバー
タ回路４の位相差，周波数制御回路１２に入力される。
Ｘ線曝射準備信号（図示せず）により、電流，電圧制御
回路１７は管電圧，管電流の各設定値ＶＳ1，ＩＳ1に対
応したインバータ回路４の入力電圧ＶＳ3の設定値を求
め、これと実際のインバータ回路４の入力電圧ＶＳ4を
比較してフィードバック制御を行い、前述したように３
相交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗの相電圧と線電流の位相を一致さ
せ、インバータ回路４の入力電圧ＶＳ4が設定値ＶＳ3に
なるように、第１の整流回路１３のスイッチング素子１
３1〜１３6をスイッチング制御する。
【００４６】このとき、インバータ回路４の入力電圧Ｖ
Ｓ3が設定値よりも低くなっているときには第１の整流
回路１３のスイッチング素子１３1〜１３6をパルス幅変
調制御して交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗを与えて平滑コンデンサ
３を充電し、逆にインバータ回路４の入力電圧ＶＳ3が
設定値よりも高くなっているときには平滑コンデンサ３
から交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗ側に電力を回生して平滑コンデ
ンサ３を放電し、設定値にする。このようにしてインバ
ータ回路４の入力電圧を設定値に制御し、Ｘ線曝射（Ｘ
線曝射信号（図示せず））に備える。
Ｓ3が設定値よりも低くなっているときには第１の整流
回路１３のスイッチング素子１３1〜１３6をパルス幅変
調制御して交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗを与えて平滑コンデンサ
３を充電し、逆にインバータ回路４の入力電圧ＶＳ3が
設定値よりも高くなっているときには平滑コンデンサ３
から交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗ側に電力を回生して平滑コンデ
ンサ３を放電し、設定値にする。このようにしてインバ
ータ回路４の入力電圧を設定値に制御し、Ｘ線曝射（Ｘ
線曝射信号（図示せず））に備える。
【００４７】インバータ回路４はＸ線曝射信号により次
のように動作を開始する。インバータ回路４は、前記第
１の整流回路１３（平滑コンデンサ３）の直流出力を、
管電圧が設定値ＶＳ1になるように制御しつつ高周波の
交流に変換する。すなわち、位相差，周波数制御回路１
２は、管電圧，管電流の各検出値ＶＳ2，ＩＳ2とそれら
の設定値ＶＳ1，ＩＳ1が入力され、管電圧については、
それが設定値ＶＳ1になるように、インバータ回路４の
周波数、スイッチング素子４1と４4及び４2と４3の位相
差をフィードバック制御する。この位相差，周波数制御
回路１２の出力信号が第２のゲートドライブ回路１１で
増幅されてインバータ回路４のスイッチング素子４1〜
４4のゲートに与えられ、それらが駆動される。これに
よりインバータ回路４は、管電圧が設定値ＶＳ1になる
ように制御しつつ、第１の整流回路１３（平滑コンデン
サ３）の直流出力を高周波の交流に変換する。管電流の
制御は、Ｘ線管８のフィラメントの加熱量を制御して行
う。
のように動作を開始する。インバータ回路４は、前記第
１の整流回路１３（平滑コンデンサ３）の直流出力を、
管電圧が設定値ＶＳ1になるように制御しつつ高周波の
交流に変換する。すなわち、位相差，周波数制御回路１
２は、管電圧，管電流の各検出値ＶＳ2，ＩＳ2とそれら
の設定値ＶＳ1，ＩＳ1が入力され、管電圧については、
それが設定値ＶＳ1になるように、インバータ回路４の
周波数、スイッチング素子４1と４4及び４2と４3の位相
差をフィードバック制御する。この位相差，周波数制御
回路１２の出力信号が第２のゲートドライブ回路１１で
増幅されてインバータ回路４のスイッチング素子４1〜
４4のゲートに与えられ、それらが駆動される。これに
よりインバータ回路４は、管電圧が設定値ＶＳ1になる
ように制御しつつ、第１の整流回路１３（平滑コンデン
サ３）の直流出力を高周波の交流に変換する。管電流の
制御は、Ｘ線管８のフィラメントの加熱量を制御して行
う。
【００４８】このようにしてＸ線管８は、設定された管
電圧，管電流で駆動されてＸ線を曝射し、その後、Ｘ線
遮断信号によりインバータ回路４のスイッチング素子４
1〜４4と第１の整流回路１３のスイッチング素子１３1
〜１３6をオフしてＸ線曝射を停止する。このとき、平
滑コンデンサ３はその際の負荷条件で決定される電圧に
維持されるが、交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗの線間電圧のピーク
値以下になることはない。そして、次のＸ線曝射準備信
号が入力された際、インバータ回路４の入力電圧ＶＳ3
が上記と同様に設定値よりも低くなっているときには第
１の整流回路１３のスイッチング素子１３1〜１３6をパ
ルス幅変調制御して交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗを与えて平滑コ
ンデンサ３を充電し、逆にインバータ回路４の入力電圧
ＶＳ3が設定値よりも高くなっているときには平滑コン
デンサ３から交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗ側に電力を回生して平
滑コンデンサ３を放電し、設定値にして次のＸ線曝射
（Ｘ線曝射信号）に備える。
電圧，管電流で駆動されてＸ線を曝射し、その後、Ｘ線
遮断信号によりインバータ回路４のスイッチング素子４
1〜４4と第１の整流回路１３のスイッチング素子１３1
〜１３6をオフしてＸ線曝射を停止する。このとき、平
滑コンデンサ３はその際の負荷条件で決定される電圧に
維持されるが、交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗの線間電圧のピーク
値以下になることはない。そして、次のＸ線曝射準備信
号が入力された際、インバータ回路４の入力電圧ＶＳ3
が上記と同様に設定値よりも低くなっているときには第
１の整流回路１３のスイッチング素子１３1〜１３6をパ
ルス幅変調制御して交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗを与えて平滑コ
ンデンサ３を充電し、逆にインバータ回路４の入力電圧
ＶＳ3が設定値よりも高くなっているときには平滑コン
デンサ３から交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗ側に電力を回生して平
滑コンデンサ３を放電し、設定値にして次のＸ線曝射
（Ｘ線曝射信号）に備える。
【００４９】装置を長時間使用せず、交流電源Ｕ，Ｖ，
Ｗから切り離しておきたいときには、第１の開閉器３０
及び第２の開閉器３３を開路しておけばよい。その後、
再び使用するときには、第２の開閉器３３は開路させた
ままの状態、すなわち第１の抵抗３２を第１の整流回路
１３と平滑コンデンサ３との間に挿入させたままの状態
から、第１の開閉器３０を閉じ、平滑コンデンサ３の充
電電流を抑制しつつその平滑コンデンサ３を所定の電圧
まで充電する。平滑コンデンサ３が所定の電圧まで充電
されると、第２の開閉器３１は閉路され（充電電流抑制
回路３１が平滑コンデンサ通電路から切り離され）、Ｘ
線曝射に備えられる。以後の動作は上述説明と同様であ
る。
Ｗから切り離しておきたいときには、第１の開閉器３０
及び第２の開閉器３３を開路しておけばよい。その後、
再び使用するときには、第２の開閉器３３は開路させた
ままの状態、すなわち第１の抵抗３２を第１の整流回路
１３と平滑コンデンサ３との間に挿入させたままの状態
から、第１の開閉器３０を閉じ、平滑コンデンサ３の充
電電流を抑制しつつその平滑コンデンサ３を所定の電圧
まで充電する。平滑コンデンサ３が所定の電圧まで充電
されると、第２の開閉器３１は閉路され（充電電流抑制
回路３１が平滑コンデンサ通電路から切り離され）、Ｘ
線曝射に備えられる。以後の動作は上述説明と同様であ
る。
【００５０】このような動作において、異常検出回路３
４は、交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗの各相の線電流のチェック、
第１の整流回路１３の直流側の電流の過電流及び出力電
圧の過電圧，電圧不足チェックを行い、またインバータ
回路４の入力電流と出力電流のチェックを行い、更にＸ
線管８の電流，電圧の過電流，過電圧のチェックを行
う。そして、それらのうちのいずれかに異常が検出され
た場合には、第１の整流回路１３のスイッチング素子１
３1〜１３6とインバータ回路４のスイッチング素子４1
〜４4のゲートを遮断してそれらをオフさせると同時
に、第１の開閉器３０及び第２の開閉器３３を開路して
交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗを遮断し、装置から交流電源Ｕ，
Ｖ，Ｗを引き離して装置各部の回路素子破壊を防止し、
あるいは動作不調を回避する。
４は、交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗの各相の線電流のチェック、
第１の整流回路１３の直流側の電流の過電流及び出力電
圧の過電圧，電圧不足チェックを行い、またインバータ
回路４の入力電流と出力電流のチェックを行い、更にＸ
線管８の電流，電圧の過電流，過電圧のチェックを行
う。そして、それらのうちのいずれかに異常が検出され
た場合には、第１の整流回路１３のスイッチング素子１
３1〜１３6とインバータ回路４のスイッチング素子４1
〜４4のゲートを遮断してそれらをオフさせると同時
に、第１の開閉器３０及び第２の開閉器３３を開路して
交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗを遮断し、装置から交流電源Ｕ，
Ｖ，Ｗを引き離して装置各部の回路素子破壊を防止し、
あるいは動作不調を回避する。
【００５１】以上のように本発明装置においては、交流
電源Ｕ，Ｖ，Ｗの相電圧と線電流は同相で力率は１とな
り、かつ線電流を正弦波に制御できるので、電源設備容
量低減による電源設備費の節約ができると共に電源高調
波障害も除去できる。
電源Ｕ，Ｖ，Ｗの相電圧と線電流は同相で力率は１とな
り、かつ線電流を正弦波に制御できるので、電源設備容
量低減による電源設備費の節約ができると共に電源高調
波障害も除去できる。
【００５２】また、パルス幅変調制御によって交流リア
クトル１には電磁エネルギが蓄えられ、これが平滑コン
デンサ３に放出されることによつて、この平滑コンデン
サ３には電源電圧以上の電圧が充電される。すなわち、
本発明装置には昇圧機能があり、２００Ｖの交流電源
Ｕ，Ｖ，Ｗの場合は、２８２Ｖ（実効値の１．４１４
倍）から約２倍の５６４Ｖの範囲で制御が可能である。
したがって、インバータ回路４の入力電圧を電源電圧の
２倍程度まで高くすることによって、従来用いられてい
た、交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗの電圧を昇圧する変圧器（図示
せず）を不要とすることにより、コスト低減と小型化が
可能となり、経済的で省スペースのインバータ式Ｘ線高
電圧装置を実現できる。
クトル１には電磁エネルギが蓄えられ、これが平滑コン
デンサ３に放出されることによつて、この平滑コンデン
サ３には電源電圧以上の電圧が充電される。すなわち、
本発明装置には昇圧機能があり、２００Ｖの交流電源
Ｕ，Ｖ，Ｗの場合は、２８２Ｖ（実効値の１．４１４
倍）から約２倍の５６４Ｖの範囲で制御が可能である。
したがって、インバータ回路４の入力電圧を電源電圧の
２倍程度まで高くすることによって、従来用いられてい
た、交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗの電圧を昇圧する変圧器（図示
せず）を不要とすることにより、コスト低減と小型化が
可能となり、経済的で省スペースのインバータ式Ｘ線高
電圧装置を実現できる。
【００５３】また、交流電源投入時の平滑コンデンサ３
への突入電流の抑制のみならず、装置各部の過電流、過
電圧あるいは電圧不足などの異常に対しても、それらの
異常を検出し、異常発生時の装置各部の回路素子破壊を
防止し、あるいは動作不調を回避するように構成したの
で、信頼性の高いインバータ式Ｘ線高電圧装置を実現で
きる。
への突入電流の抑制のみならず、装置各部の過電流、過
電圧あるいは電圧不足などの異常に対しても、それらの
異常を検出し、異常発生時の装置各部の回路素子破壊を
防止し、あるいは動作不調を回避するように構成したの
で、信頼性の高いインバータ式Ｘ線高電圧装置を実現で
きる。
【００５４】更に、管電圧が低く、管電流も小さい軽負
荷の場合、従来は図５の３相全波整流回路２のサイリス
タによりインバータ回路４の入力電圧を電源電圧の波高
値以下に制御し、インバータ回路４を位相差のみで制御
していたが、本発明ではインバータ回路４の位相差のみ
ならず周波数も制御してインバータ回路４の制御範囲を
拡大することにより、従来と同様に広範囲の負荷に対応
できる。
荷の場合、従来は図５の３相全波整流回路２のサイリス
タによりインバータ回路４の入力電圧を電源電圧の波高
値以下に制御し、インバータ回路４を位相差のみで制御
していたが、本発明ではインバータ回路４の位相差のみ
ならず周波数も制御してインバータ回路４の制御範囲を
拡大することにより、従来と同様に広範囲の負荷に対応
できる。
【００５５】なお上述実施例では、交流電源として３相
交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗを例にとって説明したが、単相交流
電源であってもよく、この場合の第１の整流回路１３は
単相全波ブリッジ、ダイオードとＩＧＢＴの複合ブリッ
ジなどを用いた種々の構成が考えられる。
交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗを例にとって説明したが、単相交流
電源であってもよく、この場合の第１の整流回路１３は
単相全波ブリッジ、ダイオードとＩＧＢＴの複合ブリッ
ジなどを用いた種々の構成が考えられる。
【００５６】また、充電電流抑制回路３１の構成も上述
実施例のみに限定されることはない。例えば、図４に示
すように構成してもよい。図４において、図１と同一又
は相当部分に同一符号を付して説明すると、ここでは、
充電電流抑制回路３１は第１の開閉器３０と並列に接続
された第２の抵抗４０と第３の開閉器４１との直列接続
体からなる。
実施例のみに限定されることはない。例えば、図４に示
すように構成してもよい。図４において、図１と同一又
は相当部分に同一符号を付して説明すると、ここでは、
充電電流抑制回路３１は第１の開閉器３０と並列に接続
された第２の抵抗４０と第３の開閉器４１との直列接続
体からなる。
【００５７】この図４の構成において、主制御回路３５
は、第１の開閉器３０による交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗの投入
に先立ち、第３の開閉器４１を閉じて第２の抵抗４０を
電源ライン（平滑コンデンサ通電路）に挿入した状態で
交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗを投入し、平滑コンデンサ３の充電
電流を抑制する。そして、平滑コンデンサ３に交流電源
Ｕ，Ｖ，Ｗの線間電圧のピーク値にほぼ等しい値の電圧
が充電された後に、第３の開閉器４１を開いて第１の開
閉器３０を閉じるか、この第３の開閉器４１を閉じたま
ま第１の開閉器３０を閉じ（充電電流抑制回路３１を平
滑コンデンサ通電路から切り離し）、第１の整流回路１
３を、交流リアクトル１を介して交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗに
接続し、Ｘ線曝射に備えるものである。
は、第１の開閉器３０による交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗの投入
に先立ち、第３の開閉器４１を閉じて第２の抵抗４０を
電源ライン（平滑コンデンサ通電路）に挿入した状態で
交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗを投入し、平滑コンデンサ３の充電
電流を抑制する。そして、平滑コンデンサ３に交流電源
Ｕ，Ｖ，Ｗの線間電圧のピーク値にほぼ等しい値の電圧
が充電された後に、第３の開閉器４１を開いて第１の開
閉器３０を閉じるか、この第３の開閉器４１を閉じたま
ま第１の開閉器３０を閉じ（充電電流抑制回路３１を平
滑コンデンサ通電路から切り離し）、第１の整流回路１
３を、交流リアクトル１を介して交流電源Ｕ，Ｖ，Ｗに
接続し、Ｘ線曝射に備えるものである。
【００５８】この実施例においては、抵抗，開閉器の数
は増えるが、個々の開閉器（第３の開閉器４１）は電流
容量の小さいもので済むので、図１に示す充電電流抑制
回路３１より小型化できる。また、前記異常検出回路３
４で異常が検出された場合には、第３の開閉器４１は第
１の開閉器３０の開路と同時に開路される。
は増えるが、個々の開閉器（第３の開閉器４１）は電流
容量の小さいもので済むので、図１に示す充電電流抑制
回路３１より小型化できる。また、前記異常検出回路３
４で異常が検出された場合には、第３の開閉器４１は第
１の開閉器３０の開路と同時に開路される。
【００５９】
【発明の効果】本発明によれば、次のような効果があ
る。
る。
【００６０】（１）交流電源の相電圧と線電流が同位相
で力率が１になり、皮相電力が小さくなって電源設備容
量が低減し、電源設備費を節約できる。
で力率が１になり、皮相電力が小さくなって電源設備容
量が低減し、電源設備費を節約できる。
【００６１】（２）交流電源の線電流の波形も正弦波に
なるので電源高調波障害が除去される。
なるので電源高調波障害が除去される。
【００６２】（３）インバータ回路の入力電圧を電源電
圧以上に高くできるので、２００Ｖ電源の場合に必要と
していた昇圧変圧器が不要となり、コスト低減、省スペ
ース化が図れる。
圧以上に高くできるので、２００Ｖ電源の場合に必要と
していた昇圧変圧器が不要となり、コスト低減、省スペ
ース化が図れる。
【００６３】（４）交流電源投入時の平滑コンデンサへ
の突入電流を抑制し、また装置各部の過電流、過電圧あ
るいは電圧不足などの異常を検出して装置各部の回路素
子破壊を防止し、あるいは動作不調の回避するように構
成したので、信頼性の高いインバータ式Ｘ線高電圧装置
を実現できる。
の突入電流を抑制し、また装置各部の過電流、過電圧あ
るいは電圧不足などの異常を検出して装置各部の回路素
子破壊を防止し、あるいは動作不調の回避するように構
成したので、信頼性の高いインバータ式Ｘ線高電圧装置
を実現できる。
【図１】本発明装置の一実施例を示す回路図である。
【図２】図１中の電流，電圧制御回路の具体例をその周
辺回路部分と共に示す図である。
辺回路部分と共に示す図である。
【図３】図２における３相交流電源の１相についての線
電流とパルス幅変調信号の波形図である。
電流とパルス幅変調信号の波形図である。
【図４】図１中の充電電流抑制回路の他の構成例をその
周辺回路部分と共に示す図である。
周辺回路部分と共に示す図である。
【図５】従来装置の回路図である。
【図６】従来装置における３相交流電源の１相について
の線電流と相電圧の波形図である。
の線電流と相電圧の波形図である。
Ｕ，Ｖ，Ｗ ３相交流電源 １ 交流リアクトル ２ サイリスタによる３相全波整流回路 ３ 平滑コンデンサ ４ ＩＧＢＴを用いたフルブリッジ型のインバータ
回路 ５ 共振用コンデンサ ６ 高電圧変圧器 ７ 高電圧整流回路 ８ Ｘ線管 １１ ゲートドライブ回路（第２のゲートドライブ回
路） １２ インバータ回路の位相差，周波数制御回路 １３ 第１の整流回路（ＩＧＢＴによる３相全波整流
回路） １４ ３相交流電源の線電流検出器 １５ ３相交流電源の相電圧検出器 １６ 第１のゲートドライブ回路 １７ ３相交流電源の線電流と第１の整流回路の出力
電圧を制御する電流，電圧制御回路 ２０ ３相正弦波発生器 ２１，２３ 誤差増幅器 ２２ 乗算器 ２４ 鋸歯状波発生器 ２５ 比較器 ３０ 第１の開閉器 ３１ 充電電流抑制回路 ３２ 第１の抵抗 ３３ 第２の開閉器 ３４ 異常検出回路 ３５ 主制御回路 ４０ 第２の抵抗 ４１ 第３の開閉器
回路 ５ 共振用コンデンサ ６ 高電圧変圧器 ７ 高電圧整流回路 ８ Ｘ線管 １１ ゲートドライブ回路（第２のゲートドライブ回
路） １２ インバータ回路の位相差，周波数制御回路 １３ 第１の整流回路（ＩＧＢＴによる３相全波整流
回路） １４ ３相交流電源の線電流検出器 １５ ３相交流電源の相電圧検出器 １６ 第１のゲートドライブ回路 １７ ３相交流電源の線電流と第１の整流回路の出力
電圧を制御する電流，電圧制御回路 ２０ ３相正弦波発生器 ２１，２３ 誤差増幅器 ２２ 乗算器 ２４ 鋸歯状波発生器 ２５ 比較器 ３０ 第１の開閉器 ３１ 充電電流抑制回路 ３２ 第１の抵抗 ３３ 第２の開閉器 ３４ 異常検出回路 ３５ 主制御回路 ４０ 第２の抵抗 ４１ 第３の開閉器
Claims (7)
- 【請求項１】 交流電源を整流する第１の整流回路と、
この第１の整流回路及び前記交流電源間に接続された交
流リアクトルと、前記第１の整流回路の出力電圧を平滑
する平滑コンデンサと、この平滑コンデンサの出力を高
周波の交流に変換するインバータ回路と、このインバー
タ回路の出力電圧を昇圧する高電圧変圧器と、この高電
圧変圧器の出力を整流する第２の整流回路と、装置全体
を制御する主制御回路とを備え、前記第２の整流回路の
出力電圧をＸ線管に印加してＸ線を発生させるインバー
タ式Ｘ線高電圧装置において、 前記第１の整流回路は、前記交流リアクトルと第１の整
流回路正側出力端との間、及び前記交流リアクトルと第
１の整流回路負側出力端との間、に各々順方向に接続さ
れた自己消弧可能なスイッチング素子とこれらのスイッ
チング素子に各々逆並列に接続されたダイオードとを備
えてなり、 前記交流電源の前記第１の整流回路への投入，遮断を行
う第１の開閉器と、前記交流電源の投入時の前記平滑コ
ンデンサへの充電電流を抑制する充電電流抑制回路と、
前記交流電源の線電流と相電圧の位相差及び前記平滑コ
ンデンサの出力電圧の設定値との誤差に応じて前記第１
の整流回路のスイッチング素子をパルス幅変調制御し、
前記交流電源の線電流と相電圧の位相を一致させる共に
前記平滑コンデンサの出力電圧を設定値に制御する電
流，電圧制御回路とを具備することを特徴とするインバ
ータ式Ｘ線高電圧装置。 - 【請求項２】 主制御回路は、平滑コンデンサが所定の
電圧に充電された後に充電電流抑制回路を平滑コンデン
サ通電路から切り離し、Ｘ線曝射準備信号により電流，
電圧制御回路の第１の整流回路のスイッチング素子のパ
ルス幅変調制御を開始させ、Ｘ線曝射信号によりインバ
ータ回路の動作を開始させることを特徴とする請求項１
に記載のインバータ式Ｘ線高電圧装置。 - 【請求項３】 充電電流抑制回路は第１の抵抗と第２の
開閉器の並列接続体からなって第１の整流回路及び平滑
コンデンサ間に接続され、主制御回路は第１の開閉器を
閉路して平滑コンデンサが所定の電圧に充電された後に
前記第２の開閉器を閉路して前記第１の抵抗両端間を短
絡し前記充電電流抑制回路を平滑コンデンサ通電路から
切り離すことを特徴とする請求項１又は２に記載のイン
バータ式Ｘ線高電圧装置。 - 【請求項４】 充電電流抑制回路は第２の抵抗と第３の
開閉器の直列接続体からなって第１の開閉器と並列に接
続され、主制御回路は前記第３の開閉器を閉路して平滑
コンデンサが所定の電圧に充電された後に前記第１の開
閉器を閉路して前記充電電流抑制回路を平滑コンデンサ
通電路から切り離し電流抑制が解除された交流電源を投
入することを特徴とする請求項１又は２に記載のインバ
ータ式Ｘ線高電圧装置。 - 【請求項５】 交流電源、第１の整流回路、インバータ
回路又はＸ線管の異常を検出して前記第１の整流回路と
インバータ回路のスイッチング素子をオフさせると同時
に第１の開閉器を開路する異常検出回路を具備すること
を特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のインバ
ータ式Ｘ線高電圧装置。 - 【請求項６】 交流電源、第１の整流回路、インバータ
回路又はＸ線管の異常を検出して前記第１の整流回路と
インバータ回路のスイッチング素子をオフさせると同時
に第１の開閉器及び第２の開閉器を開路する異常検出回
路を具備することを特徴とする請求項３に記載のインバ
ータ式Ｘ線高電圧装置。 - 【請求項７】 交流電源、第１の整流回路、インバータ
回路又はＸ線管の異常を検出して前記第１の整流回路と
インバータ回路のスイッチング素子をオフさせると同時
に第１の開閉器及び第３の開閉器を開路する異常検出回
路を具備することを特徴とする請求項４に記載のインバ
ータ式Ｘ線高電圧装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21612293A JPH0765988A (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | インバータ式ｘ線高電圧装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21612293A JPH0765988A (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | インバータ式ｘ線高電圧装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0765988A true JPH0765988A (ja) | 1995-03-10 |
Family
ID=16683604
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21612293A Pending JPH0765988A (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | インバータ式ｘ線高電圧装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0765988A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100800167B1 (ko) * | 2006-07-07 | 2008-01-31 | 주식회사 카이론테크놀로지 | 엑스레이 발생기용 정류부의 콘덴서 배치방법 |
| WO2009104277A1 (ja) * | 2008-02-20 | 2009-08-27 | 株式会社ＭＥＲＳＴｅｃｈ | 保護回路を備えた磁気エネルギー回生スイッチ |
| JP4447655B1 (ja) * | 2008-11-13 | 2010-04-07 | 株式会社ＭＥＲＳＴｅｃｈ | 保護回路付き磁気エネルギー回生スイッチ |
| JP2012238416A (ja) * | 2011-05-10 | 2012-12-06 | Shimadzu Corp | Ｘ線制御装置 |
| JP2018007328A (ja) * | 2016-06-28 | 2018-01-11 | 日立ジョンソンコントロールズ空調株式会社 | 電力変換装置、及びこれを備える空気調和機 |
-
1993
- 1993-08-31 JP JP21612293A patent/JPH0765988A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100800167B1 (ko) * | 2006-07-07 | 2008-01-31 | 주식회사 카이론테크놀로지 | 엑스레이 발생기용 정류부의 콘덴서 배치방법 |
| WO2009104277A1 (ja) * | 2008-02-20 | 2009-08-27 | 株式会社ＭＥＲＳＴｅｃｈ | 保護回路を備えた磁気エネルギー回生スイッチ |
| US8045309B2 (en) | 2008-02-20 | 2011-10-25 | Merstech, Inc. | Magnetic energy recovery switch having protective circuit |
| JP4447655B1 (ja) * | 2008-11-13 | 2010-04-07 | 株式会社ＭＥＲＳＴｅｃｈ | 保護回路付き磁気エネルギー回生スイッチ |
| WO2010055568A1 (ja) * | 2008-11-13 | 2010-05-20 | 株式会社MERSTech | 保護回路付き磁気エネルギー回生スイッチ |
| CN102217177A (zh) * | 2008-11-13 | 2011-10-12 | 莫斯科技株式会社 | 带保护电路的磁能再生开关 |
| US8274767B2 (en) | 2008-11-13 | 2012-09-25 | Merstech, Inc. | Magnetic energy regeneration switch provided with protection circuit |
| JP2012238416A (ja) * | 2011-05-10 | 2012-12-06 | Shimadzu Corp | Ｘ線制御装置 |
| JP2018007328A (ja) * | 2016-06-28 | 2018-01-11 | 日立ジョンソンコントロールズ空調株式会社 | 電力変換装置、及びこれを備える空気調和機 |
| JP2021106502A (ja) * | 2016-06-28 | 2021-07-26 | 日立ジョンソンコントロールズ空調株式会社 | 電力変換装置、及びこれを備える空気調和機 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20031224 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |