JPH08273887A - X線高電圧装置 - Google Patents
X線高電圧装置Info
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- JPH08273887A JPH08273887A JP9758295A JP9758295A JPH08273887A JP H08273887 A JPH08273887 A JP H08273887A JP 9758295 A JP9758295 A JP 9758295A JP 9758295 A JP9758295 A JP 9758295A JP H08273887 A JPH08273887 A JP H08273887A
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Abstract
力直流電圧を平滑化するコンデンサへの充電時間により
生ずるX線撮影のタイミング時遅れを小さくする。 【構成】コンデンサ4の両極間に抵抗41とリレー接点
42bから成る放電回路を備えたインバータ式X線高電
圧装置へ、電圧検出回路43,可変抵抗45,比較器4
4,NOR回路46,リレー42から成る回路を設け、
可変抵抗45でX線放射終了後にコンデンサ4の残留電
荷(電位差)を残すレベルを設定する。比較器44の出
力とX線放射指令(X−ray ON/OFF)信号により
リレーをオン/オフして放電を制御する。 【効果】コンデンサには所定の電位差が残るので、次回
撮影時にコンデンサの充電時間が短縮され、従来装置と
比較し、よりリアルタイムに近いX線撮影が可能とな
る。
Description
特に交流電圧を整流平滑して直流電圧に変換したインバ
ータに供給し高周波化した後に昇圧してX線管へ高電圧
を印加するインバータ式のX線高電圧装置に好適な技術
に関するものである。
置は、近年上記の如きインバータ式が主流を占めてい
る。このインバータ式X線高電圧装置の主回路は、商用
電源より供給された交流電圧を、整流平滑回路にて直流
電圧に変換し、その直流電圧をインバータ回路にて高周
波交流電圧に変換して高圧変圧器へ印加して所定の電圧
まで昇圧した後、整流回路で直流電圧にして高圧ケーブ
ルを介してX線管に印加するように構成されている。
整流平滑回路は、サイリスタやトランジスタ等のスイッ
チング素子で構成した全波整流回路と、リアクトルとコ
ンデンサとから成る平滑回路とで構成され、全波整流回
路で商用電源から供給された交流電圧を直流電圧に変換
し、平滑回路でリップルのない直流電圧としてインバー
タ回路へ供給している。
線管からX線を被検体へ照射してX線撮影を行う際に、
前記整流平滑回路のスイッチング素子と、インバータ回
路のスイッチング素子とをX線撮影信号に同期して駆動
してX線管へ高電圧を印加するが、商用電源からの入力
電圧を整流する整流回路の出力電圧は、コンデンサへの
大きな突入電流を抑制するリアルトルを介して先ずコン
デンサを充電した後にインバータ回路へ出力される。
サの残留電荷による余分なX線放射を防止するために、
インバータ回路のスイッチング素子を前記整流回路のス
イッチング素子よりも早くか又はそれらと同時にオフす
るようになっている。このため、コンデンサには大きな
残留電荷が生ずる。この大きな残留電荷をそのまま放電
すると、コンデンサの寿命を短かくし、また残留電荷
量、即ちコンデンサの正負両極間の電位差がばらつく
と、コンデンサの出力電圧を設定管電圧に対応するもの
として管電圧のフィードバック制御を行うものでは、設
定管電圧の基準となるコンデンサの出力電圧がばらつく
ため、従来は前記コンデンサの正負極間に抵抗とスイッ
チング端子を有した素子とから成る放電回路を設け、撮
影終了後、前記スイッチング端子を閉じて、コンデンサ
の残留電荷を放電させてしまうようになっていた。
撮影が瞬時に行い得ることがメリットとなっており、こ
のメラットはX線CT装置やMRI装置などの新画像診
断用モダリティが現われた現在でも失われてはいない。
しかしながら、前述の瞬時にX線撮影ができるという点
を、微視的に観た場合、前記インバータ式X線装置は従
前の単相式や三相式X線高電圧装置にはなかった改良す
べき点を有している。すなわち、前述のように従来のイ
ンバータX線高電圧装置では、X線撮影の終了毎に前記
コンデンサの残留電荷を全て放電させてしまうため、X
線撮影をしようとしている操作者が、透視像の観察によ
って、まさに撮影するタイミングでX線撮影スイッチを
操作しても、前記整流平滑回路では整流回路からの出力
はコンデンサの充電に費やされ、インバータ回路への出
力は時遅れを以って現れ、その時遅れ分だけX線放射が
遅くなり、結局、撮影タイミングがスイッチ操作からず
れてしまうこととなる。前記コンデンサの充電時間は、
X線高電圧装置の容量によって異なるものであるが、
0.5秒 から容量の大きな装置では1秒を超えることが
ある。
は、X線管の回転陽極のロータアップ時間やフィラメン
トの加熱時間,カセッテレス式X線速写装置ではフィル
ムの撮影準備位置から撮影位置への移動時間等も短縮す
る必要があるが、前記コンデンサの充電に要する時間を
短縮することも課題となっている。本発明は上記課題を
解決することを目的として成されたものである。
に本発明は、商用電源から入力した交流電圧を直流電圧
に変換する整流回路と、コンデンサを含み前記整流回路
の出力電圧を平滑する平滑回路と、この平滑回路の出力
を高周波交流に変換するインバータ回路と、このインバ
ータ回路の出力を昇圧,整流してX線管に印加してX線
を放射する如く構成するとともに、前記コンデンサの正
負極間にスイッチング素子を有し、X線放射終了毎に前
記スイッチング素子を閉路し前記コンデンサの残留電荷
を放電させる放電制御回路とを備えたX線高電圧装置に
おいて、X線放射終了後の前記コンデンサの正負極間の
電圧を検出する電圧検出回路と、前記放電の過程におい
て前記コンデンサの正負極間に印加されたまま残す電圧
レベルを設定する無負荷時コンデンサ電圧設定回路と、
電圧検出回路の出力と無負荷時コンデンサ電圧設定回路
の出力とが一致した時に前記放電制御回路へスイッチン
グ素子の開路信号を出力する比較回路とを設けたもので
ある。
ずる。電圧検出回路はコンデンサの両極間の電位差を検
出してその値に対応した信号を出力する。電圧検出回路
の出力は無負荷時コンデンサ電圧設定回路の出力と比較
器で比較され、その比較値が一致した時に放電回路のス
イッチング素子を開放して、放電を停止する。
る。図1は本発明の一実施例のインバータ式X線高電圧
装置のブロック構成図である。図1において、1は商用
三相交流電源、2はサイリスタを用いた第1の整流回路
で、サイリスタ21〜26の点孤位相角を制御すること
により、入力した交流電圧を直流電圧へ変換するととも
に、出力電圧を可変制御するもの、3はリアクトルで第
1の整流回路2から出力される電流がコンデンサ4へ急
激に流れるのを抑制するもの、4は平滑用のコンデンサ
で、第1の整流回路2の出力電圧の波形を平滑するもの
で、リアクトル3とコンデンサ4とで平滑回路を構成し
ている。5はインバータ回路で、複数のスイッチング素
子を交互にオン/オフさせることにより入力した直流電
圧を高周波交流電圧に変換するものである。このインバ
ータ回路には周知の如く各種の方式のものが用い得る
が、本発明はそれらの方式のいかんを問わず用いること
ができる。6は高圧変圧器で、インバータ回路5から出
力された高周波交流を昇圧するもの、7は第2の整流回
路で、高圧変圧器の出力を直流電圧に変換するもの、8
はX線管で、前記第2の整流回路7からの直流高電圧が
高圧ケーブルを通じて印加されるとX線を放射するもの
である。
電荷を放電する回路の構成を説明する。図1において、
コンデンサ4の正極を負極間に抵抗41とリレー42の
常閉接点から成る放電回路が接続されている。また、コ
ンデンサ4の正極と負極間にこれらの両極間の電位差を
検出する電圧検出回路43が接続される。この電圧検出
回路43の出力は比較器44の一方の入力端へ接続され
ている。そして、比較器44のもう一方の入力端は可変
抵抗45へ接続されている。この可変抵抗45は、コン
デンサ4の両極間にX線放射終了後の放電過程で所定レ
ベルの電位差を残すための、その残りの電位差を設定す
るためのものである。比較器44は電圧検出回路43の
出力と可変抵抗器45のラインからの出力とが一致した
時にハイレベルの信号を出力するようになっている。
信号(透視及び撮影のいずれでも良い。)と比較器44
の出力となっていて、入力がローレベルのときにハイレ
ベルの信号を出力するもの、42はリレーで、この常閉
接点42bが前記放電回路に挿入されている。なお、X
線放射信号(X−ray ON)は、前記第1の整流回路2
とインバータ回路5の双方へ出力され、それらの駆動開
始指令とされるようになっている。
説明する。図は、X線放射信号(X−ray ON)と、コ
ンデンサ4の両極間の電圧と、実際のX線放射とのタイ
ムチャートである。
放射時間を設定し、操作者が時刻t0 にX線放射指令を
図示を省略した操作卓のX線撮影スイッチから入力す
る。このX線放射指令はX−ray ON信号となって第1
の整流回路2,インバータ回路5及びNOR回路46へ
入力する。これによって、第1の整流回路2とインバー
タ回路5によって上記管電圧をX線管8へ印加するよう
に動作し始め、また、X−ray ON信号が入力したNO
R回路46はローレベルの信号を出力する。このローレ
ベルの信号が入力するまでは、X線装置の電源を投入し
てからNOR回路46はハイレベル信号を出力している
ので、リレー42は消勢していて、従ってリレー接点4
2bは閉路している。従って初期条件として、この場合
時刻t0においてコンデンサ4の両極間電圧は0Vとな
っている。
回路が動作を開始し、NOR回路46がローレベル信号
を出力すると、リレー42は付勢し、リレー接点42b
は開路し、第1の整流回路の出力によりコンデンサ4へ
の充電が始まる。コンデンサ4への充電はリアクトル3
のLとコンデンサ4のCの値によって決まる時定数で行
われ、時刻t1 でインバータ回路5へ電力が供給されX
線放射が開始される。設定されたX線放射時間が経過し
た時刻t2 にてX−ray OFF信号が出力されると、第
1の整流回路2及びインバータ回路5は動作を停止す
る。この瞬間にコンデンサ4の両極間にはそれまで充電
されていた電荷がそのまま残っている。
力すると、NOR回路46の出力はローレベルとなり、
リレー42は消勢する。これにより、リレー接点42b
は閉じ、放電回路が作動する。そして、コンデンサ4の
残留電荷はコンデンサ4のCと抵抗41のRとにより決
まる時定数で放電し、即ち、図2に示すようにコンデン
サ4の両極間の電圧は低下する。
路43で検出され、比較器44へ入力される。比較器4
4へは可変抵抗45からの信号も入力している。可変抵
抗45は予め所定の抵抗値に設定されている。その抵抗
値は、コンデンサ4の両極間の電圧を図2に示すVの2
0〜30%の電圧に対応した値の信号を出力するような
値にされている。従って、電圧検出回路43の出力がそ
の値になった時刻t3 にて、比較器44の出力がハイレ
ベルとなる。このハイレベルの信号がNOR回路46に
入力すると、NOR回路46の出力はローレベルとな
り、リレー42が付勢する。このため、リレー接点42
bは開放され、放電回路での放電が停止し、コンデンサ
4の両極間には所定の電位差が残る。
ON信号を入力すると、NOR回路46の出力はローレ
ベルのままであるので、リレー42は付勢したまま維持
され、リレー接点42bも開放のままとなる。前記X−
ray ON信号により第1の整流回路2及びインバータ回
路5は動作を始める。これにより、第1の整流回路2か
らコンデンサ4へ充電電流が流れる。この2回目のX線
放射時には図2に示すように、コンデンサ4は時刻t0
からの電位上昇より素速く充電され、時刻t5 でX線が
放射される。以下、その後は第1回目のX線放射終了後
と同様な動作を繰り返す。
たが、上記実施例では、第1回目のX線放射の撮影は従
来と比較して速くはなっていないことと、装置の使用終
了後にもコンデンサに残留電荷が残るという問題を抱え
ているが、第1番目の問題については、撮影前の予備X
線放射又は透視X線での診断開始等で対応でき、また第
2番目の問題は、撮影終了後の放電機構を設置する等の
放策は取り得ると考えられることから、操作者にとっ
て、インバータ式の装置のメリットを享受しつつ、撮影
タイミングが早くなるメリットを享受できることにな
る。
なく変形が可能であり、例えば、コンデンサの残留電位
差は装置の使用管電圧によって任意に設定することがで
きる。また放電用スイッチはリレー以外に手動でオン/
オフする物でなければ良い。
する電圧を平滑するコンデンサへの充電時間によって生
じていたX線放射の時遅れが短縮でき、従来装置に比較
して、よりリアルタイム撮影に近いX線撮影が可能とな
る。
を示すブロック図。
電を示すタイムチャート。
Claims (1)
- 【請求項1】商用電源から入力した交流電圧を直流電圧
に変換する整流回路と、コンデンサを含み前記整流回路
の出力電圧を平滑する平滑回路と、この平滑回路の出力
を高周波交流に変換するインバータ回路と、このインバ
ータ回路の出力を昇圧,整流してX線管に印加してX線
を放射する如く構成するとともに、前記コンデンサの正
負極間にスイッチング素子を有し、X線放射終了毎に前
記スイッチング素子を閉路し前記コンデンサの残留電荷
を放電させる放電制御回路とを備えたX線高電圧装置に
おいて、前記コンデンサの正負極間の電圧を検出する電
圧検出回路と、前記放電の過程において前記コンデンサ
の正負極間に印加されたまま残す電圧レベルを設定する
無負荷時コンデンサ電圧設定回路と、前記電圧検出回路
の出力と無負荷時コンデンサ電圧設定回路の出力とが一
致した時に前記放電制御回路へスイッチング素子の開路
信号を出力する比較回路とを設けたことを特徴とするX
線高電圧装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09758295A JP3605657B2 (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | X線高電圧装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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JPH08273887A true JPH08273887A (ja) | 1996-10-18 |
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ID=14196244
Family Applications (1)
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JP09758295A Expired - Lifetime JP3605657B2 (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | X線高電圧装置 |
Country Status (1)
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005124345A (ja) * | 2003-10-20 | 2005-05-12 | Nissan Motor Co Ltd | 電力変換装置 |
JP2006166495A (ja) * | 2004-12-02 | 2006-06-22 | Nissan Motor Co Ltd | インバータ制御装置 |
JP2009225530A (ja) * | 2008-03-14 | 2009-10-01 | Toyota Motor Corp | 車両用電源装置及びこれに用いる制御装置 |
JP2010233617A (ja) * | 2009-03-30 | 2010-10-21 | Ge Medical Systems Global Technology Co Llc | X線ct装置 |
CN110829849A (zh) * | 2019-11-08 | 2020-02-21 | 济宁学院 | 一种调频拓扑空载控制电路及其控制方法 |
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---|---|---|---|---|
JP5322410B2 (ja) * | 2007-07-23 | 2013-10-23 | 株式会社日立メディコ | 医用x線高電圧装置 |
-
1995
- 1995-03-31 JP JP09758295A patent/JP3605657B2/ja not_active Expired - Lifetime
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