JPH10134989A - 管球用直流高電圧発生装置 - Google Patents
管球用直流高電圧発生装置Info
- Publication number
- JPH10134989A JPH10134989A JP30246496A JP30246496A JPH10134989A JP H10134989 A JPH10134989 A JP H10134989A JP 30246496 A JP30246496 A JP 30246496A JP 30246496 A JP30246496 A JP 30246496A JP H10134989 A JPH10134989 A JP H10134989A
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- Japan
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 負荷組込み形の管球用直流高電圧発生装置で
延長ケーブルで低圧送電方式において，安全性と効率を
高める。 【構成】 低圧側の高周波発生部３と高圧側の昇圧整流
部７とを延長ケーブル５で結ぶ。端子Ｂは直流12V に接
続し，端子Ａ，Ｃからの２本の線はトランジスタ19，21
のコレクタに接続する。これら２個のトランジスタ19，
21はプッシュプル動作で高周波でオンオフする。延長ケ
ーブル５の何れか１本ないしは複数本が断線した場合で
あっても，安全に停止するか，出力低下となる。また，
プッシュプル動作なので，変圧器41は利用効率を高める
ことができる。
延長ケーブルで低圧送電方式において，安全性と効率を
高める。 【構成】 低圧側の高周波発生部３と高圧側の昇圧整流
部７とを延長ケーブル５で結ぶ。端子Ｂは直流12V に接
続し，端子Ａ，Ｃからの２本の線はトランジスタ19，21
のコレクタに接続する。これら２個のトランジスタ19，
21はプッシュプル動作で高周波でオンオフする。延長ケ
ーブル５の何れか１本ないしは複数本が断線した場合で
あっても，安全に停止するか，出力低下となる。また，
プッシュプル動作なので，変圧器41は利用効率を高める
ことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は管球用直流高電圧発生装
置に関するものであり，特にＸ線管装置やイメージイン
テンシファイア等に内蔵される形状の，多段倍電圧整流
回路とこの回路を駆動する高周波発生部とを備えた10kV
〜60kV程度で微小電流出力の管球用直流高電圧発生装置
に関するものである。
置に関するものであり，特にＸ線管装置やイメージイン
テンシファイア等に内蔵される形状の，多段倍電圧整流
回路とこの回路を駆動する高周波発生部とを備えた10kV
〜60kV程度で微小電流出力の管球用直流高電圧発生装置
に関するものである。
【０００２】
【従来技術】管球用の10kV〜60kV程度の直流高電圧発生
装置は，電圧は高いが電流は数十マイクロアンペアであ
り，消費エネルギーとしてはいずれも小さいものであ
る。そのため回路構成としては，20kHz 乃至50kHz の高
周波を多段倍電圧整流回路で整流して小型軽量になるよ
うに構成する。そして高電圧構成部品については，合成
樹脂絶縁材でモールドすることにより小型軽量にしてい
る。このような構成で直接管球に取り付ける程度に小型
軽量化されている。
装置は，電圧は高いが電流は数十マイクロアンペアであ
り，消費エネルギーとしてはいずれも小さいものであ
る。そのため回路構成としては，20kHz 乃至50kHz の高
周波を多段倍電圧整流回路で整流して小型軽量になるよ
うに構成する。そして高電圧構成部品については，合成
樹脂絶縁材でモールドすることにより小型軽量にしてい
る。このような構成で直接管球に取り付ける程度に小型
軽量化されている。
【０００４】この種の管球用直流高電圧発生装置におい
て，どの部分で電線を延長するかが安全性に大きく影響
する。商用電源はエネルギー量が大きくて，万一線間で
短絡すると大きな発熱量となる。また変圧器の２次側で
は，電圧が高くて電線間静電容量への充電電流が大きい
無効電力となる問題がある。
て，どの部分で電線を延長するかが安全性に大きく影響
する。商用電源はエネルギー量が大きくて，万一線間で
短絡すると大きな発熱量となる。また変圧器の２次側で
は，電圧が高くて電線間静電容量への充電電流が大きい
無効電力となる問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は，この種の管
球用直流高電圧発生装置において，伝達経路の回路位置
を選定するときに，安全性と効率について好ましい構成
を得ることを課題とする。
球用直流高電圧発生装置において，伝達経路の回路位置
を選定するときに，安全性と効率について好ましい構成
を得ることを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明はこの課題を解決
するために，以下の手段を提案する。第１にセンタータ
ップを有する１次巻線と，この１次巻線に対して大きい
巻数比の２次巻線を有する変圧器と，この変圧器の２次
巻線に接続される多段倍電圧整流回路とからなる直流高
電圧発生部と，前記変圧器の１次巻線に一端を接続され
る延長ケーブルと，この延長ケーブルの他端に接続され
る高周波発生部であって，比較的低い電圧の直流電源
と，プッシュプル接続にした一対のスイッチング素子
と，このスイッチング素子を交互に高周波でスイッチン
グするよう駆動する駆動制御回路とを有する高周波発生
部とからなる管球用直流高電圧発生装置を提案する。こ
の手段によると，変圧器の利用率を高めることができ
る。また，延長ケーブルが，万一断線したときにも安全
に停止または出力低下となる。
するために，以下の手段を提案する。第１にセンタータ
ップを有する１次巻線と，この１次巻線に対して大きい
巻数比の２次巻線を有する変圧器と，この変圧器の２次
巻線に接続される多段倍電圧整流回路とからなる直流高
電圧発生部と，前記変圧器の１次巻線に一端を接続され
る延長ケーブルと，この延長ケーブルの他端に接続され
る高周波発生部であって，比較的低い電圧の直流電源
と，プッシュプル接続にした一対のスイッチング素子
と，このスイッチング素子を交互に高周波でスイッチン
グするよう駆動する駆動制御回路とを有する高周波発生
部とからなる管球用直流高電圧発生装置を提案する。こ
の手段によると，変圧器の利用率を高めることができ
る。また，延長ケーブルが，万一断線したときにも安全
に停止または出力低下となる。
【０００７】第２の手段として，上記の一対のスイッチ
ング素子の駆動信号については，全電力出力のときに完
全オンとする駆動信号であり，全電力出力以下のときは
能動領域にあることを提案する。この手段によれば，出
力電圧の設定の変化や出力電流の広範囲の変化に対応し
て安定にかつ効率よく電力供給できる。
ング素子の駆動信号については，全電力出力のときに完
全オンとする駆動信号であり，全電力出力以下のときは
能動領域にあることを提案する。この手段によれば，出
力電圧の設定の変化や出力電流の広範囲の変化に対応し
て安定にかつ効率よく電力供給できる。
【０００８】第３の手段として，上記一対のスイッチン
グ素子の各主電流端子間の電圧を検出して，この検出信
号を前記制御駆動回路に供給することを提案する。この
手段によれば，直流高電圧出力の値を安定化することが
できる。そして延長ケーブルの途中で断線があったとき
にも安全に停止または，出力低下となる。
グ素子の各主電流端子間の電圧を検出して，この検出信
号を前記制御駆動回路に供給することを提案する。この
手段によれば，直流高電圧出力の値を安定化することが
できる。そして延長ケーブルの途中で断線があったとき
にも安全に停止または，出力低下となる。
【０００９】
【実施例】 図１は本発明にかかる管球用直流高電圧発
生装置の一実施例であり，出力電圧−60kVで，100 μA
のＸ線管用のものである。この直流高電圧発生装置１
は，大きく分けて，高周波発生部３と延長ケーブル５と
直流高電圧発生部７からなる。高周波発生部３において
は，商用交流電源を受けて，周波数約40kHz で18Vpp
（ppとはピーク・ツー・ピークの略) 程度の高周波電圧
を発生するものである。この高周波電圧を，延長ケーブ
ル５によって，１メートル程離れた昇圧整流部７まで伝
達し，ここで目的の電圧まで昇圧整流するものである。
生装置の一実施例であり，出力電圧−60kVで，100 μA
のＸ線管用のものである。この直流高電圧発生装置１
は，大きく分けて，高周波発生部３と延長ケーブル５と
直流高電圧発生部７からなる。高周波発生部３において
は，商用交流電源を受けて，周波数約40kHz で18Vpp
（ppとはピーク・ツー・ピークの略) 程度の高周波電圧
を発生するものである。この高周波電圧を，延長ケーブ
ル５によって，１メートル程離れた昇圧整流部７まで伝
達し，ここで目的の電圧まで昇圧整流するものである。
【００１０】 まず高周波発生部３については，入力端
子９，11から商用交流電源の100V又は200Vを受け，整流
器13で直流電圧240V程度を得る。整流器13には切り換え
スイッチ（図示せず）を設けておき，100V入力の場合に
は倍電圧整流し，200V入力の場合にはそのまま整流する
回路構成にしておく。この方法は良く知られているもの
である。この整流後の240Vの直流電圧をＤＣ−ＤＣコン
バータ15で12V の安定直流電圧にする。この12V の安定
直流電圧は，内部の変圧器により絶縁されているので，
その0V点をコモン線14として端子17で接地することがで
きる。ＤＣ−ＤＣコンバータ15の12V 電圧点はコネクタ
23の端子Ｂに接続される。つぎにトランジスタ19，21の
エミッタをコモン線14に接続しておき，これらのコレク
タはそれぞれコネクタ23の端子Ａ，Ｃにそれぞれ接続す
る。またこれらのベースには発振制御回路25から互いに
位相の180 °ずれた約40kHz の駆動信号を供給し，トラ
ンジスタ19と21とは交互にオンするように駆動される。
子９，11から商用交流電源の100V又は200Vを受け，整流
器13で直流電圧240V程度を得る。整流器13には切り換え
スイッチ（図示せず）を設けておき，100V入力の場合に
は倍電圧整流し，200V入力の場合にはそのまま整流する
回路構成にしておく。この方法は良く知られているもの
である。この整流後の240Vの直流電圧をＤＣ−ＤＣコン
バータ15で12V の安定直流電圧にする。この12V の安定
直流電圧は，内部の変圧器により絶縁されているので，
その0V点をコモン線14として端子17で接地することがで
きる。ＤＣ−ＤＣコンバータ15の12V 電圧点はコネクタ
23の端子Ｂに接続される。つぎにトランジスタ19，21の
エミッタをコモン線14に接続しておき，これらのコレク
タはそれぞれコネクタ23の端子Ａ，Ｃにそれぞれ接続す
る。またこれらのベースには発振制御回路25から互いに
位相の180 °ずれた約40kHz の駆動信号を供給し，トラ
ンジスタ19と21とは交互にオンするように駆動される。
【００１１】 高周波発生部３においては，上記の基本
的な構成に加えて出力電圧安定化と出力垂下特性のため
の回路が設けられている。出力電圧安定化のためには，
トランジスタ19，21のコレクタ電極間に変圧器27の１次
巻線を接続し，その２次巻線は整流器29とコンデンサ31
及び抵抗器33とからなる回路に接続され，さらに発振制
御回路25に送られる。出力垂下特性のためには，コネク
タ23の端子Ｄとコモン線14との間に抵抗器35を接続す
る。この抵抗器35の一端は垂下回路37に接続し，その出
力は発振制御回路25に送られる。
的な構成に加えて出力電圧安定化と出力垂下特性のため
の回路が設けられている。出力電圧安定化のためには，
トランジスタ19，21のコレクタ電極間に変圧器27の１次
巻線を接続し，その２次巻線は整流器29とコンデンサ31
及び抵抗器33とからなる回路に接続され，さらに発振制
御回路25に送られる。出力垂下特性のためには，コネク
タ23の端子Ｄとコモン線14との間に抵抗器35を接続す
る。この抵抗器35の一端は垂下回路37に接続し，その出
力は発振制御回路25に送られる。
【００１２】 延長ケーブル５は４本の線を有しており
高周波発生部３のコネクタ23と昇圧整流部７のコネクタ
39とを結び，それぞれ同じ記号の端子に対応して接続さ
れる。各線に流れる電流と印加電圧は比較的低い値なの
で，延長ケーブル５の外径は比較的細く，その重量も大
きくはならず，昇圧整流部７を移動するときに作業性を
妨げることはない。
高周波発生部３のコネクタ23と昇圧整流部７のコネクタ
39とを結び，それぞれ同じ記号の端子に対応して接続さ
れる。各線に流れる電流と印加電圧は比較的低い値なの
で，延長ケーブル５の外径は比較的細く，その重量も大
きくはならず，昇圧整流部７を移動するときに作業性を
妨げることはない。
【００１３】 昇圧整流部７は，コネクタ39と変圧器41
は多段倍電圧整流回路43と抵抗器45と出力端子47とから
なる。コネクタ39の端子Ａ，Ｂ，Ｃは変圧器41の１次巻
線にそれぞれ接続される。変圧器41の２次巻線は１次巻
線に対して約34倍に巻き上げてあり，１次巻線に18Vpp
印加されているので，２次巻線には6kVpp の高周波高圧
が発生する。この高周波高圧を10段の多段倍電圧整流回
路43により−60kVの直流高電圧出力を得て，抵抗器45を
経て出力端子47に目的の直流高電圧を発生させる。
は多段倍電圧整流回路43と抵抗器45と出力端子47とから
なる。コネクタ39の端子Ａ，Ｂ，Ｃは変圧器41の１次巻
線にそれぞれ接続される。変圧器41の２次巻線は１次巻
線に対して約34倍に巻き上げてあり，１次巻線に18Vpp
印加されているので，２次巻線には6kVpp の高周波高圧
が発生する。この高周波高圧を10段の多段倍電圧整流回
路43により−60kVの直流高電圧出力を得て，抵抗器45を
経て出力端子47に目的の直流高電圧を発生させる。
【００１４】 出力電圧の安定化の検出については，ト
ランジスタ19，21の各コレクタ間に接続された補助の27
の１次巻線により，ここで検出した高周波電圧を整流器
29で整流し，コンデンサ31と抵抗器33の回路により平滑
して，出力電圧に比例する値を得る。この比例値を発振
制御回路25の制御端子に供給して，安定化制御とする。
多段倍電圧整流回路43は，両波整流形である。そしてこ
の検出方法についても，両波形であるので，出力電圧の
安定化制御の精度はより高められる。
ランジスタ19，21の各コレクタ間に接続された補助の27
の１次巻線により，ここで検出した高周波電圧を整流器
29で整流し，コンデンサ31と抵抗器33の回路により平滑
して，出力電圧に比例する値を得る。この比例値を発振
制御回路25の制御端子に供給して，安定化制御とする。
多段倍電圧整流回路43は，両波整流形である。そしてこ
の検出方法についても，両波形であるので，出力電圧の
安定化制御の精度はより高められる。
【００１５】 発振制御回路25からトランジスタ19，21
の各ベースへの駆動信号については，全電力出力のとき
には完全にオンとする駆動信号を与え，全電力出力以下
のときは能動領域にあるような振幅を発生する。全電力
出力のときには，トランジスタ19，21は完全オンするの
で，変換効率は高い。そして能動領域のときは，出力が
低下しているときなので，変換効率は低下するが，入力
電力も，低下している。つまり，最大入力は増加するこ
とがない。この制御方式は一定周波数で直流高電圧出力
の制御ができるので，乱調の発生を容易に抑制すること
ができる。この種の直流高電圧発生装置においては，乱
調を抑制することは，医療機器の場合に，被検査者への
保安のため重要である。また高価な管球の耐圧値を越え
ないようにするためにも重要である。
の各ベースへの駆動信号については，全電力出力のとき
には完全にオンとする駆動信号を与え，全電力出力以下
のときは能動領域にあるような振幅を発生する。全電力
出力のときには，トランジスタ19，21は完全オンするの
で，変換効率は高い。そして能動領域のときは，出力が
低下しているときなので，変換効率は低下するが，入力
電力も，低下している。つまり，最大入力は増加するこ
とがない。この制御方式は一定周波数で直流高電圧出力
の制御ができるので，乱調の発生を容易に抑制すること
ができる。この種の直流高電圧発生装置においては，乱
調を抑制することは，医療機器の場合に，被検査者への
保安のため重要である。また高価な管球の耐圧値を越え
ないようにするためにも重要である。
【００１６】 延長ケーブル５のうちのコネクタ39の端
子Ａへの線が断線すると，トランジスタ19のコレクタの
結線が切断するため，残りのトランジスタ21のみが作動
して，出力電圧は約半分の値となる。また延長ケーブル
５のうちコネクタ39の端子Ｃへの線が断線すると，出力
は停止状態となる。いずれの場合も，出力電圧は停止ま
たは電圧減少となり，安全な状態におさまる。
子Ａへの線が断線すると，トランジスタ19のコレクタの
結線が切断するため，残りのトランジスタ21のみが作動
して，出力電圧は約半分の値となる。また延長ケーブル
５のうちコネクタ39の端子Ｃへの線が断線すると，出力
は停止状態となる。いずれの場合も，出力電圧は停止ま
たは電圧減少となり，安全な状態におさまる。
【００１７】 出力電流の増加に対する保護制御につい
ては，昇圧整流部７のコネクタ39の端子Ｄから接続され
る線路すなわち高周波発生部３のコネクタ23の端子Ｄ
と，コモン線との間に抵抗器35を介して電流検出信号を
得る。この電流検出信号を垂下回路37によって，設定値
を越えたときに垂下信号を発生させて発振制御回路25に
送る。
ては，昇圧整流部７のコネクタ39の端子Ｄから接続され
る線路すなわち高周波発生部３のコネクタ23の端子Ｄ
と，コモン線との間に抵抗器35を介して電流検出信号を
得る。この電流検出信号を垂下回路37によって，設定値
を越えたときに垂下信号を発生させて発振制御回路25に
送る。
【００１８】 以上述べた実施例において，高周波発生
部３の中のＤＣ−ＤＣコンバータ15の出力に蓄電池を並
列接続することにより，商用交流電源がない場所でも使
用することができる。また延長ケーブル５については，
接地線や他の線を含めることもできる。
部３の中のＤＣ−ＤＣコンバータ15の出力に蓄電池を並
列接続することにより，商用交流電源がない場所でも使
用することができる。また延長ケーブル５については，
接地線や他の線を含めることもできる。
【００１９】
【発明の効果】本発明は以上述べたような特徴を有して
おり，延長ケーブルの印加電圧が比較的低い電圧である
ため，電線間静電容量への充電電流は大きくならない。
また変圧器の１次巻線はセンタータップを有してプッシ
ュプル接続となっており，変圧器の利用率が高い。また
延長ケーブルの途中で断線事故があっても，直流高電圧
出力は停止か低下となるので，安全である。
おり，延長ケーブルの印加電圧が比較的低い電圧である
ため，電線間静電容量への充電電流は大きくならない。
また変圧器の１次巻線はセンタータップを有してプッシ
ュプル接続となっており，変圧器の利用率が高い。また
延長ケーブルの途中で断線事故があっても，直流高電圧
出力は停止か低下となるので，安全である。
【図１】本発明に係る６０ｋＶ出力の管球用直流高電圧
発生装置の一実施例の回路図を示す。
発生装置の一実施例の回路図を示す。
１…直流高電圧発生装置 ３…高周波発生部 ５…延
長ケーブル ７…昇圧整流部 ９，11…入力端子 13…整
流器 15…ＤＣ−ＤＣコンバータ 17…端子 19, 21
…トランジスタ 23…コネクタ 24…コモン線 25…発振制御回路
27…変圧器 29…整流器 37…垂下回路 39…コ
ネクタ 41…変圧器 43…多段倍電圧整流回路
47…出力端子 49…負荷
長ケーブル ７…昇圧整流部 ９，11…入力端子 13…整
流器 15…ＤＣ−ＤＣコンバータ 17…端子 19, 21
…トランジスタ 23…コネクタ 24…コモン線 25…発振制御回路
27…変圧器 29…整流器 37…垂下回路 39…コ
ネクタ 41…変圧器 43…多段倍電圧整流回路
47…出力端子 49…負荷
Claims (3)
- 【請求項１】センタータップを有する１次巻線と，この
１次巻線に対して大きい巻数比の２次巻線を有する変圧
器と，この変圧器の２次巻線に接続される多段倍電圧整
流回路とからなる直流高電圧発生部と，前記変圧器の１
次巻線に一端を接続される延長ケーブルと，この延長ケ
ーブルの他端に接続される高周波発生部であって，比較
的低い電圧の直流電源と，プッシュプル接続にした一対
のスイッチング素子と，このスイッチング素子を交互に
高周波でスイッチングするよう駆動する駆動制御回路と
を有する高周波発生部とからなる管球用直流高電圧発生
装置。 - 【請求項２】前記一対のスイッチング素子の駆動信号に
ついては，全電力出力のときに完全オンとする駆動信号
であり，全電力出力以下のときは能動領域にあることを
特徴とする請求項１に記載の管球用直流高電圧発生装
置。 - 【請求項３】前記一対のスイッチング素子の各主電流端
子間の電圧を検出して，この検出信号を前記制御駆動回
路に供給することを特徴とする請求項１または請求項２
に記載の管球用直流高電圧発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30246496A JPH10134989A (ja) | 1996-10-28 | 1996-10-28 | 管球用直流高電圧発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30246496A JPH10134989A (ja) | 1996-10-28 | 1996-10-28 | 管球用直流高電圧発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10134989A true JPH10134989A (ja) | 1998-05-22 |
Family
ID=17909265
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30246496A Pending JPH10134989A (ja) | 1996-10-28 | 1996-10-28 | 管球用直流高電圧発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10134989A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004042907A1 (en) * | 2002-11-01 | 2004-05-21 | Honeywell International Inc. | High-voltage power supply |
| CN106793434A (zh) * | 2016-12-27 | 2017-05-31 | 南宁举医疗电子设备股份有限公司 | 16kW宠物X射线机的高频高压发生器 |
| JP2020171867A (ja) * | 2016-07-01 | 2020-10-22 | 富士フイルム株式会社 | 放射線照射装置 |
-
1996
- 1996-10-28 JP JP30246496A patent/JPH10134989A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004042907A1 (en) * | 2002-11-01 | 2004-05-21 | Honeywell International Inc. | High-voltage power supply |
| US7477529B2 (en) | 2002-11-01 | 2009-01-13 | Honeywell International Inc. | High-voltage power supply |
| JP2020171867A (ja) * | 2016-07-01 | 2020-10-22 | 富士フイルム株式会社 | 放射線照射装置 |
| CN106793434A (zh) * | 2016-12-27 | 2017-05-31 | 南宁举医疗电子设备股份有限公司 | 16kW宠物X射线机的高频高压发生器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20031208 |