JPH10179540A

JPH10179540A - 傾斜磁場電源装置

Info

Publication number: JPH10179540A
Application number: JP8348112A
Authority: JP
Inventors: Fumikazu Takahashi; 史一高橋
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-12-26
Filing date: 1996-12-26
Publication date: 1998-07-07

Abstract

(57)【要約】【課題】電力効率をさほど低下させることなく、スリュ
ーレートの大きいコイル電流を制御可能な傾斜磁場電源
装置を提供する。【解決手段】指令信号ｉ_Pを線形的に増幅してコイル電
流を形成し該電流を傾斜磁場コイルＬｇに供給可能なス
イッチング方式の電力増幅器１０と、傾斜磁場コイルＬ
ｇに直列に接続され且つコイル電流の値を検出して当該
コイル電流の波形が指令信号ｉ_Pの波形と一致するよう
に制御するリニア制御手段（リニア制御部１１）と、傾
斜磁場コイルＬｇに高電圧を印加可能な高電圧電源１８
と、この高電圧電源１８により印加可能な高電圧の極性
および電力増幅器１０により供給可能なコイル電流の向
きを指令信号ｉ_Pの波形に応じて制御する制御手段（電
子スイッチＳＷ１〜ＳＷ４、制御回路１１）とを備え
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は磁気共鳴イメージ
ング（ＭＲＩ）システムに用いられる傾斜磁場電源装置
に係り、とくに高速撮影に好適な傾斜磁場電源装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】磁気共鳴現象を利用したイメージングで
は、空間的位置情報を持ったＮＭＲ信号を得るために、
パルス状の傾斜磁場を印加する必要がある。この傾斜磁
場は人体が入る程度の大きさの傾斜磁場コイルに電流パ
ルスを流すことによって発生する。その電流を供給する
装置が傾斜磁場電源であり、傾斜磁場シーケンサと傾斜
磁場コイルとの間に介挿されている。

【０００３】従来の典型的な撮影において用いられてい
る傾斜磁場電源は、電流１００［Ａ］〜２００［Ａ］程
度、電圧２００［Ｖ］〜３００［Ｖ］程度であるが、こ
の規模のアンプを搭載したＭＲＩシステムは、通常、撮
影時間が１０〜１５分程度と長い。そこで、近年では撮
影を高速化して撮影時間の短縮を図るための研究開発が
行われている。傾斜磁場の観点から撮影を高速化するに
は、パルス状傾斜磁場の強度を大きくし、立ち上がり・
立ち下がり時間を短縮すればよい。しかしそのために
は、傾斜磁場コイルに大きな電流を短い立ち上がり・立
ち下がり時間で供給する必要があり、傾斜磁場電源とし
て大電流高電圧のものを用意する必要がある。

【０００４】例えば、撮影時間を数秒程度に短縮するに
は、概ね電流３００［Ａ］〜４００［Ａ］、電圧２００
０［Ｖ］〜３０００［Ｖ］程度のアンプが必要である
が、これを現在のＭＯＳＦＥＴやトランジスタを用いた
ＡＢ級方式あるいはスイッチング方式の電力増幅器で実
現するのは極めて困難である。もし実現したとしても傾
斜磁場電源が非常に大型化し、例えば病院の撮影室に入
らないといった問題を生ずる。

【０００５】そこで、この状況を打破して高速撮影化を
図ることのできる従来の傾斜磁場電源として、図１８に
示すものが知られている。この電源は、傾斜磁場コイル
に供給する電流波形が、ほとんどの場合パルス状である
ことに着目したものであり、同図に示す如く、ブリッジ
接続された４つのスイッチＳＷ１〜ＳＷ４と高電圧源Ｈ
ＶＳから成るインバータ回路と、負荷である傾斜磁場コ
イルＬｇと直列に接続された電力増幅器Ｌｉｎとを有す
る。電力増幅器Ｌｉｎは周波数特性の良いＡＢ級が用い
られる。この構成を用いると、傾斜磁場コイルの電流を
立ち上げるときは、高電圧源ＨＶＳに繋いで高電圧を印
加し、定電流を流すときは電力増幅器から流すことがで
き、出力電流波形は台形波パルスに限られるが、大電流
高電圧を発生する傾斜磁場電源を比較的小形にすること
ができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た図１８記載の傾斜磁場電源にあっては、電力増幅器Ｌ
ｉｎがＡＢ級方式であるため、周波数特性は良いが、電
力効率が悪いという問題がある。電力効率が悪いとデュ
ーティ比が大きくとれないために、長時間の連続撮影が
難しいという不具合を生ずる。逆にデューティ比を大き
くとるためには電力増幅器Ｌｉｎを大きくしなければな
らないという問題がある。

【０００７】かかる状況に鑑みると、電力増幅器として
効率の良いスイッチング方式を用いることもでき、その
場合にはデューティ比が大きくとれ小形化も可能である
ものの、周波数特性が悪いために、速い電流の立ち上が
り（スリューレートが大きい）を制御することが難し
く、高速撮影用としては不適である。

【０００８】この発明は以上の問題に鑑みてなされたも
ので、電力効率をさほど低下させることなく、スリュー
レートの大きい電流を制御可能な傾斜磁場電源装置を提
供することを、目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明に係る傾斜磁場電源装置は、指令信号に応
じて傾斜磁場コイルに傾斜磁場発生用のコイル電流を供
給するための、磁気共鳴イメージングシステムに搭載さ
れる装置であり、上記指令信号を線形的に増幅して上記
コイル電流を形成し該電流を上記傾斜磁場コイルに供給
可能なスイッチング方式の電力増幅器と、上記傾斜磁場
コイルに直列に接続され且つ上記コイル電流の値を検出
して当該コイル電流の波形が上記指令信号の波形と一致
するように制御するリニア制御手段と、上記傾斜磁場コ
イルに高電圧を印加可能な高電圧電源と、この高電圧電
源により印加可能な高電圧の極性および上記電力増幅器
により供給可能なコイル電流の向きを上記指令信号の波
形に応じて制御する制御手段とを備えた。

【００１０】とくに請求項２記載の傾斜磁場電源装置で
は、前記電力増幅器は前記傾斜磁場コイルと直列に接続
されているとともに、前記制御手段は上記電力増幅器、
前記リニア制御手段、および傾斜磁場コイルの直列回路
に対してブリッジ状に接続された複数の電子スイッチ
と、この複数の電子スイッチを前記指令信号の波形に応
じてオン・オフするオン・オフ回路とを備えた。

【００１１】また、請求項３記載の傾斜磁場電源装置で
は、前記電力増幅器は前記高電圧電源に並列に接続され
るとともに、前記制御手段は、前記リニア制御手段およ
び傾斜磁場コイルの直列回路に対してブリッジ状に接続
された複数の第１の電子スイッチと、このブリッジ接続
の回路と上記高電圧電源との間に介挿された第２の電子
スイッチと、上記ブリッジ接続の回路と上記電力増幅器
との間に介挿された整流素子と、上記複数の第１の電子
スイッチおよび上記第２の電子スイッチを前記指令信号
の波形に応じてオン・オフするオン・オフ回路とを備え
た。

【００１２】さらに請求項４記載の傾斜磁場電源装置で
は、前記リニア制御手段は、双方向電流を制御するよう
に構成された複数のトランジスタから成る。

【００１３】さらに請求項５記載の傾斜磁場電源装置で
は、前記リニア制御手段はＢ級方式またはＡＢ級方式の
電力増幅器である。

【００１４】さらに請求項６記載の傾斜磁場電源装置で
は、前記電子スイッチは、半導体スイッチング素子と、
この半導体スイッチング素子に逆並列接続された整流素
子とにより構成されている。

【００１５】指令信号が立ち上がり又は立ち下がるとき
は、制御手段により、負荷側の回路（請求項１、２、４
〜６記載の発明では「電力増幅器、リニア制御手段、及
び傾斜磁場コイルの直列回路」、請求項１、３、４〜６
記載の発明では「リニア制御手段及び傾斜磁場コイルの
直列回路」）が高電圧源に電気的に繋がれ、高電圧が適
宜な極性で印加される。これにより、傾斜磁場コイルに
流れるコイル電流が急速に立ち上がり又は立ち下がる。
指令信号の波形が一定値のときは、制御手段により、負
荷側の回路が高電圧源から電気的に切り離され、電力増
幅器から指令信号に対応した一定電流が傾斜磁場コイル
に流される。スイッチング方式の電力増幅器では十分に
追随できない高周波電流波形もリニア制御手段により整
形される。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面を参照して説明する。

【００１７】まず、第１実施形態を図１〜図９に基づい
て説明する。

【００１８】最初に、この第１実施形態に係る傾斜磁場
電源装置の原理的な構成を図１で説明する。同図に示す
傾斜磁場電源装置１は、静磁場を発生させるマグネット
（図示せず）の診断空間内に装備される傾斜磁場コイル
Ｌｇにパルス電流を供給するようになっている。具体的
には、傾斜磁場電源装置１は、スイッチング方式、例え
ばＰＷＭ（パルス幅変調）方式の電力増幅器１０とリニ
ア制御のリニア制御部１１とを有し、傾斜磁場コイルＬ
ｇに対してリニア制御部１１及び電力増幅器１０の順に
直列に接続されている。

【００１９】この内、リニア制御部１１は、互いに逆向
き且つ直列に接続されたバイポーラトランジスタ１２、
１３と、このトランジスタ１２、１３と並列であって互
いに逆向き且つ直列に接続されたダイオード１４、１５
と、傾斜磁場コイルＬｇに流れる電流ｉ_Lgを非接触で検
出する電流検出器１６と、トランジスタ１２，１３の動
作を制御する比較器１７とを備えている。比較器１７の
非反転入力端（＋）には、図示しない傾斜磁場シーケン
サから前記電力増幅器１０に供給される、所望パルスシ
ーケンスに係る指令パルス電流ｉ_pが同時に入力してお
り、また反転入力端（−）には電流検出器１６の検出電
流が入力しているとともに、出力端が前記トランジスタ
１２、１３のベースに接続されている。ここで比較器１
７は指令パルス電流と検出電流との差の絶対値を増幅し
て、トランジスタ１２，１３のベースに入力する。これ
により、リニア制御部１１は、傾斜磁場コイルＬｇに流
れる電流ｉ_Lgを電流検出器１６で検出し、その電流波形
が入力パルス電流ｉｐと一致するように、リニア制御を
行うようになっている。

【００２０】さらに傾斜磁場電源装置１は、前記電力増
幅器１０、リニア制御部１１、及び傾斜磁場コイルＬｇ
の直列回路に対してブリッジ接続された電子スイッチＳ
Ｗ１〜ＳＷ４と、この電子スイッチＳＷ１〜ＳＷ４のブ
リッジ回路に接続された高電圧源（ＨＶＳ）１８と、電
子スイッチＳＷ１〜ＳＷ４のオン・オフを制御する制御
回路１９とを備え、これによりインバータ回路を形成し
ている。

【００２１】図２には、上記電子スイッチＳＷ１〜ＳＷ
４をより具体的に表した回路構成を示す。つまり、電子
スイッチＳＷ１〜ＳＷ４の各々は、ゲート・ターン・オ
フ（ＧＴＯ）のサイリスタＳＣ１（〜ＳＣ４）とダイオ
ードＤ１（〜Ｄ４）との逆並列接続により形成されてい
る。

【００２２】続いて、第１実施形態の傾斜磁場電源装置
の動作を、図３の電子スイッチＳＷ１〜ＳＷ４に係るス
イッチングのタイムチャートの例に基づいて説明する。
なお、この電子スイッチＳＷ１〜ＳＷ４のＧＴＯサイリ
スタＳＣ１〜ＳＣ４のオン・オフ動作は、制御回路１９
から個別に供給されるオン・オフ切換信号に基づいて行
われ、その切換タイミングは傾斜磁場シーケンサから入
力される台形波状の指令パルス電流ｉ_p（すなわち傾斜
磁場コイル電流（以下、「コイル電流」という）に相
当）ｉ_Lgの台形波状波形に応じて予めプログラミングさ
れている。

【００２３】まず、同図に示すように、時刻ｔ＝０でコ
イル電流ｉ_Lgを立ち上げるには、制御回路１９によりＧ
ＴＯサイリスタＳＣ１、ＳＣ２をオン、ＧＴＯサイリス
タＳＣ３、ＳＣ４をオフにする。この結果、高電圧源１
８、電力増幅器１０、及びリニア制御部１１が直列に接
続され、高電圧源１８の高電圧が傾斜磁場コイルＬｇに
印加される。よって、この立ち上げ時には、コイル電流
ｉ_LGが図４に示す如く、ＧＴＯサイリスタＳＣ１→電力
増幅器１０→リニア制御部１１→傾斜磁場コイルＬｇ→
ＧＴＯサイリスタＳＣ２を通って流れ、入力パルス電流
ｉ_pの立上がりに沿って立ち上がる。

【００２４】このとき、電力増幅器１０は立ち上がり時
間が０．１ms〜０．２msの入力パルス電流ｉ_pを完全に
は波形制御できず、この電力増幅器１０だけではコイル
電流ｉ_Lgは例えば図９の破線で示す電流波形Ｉ１になっ
てしまう。しかしながら、リニア制御部１１は高速にリ
ニア制御を行うので、コイル電流ｉ_Lgは図９の実線に示
す如く直線的な電流波形Ｉ２に整えられる。

【００２５】このようにしてコイル電流ｉ_Lgが立ち上が
り、その電流値が目標値に達する時刻ｔ＝ｔ₁になる
と、ＧＴＯサイリスタＳＣ２のみが制御回路１９により
オフに切り換えられ、高電圧源１８が切り離される。こ
の結果、電力増幅器１０から傾斜磁場コイルＬｇに、図
５に示す如く、リニア制御部１１→傾斜磁場コイルＬｇ
→ダイオードＤ３→ＧＴＯサイリスタＳＣ１を通って一
定電流ｉ_Lgが供給される。このときも、リニア制御部１
１により高速にリニア制御が行われ、電流波形が図９中
のＩ２の如く整えられる。

【００２６】さらにコイル電流ｉ_Lgを反転させる時刻ｔ
＝ｔ₂に達すると、ＧＴＯサイリスタＳＣ２＝オフを保
持したまま、今度はＧＴＯサイリスタＳＣ１＝オフ、且
つ、ＳＣ３＝ＳＣ４＝オンに切り換えられる。この結
果、傾斜磁場コイルＬｇ、リニア制御部１１、及び電力
増幅器１０から成る直列回路がダイオードＤ３，Ｄ４に
よって高電圧源１８に接続され、傾斜磁場コイルＬｇに
逆電圧が印加される。よって傾斜磁場コイル電流ｉ_Lgが
減少する。このときのコイル電流ｉ_Lgは図６に示す如
く、ダイオードＤ４→電力増幅器１０→リニア制御部１
１→傾斜磁場コイルＬｇ→ダイオードＤ４の順に流れ
る。リニア制御部１１による波形整形も同様に行われる
（図９参照）。

【００２７】さらに、上記の電流減少によって、コイル
電流ｉ_Lg＝０になると、今度はＧＴＯサイリスタＳＣ
３、ＳＣ４を通って傾斜磁場コイルＬｇ、リニア制御部
１１、及び電力増幅器１０の直列回路が高電圧源１８に
接続される。したがってコイル電流ｉ_Lgが図７に示す如
く流れ、反転側に高速で立ち上げられる。

【００２８】さらに、コイル電流ｉ_Lgが反転側で目標値
に達する時刻ｔ＝ｔ₃になると、上記立ち上げの状態か
らＧＴＯサイリスタＳＣ４がオフに切り換えられる。こ
れにより、高電圧源１８が切り離され、電力増幅器１０
から図８に示す経路でコイル電流ｉ_Lgが流され、一定電
流がコイルＬｇに供給される。

【００２９】以上のオン・オフの繰り返しにより、コイ
ル電流ｉ_Lgも、図３に示す如く、所望の台形波状に形成
される。

【００３０】本第１実施形態の傾斜磁場電源装置は以上
のように構成され機能するので、電力増幅器にＰＷＭ方
式を採用でき、従って電力増幅器自体の電力効率が良
く、またリニア制御部には大きな電圧が掛からないので
損失が少なくて済み、装置全体としても優れた省エネル
ギ効果を得る。従って、電力増幅器にＡＢ級方式を用い
たときに比べてデューティ比を大きくとることができ、
長時間の連続撮影が容易になるとともに小形化も推進で
きる。同時に、電力増幅器のＰＷＭ方式を採用したこと
に因る周波数特性の低下に伴う電流波形の不完全性は、
図９に示したように、リニア制御部で的確に修正され、
良好な電流波形になるから、高速撮影が可能になる。

【００３１】リニア制御部１１は図１に示した構成のほ
かに、図１０に示す構成にしても良い。即ち、ＰＮＰ型
トランジスタとダイオードの直列接続したものと、ＮＰ
Ｎ型トランジスタとダイオードを直列接続したものを、
並列接続した構成である。このとき、比較器１７は指令
パルス電流と検出電流との差を増幅して、トランジスタ
のベースに入力する。

【００３２】ところで、本第１実施形態では図９に示す
ように、コイル電流が０付近のところでクロスオーバ歪
みが生ずることがある。これを解決するには図１１に示
す変形形態のように、リニア制御部としてＢ級またはＡ
Ｂ級の電力増幅器を用いる方法がある。ただし、ここで
用いる電力増幅器はコイル電流の不完全性を補正する程
度の電圧を出力できればよいので、図２１の従来例で用
いる電力増幅器より、はるかに低損失である。

【００３３】この構成によると、コイル電流は図１２に
示すように、クロスオーバ歪みの無い台形波形となる。

【００３４】次に、本発明の第２実施形態を図１３〜図
２０に基づいて説明する。

【００３５】図１３に示す傾斜磁場電源装置１は、傾斜
磁場コイルＬｇにリニア制御部１１が直列に接続され、
その直列接続回路が電子スイッチＳＷ１〜ＳＷ４でブリ
ッジ接続されている。さらに、このブリッジ回路が別の
電子スイッチＳＷ５を介して高電圧源１８に接続されて
いる。またそのブリッジ回路に対してダイオードＤ６及
び電力増幅器１０の直列回路が並列に接続されている。
その他の構成は第１実施形態のものと同一であり、また
リニア制御部１１の機能も第１実施形態と同じである。

【００３６】上記電子スイッチＳＷ１〜ＳＷ５の各々は
具体的には、図１４に示す如くＧＴＯサイリスタＳＣ１
（〜ＳＣ５）とダイオードＤ１（〜Ｄ５）の逆並列接続
により構成されている。

【００３７】続いて、第２実施形態の動作を図１５のス
イッチングタイムチャートに従って説明する。

【００３８】まずコイル電流ｉ_Lgを立ち上げる時刻ｔ＝
０ではＧＴＯサイリスタＳＣ１、ＳＣ２、ＳＣ５がオン
に設定される（ＧＴＯサイリスタＳＣ３、ＳＣ４はオ
フ）。これにより、高電圧源１８がリニア制御部１１、
傾斜磁場コイルＬｇに接続され、傾斜磁場コイルＬｇに
高電圧が印加される。これにより、コイル電流ｉ_Lgは図
１６に示す如く流れ、急速に立ち上がる。

【００３９】立ち上がったコイル電流ｉ_Lgが目標値に達
する時刻ｔ＝ｔ₁になると、今度はＧＴＯサイリスタＳ
Ｃ５がオフに切り換えられ、負荷側の回路が高電圧源１
８から切り離される。これにより電力増幅器１０から傾
斜磁場コイルＬｇに、図１７に示す経路で一定値のコイ
ル電流ｉ_Lgが流される。

【００４０】そして、時刻ｔ＝ｔ₂になるとコイル電流
ｉ_Lgを反転させるため、ＧＴＯサイリスタＳＣ１、ＳＣ
２＝オフ、ＳＣ３〜ＳＣ５＝オンに各々切り換える。こ
の結果、リニア制御部１１及び傾斜磁場コイルＬｇの直
列回路がダイオードＤ３〜Ｄ４を介して高電圧源１８に
接続され、傾斜磁場コイルＬｇに逆電圧が印加される。
この状態ではコイル電流ｉ_Lgは図１８に示す如くそれま
での方向と同一方向に流れるが、電流値は急速に減少す
る。

【００４１】この様にコイル電流ｉ_Lgが減少して電流値
＝０になると、今度はＧＴＯサイリスタＳＣ３〜ＳＣ５
を介して高電圧源１８に接続される。この結果、傾斜磁
場コイルＬｇには反対方向のコイル電流ｉ_Lgが図１９の
ように流れ始め、その逆電流ｉ_Lgが目標値に達する時刻
ｔ＝ｔ₃になると、それまでのスイッチ状態からＧＴＯ
サイリスタＳＣ５＝オフに切り換えられる。これにより
負荷側回路が高電圧源１８から切り離され、電力増幅器
１０から逆方向の一定値のコイル電流ｉ_Lgが図２０に示
す経路で流される。

【００４２】以上のサイクルの繰り返しで、図１５に示
す如く、入力パルス電流ｉ_pに同期した台形波状のコイ
ル電流ｉ_Lgが供給される。従って、本第２実施例によっ
ても前述した第１実施形態と同等の作用効果を得ること
ができるとともに、コイル電流ｉ_Lgの立ち上がり及び立
下がり時には電力増幅器１０にコイル電流ｉ_Lgが流れな
いため、電力増幅器１０の耐久性が高められるなどの利
点がある。

【００４３】第２実施形態でも第１実施形態のようなク
ロスオーバ歪みの出ることがあるので、リニア制御部と
して低電圧のＡＢ級電力増幅器を用いても良い。

【００４４】なお、上記各実施例では電子スイッチのス
イッチング素子としてＧＴＯサイリスタを用いたが、必
ずしもそのような構成に限定されることなく、例えば、
パワートランジスタ、ＭＯＳ型ＦＥＴ、ＩＧＢＴなどを
用いることもできる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の傾斜磁
場電源装置は、傾斜磁場コイルに流れるコイル電流の立
上り、立下がり時には高電圧源を使い、そのコイル電流
の一定値のときにはスイッチング方式の電力増幅器を使
うとともに、傾斜磁場コイルにリニア制御手段を直列に
挿入して常に電流波形を整形するようにしたことから、
電力効率をさほど低下させることなく、スリューレート
の大きいコイル電流を制御でき、ＡＢ級方式の電力増幅
器を用いたときに比べて、デューティ比を大きくとるこ
とができ、小形化を推進できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る傾斜磁場電源装置
の原理的構成を示すブロック図。

【図２】第１実施形態の傾斜磁場電源装置のより具体的
構成を示すブロック図。

【図３】第１実施形態における台形波状のコイル電流を
流すときのスイッチングタイムチャート。

【図４】図３のタイムチャートに係る電流経路の一態様
を示す説明図。

【図５】図３のタイムチャートに係る電流経路の一態様
を示す説明図。

【図６】図３のタイムチャートに係る電流経路の一態様
を示す説明図。

【図７】図３のタイムチャートに係る電流経路の一態様
を示す説明図。

【図８】図３のタイムチャートに係る電流経路の一態様
を示す説明図。

【図９】リニア制御部の波形整形機能を示す図。

【図１０】リニア制御部の他の例を示す回路図。

【図１１】第１実施形態の変形形態に係る傾斜磁場電源
装置のブロック図。

【図１２】図１１の変形形態におけるコイル電流を示す
図。

【図１３】本発明の第２実施形態に係る傾斜磁場電源装
置の原理的構成を示すブロック図。

【図１４】第２実施形態の傾斜磁場電源装置のより具体
的構成を示すブロック図。

【図１５】第２実施形態における台形波状のコイル電流
を流すときのスイッチングタイムチャート。

【図１６】図１５のタイムチャートに係る電流経路の一
態様を示す説明図。

【図１７】図１５のタイムチャートに係る電流経路の一
態様を示す説明図。

【図１８】図１５のタイムチャートに係る電流経路の一
態様を示す説明図。

【図１９】図１５のタイムチャートに係る電流経路の一
態様を示す説明図。

【図２０】図１５のタイムチャートに係る電流経路の一
態様を示す説明図。

【図２１】従来の傾斜磁場電源装置の一例を示すブロッ
ク図。

【符号の説明】

１傾斜磁場電源装置Ｌｇ傾斜磁場コイル１０電力増幅器１１リニア制御部（発明のリニア制御手段に対応）１８高電圧源１９制御回路（発明の制御手段の一部に対応）ＳＷ１〜ＳＷ５電子スイッチ（発明の制御手段の一部
に対応）ＳＣ１〜ＳＣ５ＧＴＯサイリスタＤ１〜Ｄ５ダイオードＤ６ダイオード（発明の制御手段の一部に対応）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】指令信号に応じて傾斜磁場コイルに傾斜
磁場発生用のコイル電流を供給するための、磁気共鳴イ
メージングシステムに搭載される傾斜磁場電源装置にお
いて、上記指令信号を線形的に増幅して上記コイル電流を形成
し該電流を上記傾斜磁場コイルに供給可能なスイッチン
グ方式の電力増幅器と、上記傾斜磁場コイルに直列に接
続され且つ上記コイル電流の値を検出して当該コイル電
流の波形が上記指令信号の波形と一致するように制御す
るリニア制御手段と、上記傾斜磁場コイルに高電圧を印
加可能な高電圧電源と、この高電圧電源により印加可能
な高電圧の極性および上記電力増幅器により供給可能な
コイル電流の向きを上記指令信号の波形に応じて制御す
る制御手段とを備えたことを特徴とする傾斜磁場電源装
置。
【請求項２】前記電力増幅器は前記傾斜磁場コイルと
直列に接続されているとともに、前記制御手段は上記電
力増幅器、前記リニア制御手段、および傾斜磁場コイル
の直列回路に対してブリッジ状に接続された複数の電子
スイッチと、この複数の電子スイッチを前記指令信号の
波形に応じてオン・オフするオン・オフ回路とを備えた
ことを特徴とする請求項１記載の傾斜磁場電源装置。
【請求項３】前記電力増幅器は前記高電圧電源に並列
に接続されるとともに、前記制御手段は、前記リニア制
御手段および傾斜磁場コイルの直列回路に対してブリッ
ジ状に接続された複数の第１の電子スイッチと、このブ
リッジ接続の回路と上記高電圧電源との間に介挿された
第２の電子スイッチと、上記ブリッジ接続の回路と上記
電力増幅器との間に介挿された整流素子と、上記複数の
第１の電子スイッチおよび上記第２の電子スイッチを前
記指令信号の波形に応じてオン・オフするオン・オフ回
路とを備えたことを特徴とする請求項１記載の傾斜磁場
電源装置。
【請求項４】前記リニア制御手段は、双方向電流を制
御するように構成された複数のトランジスタから成るこ
とを特徴とする請求項２、３記載の傾斜磁場電源装置。
【請求項５】前記リニア制御手段はＢ級方式またはＡ
Ｂ級方式の電力増幅器であることを特徴とする請求項
２、３記載の傾斜磁場電源装置。
【請求項６】前記電子スイッチは、半導体スイッチン
グ素子と、この半導体スイッチング素子に逆並列接続さ
れた整流素子とにより構成されていることを特徴とする
請求項２又は３記載の傾斜磁場電源装置。