JPH10201732A - Power supply unit and magnetic resonance imaging system using it - Google Patents

Power supply unit and magnetic resonance imaging system using it

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JPH10201732A
JPH10201732A JP9017636A JP1763697A JPH10201732A JP H10201732 A JPH10201732 A JP H10201732A JP 9017636 A JP9017636 A JP 9017636A JP 1763697 A JP1763697 A JP 1763697A JP H10201732 A JPH10201732 A JP H10201732A
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JP
Japan
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reactor
power supply
current
adjusting
switching power
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Application number
JP9017636A
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Japanese (ja)
Inventor
Keiichi Chabata
圭一 茶畑
Hiroshi Takano
博司 高野
Takuya Domoto
拓也 堂本
Hiroyuki Takeuchi
博幸 竹内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Original Assignee
Hitachi Medical Corp
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Publication date
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  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a high quality MR image, even if there were any error in the reactor for suppressing the circulation current, by adjusting a relative distance between a conductor to run an over-current via a magnetic flux generated near to the reactor and the reactor for adjusting an inductance value of the reactor. SOLUTION: The reactor 61 to be connected to a switching power supply unit is set inside the reactor box 63, in which an up-and-down movable adjusting bar 64 available to be turned around the fixing seat 66 is fitted to a given place n the reactor box 63. Impressing a current into the reactor 61 generates an over-current I the adjusting board 65 via a magnetic flux generated to generate magnetic flux so as to de-excite the magnetic flux generated in the reactor in the vicinity of the adjusting board 65 to reduce an apparent impedance of the reactor. Turning the adjusting bar 64 changes the relative distance between the adjusting board 65 and the reactor 61 to adjust the impedance value to a given value.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は磁気共鳴イメージン
グ装置(以下、MRI装置という)等の磁場発生コイル
に好適に用いられる電源装置に係わり、特にその大電力
を要求される静磁場、傾斜磁場、高周波磁場の発生に必
要な各種電源に好適な電源装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply device suitably used for a magnetic field generating coil such as a magnetic resonance imaging device (hereinafter, referred to as an MRI device). The present invention relates to a power supply device suitable for various power supplies required for generating a high-frequency magnetic field.

【0002】[0002]

【従来の技術】MRI装置は、静磁場中に置かれた検査
対象に高周波磁場をパルス状に印加し、検査対象から発
生する核磁気共鳴信号を検出し、この検出信号をもとに
スペクトルや画像を再構成するものであり、MRI装置
には磁場発生コイルとして静磁場を発生する超電導或い
は常電導コイル、静磁場に重畳される傾斜磁場を発生す
るための傾斜磁場コイル、さらに高周波磁場を発生する
ための高周波コイルが備えられている。これら磁場発生
コイルは所定の磁場強度の磁場を発生するために印加電
流の大きさとタイミングを制御するための電源装置を備
えている。このようなMRI装置では、静磁場や傾斜磁
場や高周波磁場の磁場強度が最終的に得られる画像上の
ノイズや撮像時間に大きく影響し、短時間で診断に有用
な画像を得るためにはMRI装置の磁場電源として大電
流電源が必要となっており、このための電源装置を本発
明者等により特開平8ー211139号に提案されてい
る。
2. Description of the Related Art An MRI apparatus applies a high-frequency magnetic field in a pulsed manner to a test object placed in a static magnetic field, detects a nuclear magnetic resonance signal generated from the test object, and uses the detected signal to obtain a spectrum or the like. The image is reconstructed, and the MRI apparatus generates a superconducting or normal conducting coil for generating a static magnetic field as a magnetic field generating coil, a gradient magnetic field coil for generating a gradient magnetic field superimposed on the static magnetic field, and a high frequency magnetic field. A high frequency coil for performing the operation. These magnetic field generating coils include a power supply device for controlling the magnitude and timing of an applied current to generate a magnetic field having a predetermined magnetic field strength. In such an MRI apparatus, the magnetic field strength of a static magnetic field, a gradient magnetic field, or a high-frequency magnetic field greatly affects noise on an image finally obtained and an imaging time. A large current power supply is required as a magnetic field power supply for the apparatus, and a power supply apparatus for this purpose has been proposed by the present inventors in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-221139.

【0003】この特開平8ー21139号に記載された
電源装置を図9に示す。図9において、4つのスイッチ
ング電源11〜14と、これらスイッチング電源間の回
り込み電流(循環電流)を抑制するリアクトル20〜2
7と、各スイッチング電源を駆動制御する制御回路30
とを備えている。スイッチング電源11〜14はそれぞ
れ図示しない直流電源に並列に接続され、その一方の出
力端子はそれぞれリアクトル20,22,24,26を
介して接続され、他方の出力端子は21,23,25,
27を介して接続され、負荷である磁場コイル40に接
続されている。これらリアクトル20〜27は、スイッ
チング電源11〜14を駆動するタイミングがわずかで
もずれた場合に、特に後述するように位相をずらして駆
動する場合に、一つのスイッチング電源から他ののスイ
ッチング電源に電流が回り込むのを防止する。
FIG. 9 shows a power supply device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-21139. In FIG. 9, four switching power supplies 11 to 14 and reactors 20 to 2 for suppressing a sneak current (circulating current) between these switching power supplies.
7 and a control circuit 30 for driving and controlling each switching power supply
And The switching power supplies 11 to 14 are respectively connected in parallel to a DC power supply (not shown), one output terminal of which is connected via reactors 20, 22, 24, 26, respectively, and the other output terminal of which is 21, 23, 25,
27, and is connected to a magnetic field coil 40 as a load. These reactors 20 to 27 supply current from one switching power supply to another switching power supply when the timing for driving the switching power supplies 11 to 14 is slightly deviated, especially when the driving is performed with a phase shifted as described later. To prevent sneaking around.

【0004】更にこの電源装置10の出力側には、磁場
コイル40に流れる電流を検出する電流検出器41が設
けられている。制御回路30には磁場コイル40の印加
される電流指令値と電流検出器41から出力された電流
検出値が入力され、制御回路30は両者の差が0になる
ように各スイッチング電源を制御する。この公知のスイ
ッチング電源の一例を図l0に示す。このスイッチング
電源10’は、4つのスイッチング素子51〜54と、
スイッチング電源の出力を平滑するためのリアクトル5
5,56及びコンデンサ57,58とを備えている。ス
イッチング素子としては絶縁ゲート型バイポーラトラン
ジスタ(IGBT)が採用され、スイッチング素子51
と52(左側のスイッチング素子)及びスイッチング素
子53と54(右側のスイッチング素子)はそれぞれ直
流電源50に対して直列に接続され、スイッチング素子
51と52及びスイッチング素子53と54は並列に接
続されている。リアクトル55及びコンデンサ57はス
イッチング素子52に並列に、リアクトル56及びコン
デンサ58はスイッチング素子54に並列に接続され、
それぞれスイッチ52及び54のコレクタ側の電圧V
L’,VR’を平滑する平滑回路を構成する。このスイ
ッチング電源10’の一方の出力端子はリアクトル55
とコンデンサ57の接続点に、他方の出力端子はリアク
トル56とコンデンサ58の接続点にそれぞれ接続され
る。
Further, a current detector 41 for detecting a current flowing through the magnetic field coil 40 is provided on the output side of the power supply device 10. The current command value applied to the magnetic field coil 40 and the current detection value output from the current detector 41 are input to the control circuit 30, and the control circuit 30 controls each switching power supply so that the difference between the two becomes zero. . An example of this known switching power supply is shown in FIG. This switching power supply 10 'includes four switching elements 51 to 54,
Reactor 5 for smoothing output of switching power supply
5 and 56 and capacitors 57 and 58. As the switching element, an insulated gate bipolar transistor (IGBT) is employed.
And 52 (the switching element on the left) and 53 and 54 (the switching element on the right) are connected in series to the DC power supply 50, and the switching elements 51 and 52 and the switching elements 53 and 54 are connected in parallel. I have. Reactor 55 and capacitor 57 are connected in parallel with switching element 52, reactor 56 and capacitor 58 are connected in parallel with switching element 54,
The voltage V on the collector side of the switches 52 and 54, respectively
A smoothing circuit for smoothing L ′ and VR ′ is configured. One output terminal of the switching power supply 10 ′ is connected to a reactor 55.
And the other output terminal is connected to a connection point between the reactor 56 and the capacitor 58.

【0005】このスイッチング電源10’は、スイッチ
51及び54がオンのときにはスイッチ52及びスイッ
チ53がオフ、スイッチ51及び54がオフのときには
スイッチ52及び53がオンとなるように交互に一定周
期で駆動される。この際、一方、例えばスイッチ51及
び54がオンとなる時間を長く、スイッチ52及び53
のオン時間を短くしたとすると、直流電源50の中性点
(図示せず)からみたスイッチ52及び54のコレクタ
側の電圧VL’,VR’は、それぞれ図11に示すよう
な波形となり、これらをリアクトル55とコンデンサ5
7及びリアクトル56とコンデンサ58で平滑すること
により、出力端子の電圧VLA’,VRA’は直流電圧
となる。このようなスイッチング電源10’の出力端子
は図9に示すようにリアクトル20,21を介して磁場
コイル40に接続される。尚、図10にはスイッチング
電源11のみを図示したが、スイッチング電源12〜1
4についても全く同様の構成である。以上のように構成
されるスイッチング電源の各々11〜14がリアクトル
を介して磁場コイルに接続されているのであるが、これ
らスイッチング電源11〜14は制御回路30によって
スイッチの位相をずらして駆動する。この実施例では、
図12に示すようにスイッチング電源が4つ設けられて
いることに対応して、位相は90度ずつシフトしてい
る。尚、図中実線の波形VL1〜VL4は、各スイッチ
ング電源の左側のスイッチング素子のコレクタ側の電圧
を示し、鎖線の波形は各スイッチング電源の出力端子の
電圧を示す。スイッチの位相をずらすために制御回路3
0は、各スイッチング電源11〜14のスイッチング素
子のゲート電圧を印加するタイミングをずらすととも
に、磁場コイル40に印加すべき電流指令値と電流検出
器41で検出された電流検出値を比較し、両者の差がゼ
ロになるように各スイッチング電源のスイッチング素子
に印加する電圧を制御する。これにより、各スイッチン
グ電源の位相をずらして駆動しても所定の電流指令値の
出力電流ILが磁場コイルに印加される。ここで各スイ
ッチング電源の出力端子の電圧の波形は、図12に示す
ようにスイッチング周波数と同じ周波数のリップルを含
んだ直流波形となるが、これらの位相が90度ずつずれ
ていることによって、図9の電源装置全体としの出力端
子の電圧は高周波化され、磁場コイル40に流れる出力
電流ILののリップルを低減することができる。従っ
て、例えばIGBTなど高耐圧大電流の素子を安全に動
作させる最高の周波数、例えば20kHzに設定した場
合でも、実際の出力のリツプル周波数を80kHzに高
周波化し、リップルを低減する。なお、上記は複数のス
イッチング電源のスイッチの位相をシフトしない場合で
も、複数を並列に設けることにより電源装置の大電流容
量化を図ることは可能である。ただし、位相をシフトす
ることにより、電源装置の出力電流のリツプルの高周波
化が可能となるので、スイッチング素子として安全な動
作周波数が比較的低周波で駆動するIGBTなど高耐圧
大電流の素子を使用することが可能となり、結果として
大容量化が可能となる。
The switching power supply 10 'is alternately driven at a constant period so that the switches 52 and 53 are off when the switches 51 and 54 are on, and the switches 52 and 53 are on when the switches 51 and 54 are off. Is done. At this time, on the other hand, for example, the time during which the switches 51 and 54 are turned on is increased, and
, The voltages VL ′ and VR ′ on the collector side of the switches 52 and 54 viewed from the neutral point (not shown) of the DC power supply 50 have waveforms as shown in FIG. To the reactor 55 and the capacitor 5
The voltage VLA ', VRA' at the output terminal becomes a DC voltage by smoothing the output terminal 7 with the reactor 56 and the capacitor 58. The output terminal of such a switching power supply 10 'is connected to a magnetic field coil 40 via reactors 20, 21 as shown in FIG. Although only the switching power supply 11 is shown in FIG.
No. 4 has exactly the same configuration. Each of the switching power supplies 11 to 14 configured as described above is connected to a magnetic field coil via a reactor, and these switching power supplies 11 to 14 are driven by the control circuit 30 by shifting the phases of the switches. In this example,
As shown in FIG. 12, the phases are shifted by 90 degrees corresponding to the provision of four switching power supplies. Note that the solid line waveforms VL1 to VL4 in the figure indicate the voltage on the collector side of the switching element on the left side of each switching power supply, and the chain line waveform indicates the voltage at the output terminal of each switching power supply. Control circuit 3 to shift the phase of the switch
0 shifts the timing of applying the gate voltage of the switching element of each of the switching power supplies 11 to 14 and compares the current command value to be applied to the magnetic field coil 40 with the current detection value detected by the current detector 41. The voltage applied to the switching element of each switching power supply is controlled so that the difference between them becomes zero. As a result, the output current IL having a predetermined current command value is applied to the magnetic field coil even when the switching power supplies are driven with their phases shifted. Here, the waveform of the voltage at the output terminal of each switching power supply is a DC waveform including a ripple having the same frequency as the switching frequency as shown in FIG. 12, but these phases are shifted by 90 degrees. 9, the voltage of the output terminal of the entire power supply device is increased in frequency, and the ripple of the output current IL flowing through the magnetic field coil 40 can be reduced. Therefore, even if the highest frequency for safely operating a high-withstand-voltage, high-current element such as an IGBT, for example, 20 kHz, is set, the ripple frequency of the actual output is increased to 80 kHz to reduce the ripple. In the above description, even when the phases of the switches of a plurality of switching power supplies are not shifted, it is possible to increase the current capacity of the power supply device by providing a plurality of switching power supplies in parallel. However, by shifting the phase, the output current ripple of the power supply device can be increased in frequency, so that a high-withstand-voltage, large-current element such as an IGBT driven at a relatively low operating frequency is used as a switching element. It is possible to increase the capacity as a result.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】すでに述べたように、
磁場コイル40にリップルの小さい大電流を流すため
に、複数のスイッチング電源を並列に接続し、これら各
スイッチング電源の出力側にリアクトルを接続して前記
スイッチング電源間の出力電圧の不平衡によって生じる
回り込み電流(循環電流)を抑制する方法が有効である
が、前記各リアクトルのインダクタンスの値に差がある
と、各リアクトルに流れる電流の大きさに差が生じ、結
果としてこれらリアクトルに流れる電流の合成値である
磁場コイル電流ILには図13に示すようなリップルの
大きい電流が流れる。これらのリアクトルの構造は、図
14に示すようにある値の直径を有する円筒(ボビン)
にある巻数回の巻線を巻き付けて構成されるのが一般的
であり、このようにして構成されたリアクトルのインダ
クタンスの値は前記巻線を巻き付けるためのボビンの直
径の2乗に比例するため、例えば、直径に1%の誤差が
あると、前記リアクトルのインダクタンスの誤差は約2
%となる。この誤差は製作上必然的に生じるもので、そ
れ以上の精度を確保するのは困難である。これらのリア
クトルのインダクタンスの値に2%の誤差が生じると、
電源装置の出力電流である磁場電流には実効値で百数十
mAのリップル電流を発生することになる。この電流の
リップルはMRI装置における画像のノイズとなるため
例えば実効値で数mA以下にする必要がある。このた
め、前記MRI画像のノイズを許容値以下にするために
は、前記リアクトルのインダクタンスのばらつきを0.
1%程度にしなければならない。
SUMMARY OF THE INVENTION As already mentioned,
A plurality of switching power supplies are connected in parallel in order to flow a large current with a small ripple through the magnetic field coil 40, and a reactor is connected to the output side of each of the switching power supplies so that the sneak caused by imbalance of the output voltage between the switching power supplies. The method of suppressing the current (circulating current) is effective, but if there is a difference in the inductance value of each reactor, a difference occurs in the magnitude of the current flowing through each reactor, and as a result, the combination of the currents flowing through these reactors A large ripple current as shown in FIG. 13 flows through the magnetic field coil current IL which is a value. The structure of these reactors is a cylinder (bobbin) having a certain diameter as shown in FIG.
Is generally formed by winding several turns of the winding, and the inductance value of the reactor thus configured is proportional to the square of the diameter of the bobbin for winding the winding. For example, if there is an error of 1% in the diameter, the error of the inductance of the reactor is about 2
%. This error is inevitable in manufacturing, and it is difficult to secure a higher accuracy. If there is a 2% error in the inductance value of these reactors,
The magnetic field current, which is the output current of the power supply device, generates a ripple current of an effective value of several hundred mA. Since this current ripple causes image noise in the MRI apparatus, it is necessary to set the effective value to several mA or less, for example. For this reason, in order to reduce the noise of the MRI image to an allowable value or less, the variation in the inductance of the reactor is set to 0.1.
Must be around 1%.

【0007】本発明の目的は循環電流抑制用のリアクト
ルに数%の誤差があっても、出力電流のリップルには影
響をおよぼさないようにして、高画質のMRI画像が得
られる電源装置及びこれを用いた磁気共鳴イメージング
装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a power supply device capable of obtaining a high-quality MRI image by preventing the output current ripple from being affected even if there is an error of several percent in the circulating current suppression reactor. And a magnetic resonance imaging apparatus using the same.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の電源装置は、任意波形の電流を出力するため
の電源装置であって、スイッチング素子を備えた複数の
スイッチング電源を負荷と並列に接続し、この複数のス
イッチング電源間の回り込み電流(循環電流)を抑制す
る前記複数のスイッチング電源の出力側にそれぞれ個別
に接続したリアクトルを備えた電源装置において、前記
リアクトルのインダクタンスの値を調整する手段を設け
る。このリアクトルのインダクタンスの値の調整は、前
記リアクトルの近傍に生じた磁束によって渦電流を流す
導体と、この導体と前記リアクトル間の相対距離を調整
することによって達成される。
According to the present invention, there is provided a power supply device for outputting a current having an arbitrary waveform, comprising a plurality of switching power supplies each having a switching element and a load. In a power supply device having reactors connected in parallel and individually connected to the output sides of the plurality of switching power supplies for suppressing a sneak current (circulating current) between the plurality of switching power supplies, the value of the inductance of the reactor is A means for adjusting is provided. The adjustment of the inductance value of the reactor is achieved by adjusting a conductor through which an eddy current flows by a magnetic flux generated in the vicinity of the reactor, and a relative distance between the conductor and the reactor.

【0009】本発明のMRI装置は、磁場発生コイル用
の電源装置として上述したような電源装置を備えたもの
である。
The MRI apparatus of the present invention includes the above-described power supply as a power supply for a magnetic field generating coil.

【0010】以上のように構成される本発明の電源装置
は、並列接続された複数のスイッチング電源間の回り込
み電流(循環電流)を抑制するための前記複数のスイッ
チング電源の出力側にそれぞれ個別に接続したリアクト
ルに数%の製作誤差があっても、このリアクトルのイン
ダクタンスの値を調整して、前記スイッチング電源の出
力電流をほぼ等しくして並列接続された前記複数のスイ
ッチング電源の出力電流の合成値である磁場コイル電流
のリツプルを非常に小さな値とするものである。これに
よって高画質のMRI画像が得られる電源装置及びこれ
を用いた磁気共鳴イメージング装置とすることができ
る。
[0010] The power supply device of the present invention configured as described above is individually provided on the output sides of the plurality of switching power supplies for suppressing the sneak current (circulating current) between the plurality of switching power supplies connected in parallel. Even if there is a manufacturing error of several percent in the connected reactor, the value of the inductance of this reactor is adjusted to make the output currents of the switching power supplies substantially equal, and the output currents of the plurality of switching power supplies connected in parallel are combined. The ripple of the magnetic field coil current, which is a value, is set to a very small value. Thus, a power supply device capable of obtaining a high-quality MRI image and a magnetic resonance imaging apparatus using the same can be provided.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明の電源装置をMRI
装置の傾斜磁場コイルに適用した実施例について説明す
る。図1は並列接続したスイッチング電源の出力側に接
続したリアクトルにインダクタンスの調整機能を設けた
電源装置の回路構成図である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A power supply according to the present invention is
An embodiment applied to a gradient coil of the apparatus will be described. FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a power supply device in which a reactor connected to the output side of a switching power supply connected in parallel is provided with an inductance adjusting function.

【0012】直流電源50は出力電流増幅器であるスイ
ッチング電源31,32に直流電圧を供給し、これらの
スイッチング電源31,32は任意の波形の電流を出力
するものである。
The DC power supply 50 supplies a DC voltage to switching power supplies 31 and 32, which are output current amplifiers, and these switching power supplies 31 and 32 output a current having an arbitrary waveform.

【0013】スイッチング電源31,32にはインダク
タンスの値を調整することが可能なリアクトル61,6
2,71,72が接続されている。出力電流のリップル
の低減を考慮し、スイッチング電源31と32には18
0度の位相差を設けて動作させている。これにより、磁
場コイル40には図2に示すようなリップルのない電流
の供給が可能となる。この電源装置は説明を簡略にする
ため2つしか示されていないことと循環電流抑制用リア
クトルのインダクタンスを調整する機能以外は図9で示
した従来のものと同じである。
The switching power supplies 31 and 32 have reactors 61 and 6 whose inductance values can be adjusted.
2, 71 and 72 are connected. Considering reduction of output current ripple, switching power supplies 31 and 32 have 18
It is operated with a phase difference of 0 degrees. This makes it possible to supply a current without a ripple as shown in FIG. 2 to the magnetic field coil 40. This power supply device is the same as the conventional power supply device shown in FIG. 9 except that only two power supply devices are shown for the sake of simplicity of description, and the function of adjusting the inductance of the circulating current suppression reactor.

【0014】磁場コイル40に大電流を供給する場合は
スイッチング電源を2つ以上設けることが好ましい。ま
た、各スイッチング電源31,32の一例として図10
で説明したものが適用できる。前記リアクトル61,6
2,71,72は図3に示すような構造になっており、
リアクトル61を例にとり詳細説明をする。リアクトル
61はリアクトル箱63の中にあり、このリアクトル箱
63に固定され内部がメネジになっている固定座66に
対して回転することにより、上下方向に移動可能な調整
棒64が取付けてある。この調整棒64の先端には導
体、例えば銅などでできている調整板65が取付けられ
ている。今、リアクトル61に電流を流すとリアクトル
の上方に向かって(矢印方向に)磁束が発生する。この
リアクトルに流れる電流によって生じた磁束の近傍には
調整板65があるために調整板65には渦電流が生じ図
4に示すように,調整板65には時計回りの渦電流が流
れる。また、この渦電流により調整板65の近傍にはリ
アクトルによって生じた磁束を打ち消すように(下方に
向かって)磁束が生じ、リアクトルの見掛け上のインダ
クタンスを小さくする。
When a large current is supplied to the magnetic field coil 40, it is preferable to provide two or more switching power supplies. FIG. 10 shows an example of each of the switching power supplies 31 and 32.
What was explained in can be applied. The reactor 61, 6
2, 71 and 72 have a structure as shown in FIG.
The reactor 61 will be described in detail as an example. The reactor 61 is provided in a reactor box 63, and an adjustment bar 64 is attached to the reactor box 63, which is rotatable with respect to a fixed seat 66 which is fixed to the reactor box 63 and has an internal thread so as to be movable in a vertical direction. An adjusting plate 65 made of a conductor, such as copper, is attached to the tip of the adjusting rod 64. Now, when a current is applied to the reactor 61, a magnetic flux is generated upward (in the direction of the arrow) of the reactor. Since the adjusting plate 65 is near the magnetic flux generated by the current flowing through the reactor, an eddy current is generated in the adjusting plate 65, and a clockwise eddy current flows in the adjusting plate 65 as shown in FIG. Further, due to the eddy current, a magnetic flux is generated (downward) in the vicinity of the adjustment plate 65 so as to cancel the magnetic flux generated by the reactor, thereby reducing the apparent inductance of the reactor.

【0015】調整板65とリアクトル61の相対距離h
とリアクトル61のインダクタンスは図5に示す関係と
なる。このリアクトル61のインダクタンスをL61と
すると、調整棒64を回し、調整板65とリアクトル6
1との相対距離を変化させることで、インダクタンスの
値を所定値L0に調整することが可能となる。
The relative distance h between the adjustment plate 65 and the reactor 61
And the inductance of the reactor 61 have the relationship shown in FIG. Assuming that the inductance of the reactor 61 is L61, the adjustment rod 64 is rotated, and the adjustment plate 65 and the reactor 6 are rotated.
By changing the relative distance from 1, the value of the inductance can be adjusted to the predetermined value L0.

【0016】同様にして、リアクトル62,71,72
も所定値L0に調整することで、スイッチング電源3
1,32の出力電流値が等しくなり、これらを合成した
磁場コイルに流れる電流のリップルを非常に小さな値に
することができる。図6にリアクトル61,62,7
1,72のインダクタンスの値を調整する他の実施例に
ついて、リアクトル61を例にとり詳細に説明をする。
Similarly, reactors 62, 71, 72
Is also adjusted to the predetermined value L0 so that the switching power supply 3
The output current values of 1, 32 become equal, and the ripple of the current flowing through the magnetic field coil obtained by combining them can be made very small. FIG. 6 shows reactors 61, 62, 7
Another embodiment for adjusting the inductance values of 1, 72 will be described in detail with the reactor 61 as an example.

【0017】リアクトル61はリアクトル箱63の中に
あり、このリアクトル箱63に固定され内部がメネジに
なっている固定座66に対して回転することにより、上
下方向に移動可能な調整棒68が取付けてある。調整棒
68の先端には導体、例えば銅などでできている調整筒
67が取付けられている。図3の実施例と同様にリアク
トル61に電流を流すと、リアクトルの上方に向かって
(矢印方向に)磁束が発生する。リアクトル電流によっ
て生じた磁束の近傍には調整筒67があるために調整筒
67には図7に示すような渦電流が流れる。
The reactor 61 is in a reactor box 63, and an adjustment rod 68 which can be moved in the vertical direction is attached by rotating with respect to a fixed seat 66 fixed to the reactor box 63 and having an internal thread. It is. An adjusting cylinder 67 made of a conductor, such as copper, is attached to the tip of the adjusting rod 68. When a current flows through the reactor 61 as in the embodiment of FIG. 3, a magnetic flux is generated upward (in the direction of the arrow) of the reactor. Since the adjusting cylinder 67 is near the magnetic flux generated by the reactor current, an eddy current flows through the adjusting cylinder 67 as shown in FIG.

【0018】この渦電流により調整筒67の近傍にはリ
アクトルによって生じた磁束を打ち消すように(下方に
向かって)磁束が生じてリアクトルの見掛け上のインダ
クタンスが小さくなる。前記調整筒67とリアクトル6
1との相対距離hとリアクトル61のインダクタンスに
は図8に示すような関係がある。前記リアクトル61の
インダクタンスをL61’とすると,調整棒68を回
し、調整筒67とリアクトル61との相対距離を変化さ
せることで、インダクタンスを所定値L0に調整するこ
とが可能となる。同様にして,リアクトル62,71,
72も所定値L0に調整することで、スイッチング電源
31,32の出力電流値が等しくなり、これらを合成し
た磁場電流のリップルを非常に小さくできる。
Due to the eddy current, a magnetic flux is generated (downward) in the vicinity of the adjusting cylinder 67 so as to cancel the magnetic flux generated by the reactor, and the apparent inductance of the reactor decreases. The adjusting cylinder 67 and the reactor 6
The relationship shown in FIG. 8 exists between the relative distance h with respect to 1 and the inductance of the reactor 61. Assuming that the inductance of the reactor 61 is L61 ', the inductance can be adjusted to a predetermined value L0 by turning the adjustment rod 68 and changing the relative distance between the adjustment cylinder 67 and the reactor 61. Similarly, reactors 62, 71,
By adjusting 72 also to the predetermined value L0, the output current values of the switching power supplies 31 and 32 become equal, and the ripple of the magnetic field current obtained by combining them can be extremely reduced.

【0019】この図6の実施例は前記図3の実施例に比
べて、調整筒67とリアクトル61との相対距離hの変
化に対するインダクタンスの変化が緩やかであるので、
インダクタンスの微調整にはより有効である。
In the embodiment shown in FIG. 6, the change in the inductance with respect to the change in the relative distance h between the adjusting cylinder 67 and the reactor 61 is more gradual than in the embodiment shown in FIG.
It is more effective for fine adjustment of the inductance.

【0020】このようにして、リアクトルの製作上生じ
る数%のインダクタンスのばらつきを調整することで、
電流リップルを非常に小さくすることができ、高速撮像
においてもMRI装置の画像のボケやアーチファクトの
問題を解決でき、診断に有効な高画質のMRI画像を得
ることができる。本実施例では、リアクトルと調整用の
導体の相対距離を変化させたが、相対的にリアクトルと
導体の位置を変化させれば良いのであって、機構,移動
方向には左右されない。
In this way, by adjusting the variation in inductance of several% that occurs in the production of the reactor,
The current ripple can be made extremely small, and the problem of blurring or artifacts in the image of the MRI apparatus can be solved even in high-speed imaging, and a high-quality MRI image effective for diagnosis can be obtained. In the present embodiment, the relative distance between the reactor and the conductor for adjustment is changed. However, the position of the reactor and the conductor may be changed relatively, and is not affected by the mechanism or the moving direction.

【0021】[0021]

【発明の効果】以上で説明したように本発明によれば、
並列接続された複数のスイッチング電源間の回り込み電
流(循環電流)を抑制するための前記複数のスイッチン
グ電源の出力側に接続したリアクトルに数%の製作誤差
があっても、これらのリアクトルのインダクタンスの値
を調整して、前記スイッチング電源の出力電流を均一に
して磁場コイル電流のリツプルを非常に小さな値とした
ので高画質のMRI画像が得られる電源装置及びこれを
用いた磁気共鳴イメージング装置提供することができ
る。
According to the present invention as described above,
Even if the reactor connected to the output side of the plurality of switching power supplies for suppressing the sneak current (circulating current) between the plurality of switching power supplies connected in parallel has a manufacturing error of several%, the inductance of these reactors is reduced. The present invention provides a power supply device capable of obtaining a high-quality MRI image because the output current of the switching power supply is adjusted to make the output current of the switching power supply uniform and the ripple of the magnetic field coil current to a very small value, and a magnetic resonance imaging apparatus using the same. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の電源装置をMRI装置の傾斜磁場コイ
ルに適用した回路構成図。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram in which a power supply device of the present invention is applied to a gradient coil of an MRI apparatus.

【図2】図lの回路のリアクトルと磁場コイルに流れる
電流の波形図。
FIG. 2 is a waveform diagram of a current flowing through a reactor and a magnetic field coil of the circuit of FIG. 1;

【図3】本発明によるリアクトルのインダクタンスの値
を調整する一実施例図。
FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of adjusting the inductance value of the reactor according to the present invention.

【図4】図3のリアクトルに発生する渦電流を説明する
図。
FIG. 4 is a diagram illustrating an eddy current generated in the reactor of FIG. 3;

【図5】図3におけるリアクトルと調整板との相対距離
とインダクタンスの関係を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a relative distance between a reactor and an adjustment plate and an inductance in FIG. 3;

【図6】本発明によるリアクトルのインダクタンスの値
を調整する他の実施例図。
FIG. 6 is a diagram showing another embodiment for adjusting the value of the inductance of the reactor according to the present invention.

【図7】図6のリアクトルに発生する渦電流を説明する
図。
FIG. 7 is a diagram illustrating an eddy current generated in the reactor of FIG. 6;

【図8】図6におけるリアクトルと調整板との相対距離
とインダクタンスの関係を示す図。
FIG. 8 is a diagram showing a relationship between a relative distance between a reactor and an adjustment plate and an inductance in FIG. 6;

【図9】従来の電源装置をMRI装置の傾斜磁場コイル
に適用した回路構成図。
FIG. 9 is a circuit configuration diagram in which a conventional power supply device is applied to a gradient coil of an MRI apparatus.

【図10】スイッチング電源の構成の一例を示す回路
図。
FIG. 10 is a circuit diagram illustrating an example of a configuration of a switching power supply.

【図11】図10の回路の各部の波形図(スイッチの位
相をずらさない場合)。
11 is a waveform diagram of each part of the circuit of FIG. 10 (when the phase of the switch is not shifted).

【図12】図9の回路の各部の波形図(スイッチの位相
をずらした場合)。
12 is a waveform diagram of each part of the circuit of FIG. 9 (when the phase of a switch is shifted).

【図13】図9の従来の電源装置の循環電流抑制用リア
クトルのインダクタンスの値にばらつきがある場合の各
部の電流波形。
13 is a current waveform of each part when the inductance value of the circulating current suppressing reactor of the conventional power supply device of FIG. 9 varies.

【図14】一般的なリアクトルの構造図。FIG. 14 is a structural diagram of a general reactor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ボビン 2 巻線 31,32 スイッチング電源 40 傾斜磁場コイル 50 直流電源 61,62,71,72 インダクタンスの調整可能な
リアクトル
Reference Signs List 1 bobbin 2 winding 31, 32 switching power supply 40 gradient magnetic field coil 50 DC power supply 61, 62, 71, 72 reactor with adjustable inductance

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹内 博幸 東京都千代田区内神田一丁目1番14号 株 式会社日立メディコ内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Hiroyuki Takeuchi 1-1-1 Uchikanda, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Hitachi Medical Corporation

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 任意波形の電流を出力するための電源装
置であって、スイッチング素子を備えた複数のスイッチ
ング電源を負荷と並列に接続し、この複数のスイッチン
グ電源間の回り込み電流(循環電流)を抑制する前記複
数のスイッチング電源の出力側にそれぞれ個別に接続し
たリアクトルとを備えた電源装置において、前記リアク
トルのインダクタンスの値を調整する手段を設けたこと
を特徴とする電源装置。
1. A power supply device for outputting a current having an arbitrary waveform, comprising a plurality of switching power supplies having switching elements connected in parallel with a load, and a sneak current (circulating current) between the plurality of switching power supplies. A power supply device comprising: a reactor connected to an output side of each of the plurality of switching power supplies; and a means for adjusting an inductance value of the reactor.
【請求項2】 前記リアクトルの調整手段は、前記リア
クトルの近傍に配置した導体と、この導体と前記リアク
トルとの相対距離を調整する機構を備えた請求項1記載
の電源装置。
2. The power supply device according to claim 1, wherein the reactor adjusting means includes a conductor arranged near the reactor, and a mechanism for adjusting a relative distance between the conductor and the reactor.
【請求項3】 磁場発生コイル用の電源装置として請求
項1、2記載の電源装置を備えたことを特徴とする磁気
共鳴イメージング装置。
3. A magnetic resonance imaging apparatus comprising the power supply device according to claim 1 as a power supply device for a magnetic field generating coil.
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