JPS60262400A - Ｘ線高電圧装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発ｊｊ１．ｊの利用分野〕 本発明は、インバータ式Ｘ線装置に係り、特に設定しだ
管電圧を精度よく実現する機構を備えたインバータ式Ｘ
線装置に関する。

〔発明の背景〕

Ｘ線装置は、商用電源を受電し、電圧調整用変圧器の２
次側に設けた摺動ブランの位置を変える、あるいは２次
側に設けた出力タップを切換えるなどの方法によって調
整した電圧を高圧変圧器によって昇圧し、整流した後、
Ｘ線管に印加する構成が用いられてきた。

一方、近年、発達のめざましい電力用半導体を用いた電
力制御技術を適用したインバータ式Ｘ線装置が開発され
ている。インパーク式Ｘ線装置は電力制御に半導体を用
いるので、その電力制御の応答は、前述の電圧調整用変
圧器を用いる場合に比べて、きわめて速い。したがって
、管電圧あるいは管電圧に相当する値を検出し、設定値
との誤差が零になるように制御するフィードバック制御
によって精度よい庁電圧を得ることが可能である。

第１図に、フィー　ドパツク制御を行うインバータ式Ｘ
線装置の構成を示す。１は商用電源、２は交流電圧を直
流電圧に変換する整流器、３は２の出力の直流電圧を受
電し、所定の周波数ｆｌでオン、オフを繰り返し、その
オン時間とオフ時間との比（以下、通電率と記す）によ
って、出力の直流電圧を制御するＤ　Ｃ／Ｄ　Ｃ変換器
、４は４３〜４ｄのスイッチング素子から成るインバー
タで４ａと４ｄを同時にオンし、才た４ｂと４０を同時
にオンすることを所定の周波数ｆ２で交互に繰り返し、
高圧変圧器５′の１次巻縁５ａにｆ２の周波数の交流電
圧を印加する。６は５の２次巻線５１〕に誘起した交流
電圧を直流電圧に変換する整流器、７は６の出力を平滑
するコンデンサであり、この平滑しだ電圧（以下、管電
圧と記す）ｖｘをＸ線管８に印加する。９は管電圧を検
出して管電圧に対応した検出信号ｖｔ′を出力する管電
圧検出器、１０はｖ　、／と管猷圧設定値Ｖ８゜ｔ　と
の誤差に応じた値ンｊを出力する誤差増幅器、１１はａ
の値に応じて３の通流率を制御するＤＣ／Ｉ）Ｃ変換器
制御器である。

寸だ、第２図は一般的な１０の構成を示す。

Ｊ　２１と２２は抵抗値の等しい抵抗Ｒ＋の２３は演算
増幅器、２４は抵抗Ｒ２，２５はコンデンサＣである。

第１図に示す構成の装置の動作は以下の通りである。Ｘ
線曝射か開始すると、３によって所定の値に調整した直
流電圧を、４でり流に変換する。

この交流電圧ば５で昇圧し、６と７で整流、平滑して８
に印加する。このとき、９によって検出しだｖｘ〆は、
１ｏに入力され、ｖｓｅｔとの誤差に応じてａを変化さ
せ、１１を通じて３の通電率を制御する。たとえば　ｖ
　、／が■。、よりも小さい場合には、３０通電率を太
きくしてｖｘを上昇する。

逆にｖ　、／かＶｓｅｔよりも大きくなると、３の通電
率は最少となって■８を下げる。このように、■工を制
御し■アと■お、ｔとの誤差が零になるように制御する
。

一方、■工の波形は、一般に第３図のように２１２の周
波数の脈動をともなう。これはインバータ４の動作によ
って生ずる。４は、４ａと４ｄ。

あるいは４ｂと４０が同時にオンするｄｈ　、４　ａと
４ｃ、あるいは４ｂと４ｄが同Ｉ時にオンして３の出力
が短絡しないようにある休止期間Ｔｄを設ける。この’
［ｌｄの期間は３から負荷へは電力が供給さり、ない。

とのだめ、８への電力は７がらの放電電流だけとなりＶ
アは低下する。捷だ、４，５゜６の間には、配線のイン
ダクタンス、５の漏れインダクタンスや浮遊容量などが
存在し、負荷電流は振動を生ずることもある。以上の要
因によって生ずる２ｆ２の脈動は３における直流電圧の
安定化とは無関係に生ずるので、３を制御して脈動を低
減するのは非常に困難である。しだがって、この２ｆ２
の脈動にはフィードバック制御しないようにする必要か
ある。

第２図は一般的な１０の構成を示す。この誤差増幅器の
入出力の関係は となる。したかってＣＲ２の応答遅れを生ずるの応答し
ないので、安定な制御が可能となる。

しかしＡこの誤差増幅器による制御において、ＣＲ，２
によって、２ｆ２の脈動に応答しないようにすることは
、２ｆ２の脈動を平滑することと等価である。したがっ
て、２ｆ２の脈動を平滑した値が、フィードバックされ
ると考えてよい。第３図のように、管電圧の最大値Ｖｐ
に対して、脈動を平均化したｖｍがフィードバンクされ
る。

２ｆ２の脈動の大きさは負荷の大きさに依存する。管電
流が多い場合には脈動は大きくなり、管電流が少ない場
合には脈動か小さい。捷だ、管電圧は、ｖｘの最大値と
して定義される。したがって１．第４図のように、２ｆ
２の脈動を平均化したＶ□が等しくても、管電流が小さ
い場合には脈動が小さく管電圧はＶ　ｐ　＋となるが、
管電流が大きい場合には管電圧はＶｐ２となる。

以上のように、第２図に示す誤差増幅器を用いてフィー
ドバック制御を行うと、管電圧の脈動が異なっても、そ
の脈動を平均化した値が等しければ、等しい管電圧とみ
なして制御するので、実際の管電圧と設定しだ管電圧に
誤差を生ずる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、設定した管電圧を精度よく実現できる
インバータ式Ｘ線装置を提供することにある。

〔発明の概讐〕

ｐ’ｆ　ＩＩＩ）：　Ｈ”’波形は、第３図あるい−：
第４図に示すように２ｆ２の周波数の脈動をともなう。

管電圧フ什−ド・・ツク系ｄ：、この２−ｆ　２の周波
数の脈動には応答しないように設定する。この方法とし
て、積分項をもつ誤差増幅器を用いると、２ｆ２の脈動
を平均化した値でノイードノ・ツク制御を行うので、２
ｆ２の脈動の大きさによって管電圧ピーク値に１倶差を
牛する。この欠点を補うために、２ｆ２の個々の脈動に
おける最大値をサンプルホールドして、この値によって
フィード・・ツク制御を行う。

〔ブ酬すＪの実が１」例〕 第５図は本発明の一実施例を示す。１〜１１は第１図と
同種のものであり、説明を省略する。

３１、　Ｈ，イノハータ４のスイッチング素子４；］〜
４ｄのオン信号、つまり、４ａと４ｄのオン信号Ｉ　Ｎ
　’Ｊ　］および４１）と４０のオン信号ＩＮＶ２を′
””’　４　、！：　３゜へｊ１ｊヵｔ　／’、）イア
７、−１　：ｌ１ｌｌゎ１゜ユ、３゜。、３１から人力
されプζｒＮＶ］とＩ　Ｎ　Ｖ　２の信号から、インバ
ータのそれぞれスイッチング動作終了時に、サンプルホ
ールド信号Ｓ　Ｔ−Ｉを出力するサンプルホールド制御
器、３３ば９からｖ　、／が入力され、ＳＩ（によって
Ｖｘ′をサンプルホールドするサンプルホールド器、で
ある。第６図は３２の一実施例を示すもので、４１は２
つの人力の否定論理和を出力するＮ　ＯＩＩ、回１烙、
４２は入力信号の立ち上がり時にパルスを出力する微分
回路である。

次に、第７図を用いて動作を説明する。Ｘ線曝射中、３
１からは、４と３２へＩ　Ｎ　Ｖ　１とＩＮＶ２の信−
号を出力する。ＩＮＶＩとＩＮＶ２は第７図のように、
Ｔｄだけ両方ともオフの期間を設け、交互に１２の周波
数で動作する。Ｔｄは４の４ａと４Ｃ１あるいは４１）
と４ｄが同時にオンして３の出力を短絡しないようにす
るためである。３２中の４１は１．　Ｎ　Ｖ　］とＪＮ
Ｖ２の否定論理和「マＶを出力し、４２ではＩＮＶの立
ち上がり時にパルスＳ　Ｈを３３に出力する。第７図に
示すようにＳＩ−■は、Ｉ　Ｎ　Ｖ　］とＪＮＶ２の立
ち下がり時つ捷りインバータのそれぞれのスイッチング
動作終ｙ　ｔｌｉ！Ｈに出力する。管電圧Ｖゆば、第７
図のように一般（ｒｒ＝イノノ・−タのそれぞれのスイ
ッチング動ｆ′］終」′直後か最も大きくなる。したが
って、３３ｉｔ（ＣよってＶ、／をＳＩＩでサンプルホ
ールドすると、３：３の出力ｖ　、　、７は、はぼ管電
圧ピーク値と々る。

１（）は、との■Ｘ　１％と■、。、との誤差に応じて
、１１を１（ｊｌし、３を！Ｉｌｌ　’ｆｉｌｌするの
で、管電圧の２１２の脈動の大きさに依らず、設定した
盾電圧ピーク自（１を・１（Ｉることかできる。

本発明ｉｊ　、　（ｔｃ（電圧制御の誤差増幅器として
アナ【１グの演４Ｑ’、　Ｊ’ｉ・腓ＩＲｊ４ｉ’Ｆを
用いたものたけでなく、マイ２クロコノ１−ユ　タを用
いてディンタル開側１する構成を（二も１商Ｊ旧ｊ■能
である。ティジタル制御の場合、検出しだイ、−１シー
シをＡ、／Ｉ）変換器によってティジタル１、イ弓とし
し７マイクロコンピユータで演算し、設定前との誤差に
応して、通電率を決定する。この管電圧検出信号は管電
圧ピーク値でなけれはならない１、そこで本発明を用い
れば、管電圧ピーク値を用いてフィー　トハノク制御で
きるので、精度よく設定した貴重ＩＥ　ヒ　り値を得る
ことができる。

本発明を出力２Ｒ，Ｗ、Ｘ　動作周波数２００１−ｉ　
Ｚのインバータ式Ｘ線装置への適用例で効果を説明する
。この装置は、透視時にはインノ・−夕の通電率が約１
０％であり、残りの９０％は高圧コンデンサの放電によ
って負荷に電力を供給する。この装置では従来のフィー
ドバック系を用いた場合、設定管電圧４０　ｋＶにおい
て、管電流Ｑ、　５　Ｉｌｌ　Ａ時には管電圧ピーク値
４０ｋＶｆあるが、管電流ａ　Ｉｌｌ　Ａ時には、管電
圧ピーク値が４．７　ｋＶであった。本発明適用後ｕ：
、管電流の値に影響されず、も゛″′屯圧ピーク値か４
．０ｋＶとなり精度よく設定値を実現できへ〔発明の効
果〕 本発明によれは、管電圧のピーク値を用いてフィードバ
ック制御可能となるので、管電流などの大きさに依らず
、設定しだ管電圧を８１度よく実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のフィードバック機構を備えだインバータ
式Ｘ線装置の系統図、第２図は誤差増幅器の構成図、第
３図は管電圧の波形図、第４図は従来のフィー　ド・・
ツク機構を用いたときの管電圧波形の説明図、第５図は
本発明の一実施例のフィードバック機構を備えたイン・
・−夕式Ｘ線装置の系統図、第６図はサンプルホールド
制御器の一実施例のｉＷＢ分図、第７図は本発明による
一実施例の動作説明図である。 １　・商用電源、２・・・整流器、３・・・Ｉ）　Ｃ／
　Ｉ）　Ｃ変換器、４・・インバータ、５・・・高圧変
圧器、８・・・Ｘ線管、９・・管電圧検出器、］０・・
・誤差増幅器、１１・・・ｉ）　Ｃ／　Ｉ）　Ｃ変換器
制御器、３１・・・インバータ制ａｌ器、３２・・サン
プルホールド制御器、３３・・ザンブルホールド器。 代理人　弁理士　高橋明夫 第１図 沸２　回 め３　口 第５目 狛６　閲

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １゜直流を交流に変換するインバータと、該インバータ
   の出力電圧を昇圧する高圧変圧器と、該高圧変圧器の出
   力電圧を直流電圧に変換する整流器とを備えたＸ線高電
   圧装置において、管電圧を検出し、管′電圧に応じた値
   を出力する検出器と、該検出器の出力を該インバータの
   周波数と等しい周波数、あるいは、該周波数の整数倍、
   あるいは該周波数の整数分の−の周波数でサンプリング
   する一すップルホールト器と、該サンプルホールド器の
   出力と管電圧設定信号との誤差に応じて管電圧を制御す
   ることを特徴とするＸ線高電圧装置。