JPS61128497A - Ｘ線装置 - 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】 ［発明の技術分野〕 本発明は、ＸＩ！管の陽極とフィラメントとの間に印加
される高電圧（以下、「Ｘ線管電圧」と称する）を発生
するＸ線装置に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 従来のＸ線装置として、例えば米国特許第４，２２５．
７８８等に開示されているように、所謂直列共振型ブリ
ッジインバータ方式によるものがある。

この直列共振型ブリッジインバータ方式による従来のＸ
Ｉ！装置は、例えば電源（一般に商用電源）より供給さ
れる交流電圧を整流、平滑して直流電圧を得、この直流
電圧を、互いに直列接続された第１．第２のサイリスタ
により交互にスイッチングし、このスイッチング電圧を
、変圧器の１次巻線に共振用コンデンサが直列接続され
て成る共振回路に印加することにより減衰振動を誘発し
、前記変圧器の２次巻線に誘起された電圧を基にＸ線管
電圧を得ている。

ところで、このようなＸ線装置におけるＸ線管電圧の値
は、第１．第２のサイリスタの点弧周期を変えることに
より可変することができる。

しかしながら、第１．第２のサイリスタの点弧周期を変
えてＸ線管電圧を可変する場合、以下に述べるような問
題を生ずる。

第４図及び第５図は、それぞれ第１．第２のサイリスタ
のスイッチングにより変圧器巻線に流れる電流とサイリ
スタのゲートパルスとの関係を示す波形図であり、図中
ａは第１のサイリスタがオンすることにより流れる電流
を、またｂは第２のサイリスタがオンすることにより流
れる電流をそれぞれ示している。尚、斜線で示す領域は
、共振回路の減衰振動により、逆方向に流れ得る電流で
ある。

第４図に示すように、第１．第２のサイリスタのゲート
に印加されるゲートパルスＧＰ１．ＧＰ２の繰り返し周
期が短い（最大点弧周波数）場合には、変圧器に流れる
電流が連続するので、Ｘ線管は高くなり、またこのＸ線
管電圧に含まれる脈流成分（リップル）は少ない。

一方、第５図に示すように、第１．第２のサイリスクの
ゲートに印加されるゲートパルスＧＰＩ。

ＧＰ２の繰り返し周期が長い（低点弧周波数）場合には
、変圧器に流れる電流が断続するので、Ｘ線管電圧は低
くなり、またこのＸ線管電圧に含まれるリップルは多く
なる。

したがって、第１．第２のサイリスタの点弧周期を変え
てＸ線管電圧を可変した場合、Ｘ線管電圧が低い程リッ
プルが多くなる。このように、Ｘ線管電圧に含まれるリ
ップルが多いと、Ｘ線管より発生するＸ線量が低下し、
良好なｘＩＩ写真を得ることができない（特に低Ｘ線管
電圧領域で行われる乳房撮影において不利となる）等の
問題を生ずる。

さらに大きな問題として、Ｘ線管電圧可変幅が負荷に応
じて異なることがある。第６図は前記サイリスタの点弧
周期（１）に対する管電圧（ＫＶ）の可変幅を各管電流
値をパラメータとして図示しており、同図より、管電流
が小さい程すなわち透視等の軽負荷時には管電圧可変幅
が狭く、一方、管電流が大きい程管電圧可変幅が広い傾
向であることが判る。

また、前記リップルは同一管電流値においては前述のよ
うにサイリスクのゲートパル２の繰り返し周期と関係が
あるが、管電流値が異なり繰り返し周期が同一の場合に
は管電流値が大きい程リップルは多くなる傾向にある。

そこで、管電圧を可変できるように、入力電圧を可変す
る方法としてサイリスタの位相制御やＤＣ／ＤＣコンバ
ータ等が考えられるが、このようにすると部品点数が増
加し、装置が大型かつ高価になるとともに、ノイズが発
生する恐れがあった。

［発明の目的］ 本発明は前記事情に鑑みてなされたものであり、比較的
簡便な方法によりＸ線管電圧を広範囲に可変できるとと
もに安価で小型のＸ線装置を提供することを目的とする
ものである。

［発明の概要］ 上記目的を達成するための本発明の概要は、共振回路に
直列に抵抗を挿入接続すると共にこの抵抗と並列にスイ
ッチを接続し、上記スイッチの閉成タイミングをブリッ
ジ部のドライバーパルスのタイミングから任意の時間遅
延させて設定可能とすることにより、見かけ上抵抗値を
可変とし１次電流を調整することを特徴とするものであ
る。

［発明の実施例１ 以下、本発明の一実施例を第１図を参照して説明する。

同図に示す装置は、交流電源１と、整流器２ａ、２ｂ、
２ｃ、２ｄがブリッジ接続された整流手段２及びコンデ
ンサ３ａ　、３ｂの直列接続により構成された平滑手段
３から成る第１の整流平滑手段２２と、１次巻線６ａ、
２次巻線６ｂを具備したトランス６、このトランス６の
１次巻線６ａと前記コンデンサ３ａ　、３ｂの接続点と
の間に接続され１次巻線６ａまたは抵抗３０とともに共
振回路を形成する共振用コンデンサ５．ダイオード１３
．１５及びサイリスタ１２．１４がブリッジ接続され、
前記共振回路に整流平滑手段２２の出力を所定の周期で
供給するブリッジ部２０゜このブリッジ部２０のサイリ
スク１２．１４にドライバーパルスを送るとともに前記
共成回路に直列に挿入接続された抵抗３０に並列接続さ
れたスイッチ３１（例えば双方向サイリスタ等）にドラ
イバーパルスを送るＩＩＪＩ１１手段１９．１大巻ＪＩ
６ａに流れる電流を検出する検出手段（例えばカーレン
トトランス）１６及び検出手段１６の検出電流を電圧信
号に変換するＩ／Ｖ　（ｌ流・電圧）変換手段１７を有
して構成された直列共振型ブリッジインバータ２１と、
前記トランス６の２次１１１１６ｔ＋：ｉ起された電圧
を整流するブリッジ方式の整流回路７及びこの整流回路
７の出力を平滑するコンデンサ８から成る第２の整流平
滑手段２３と、この第２の整流平滑手段２３からの直流
出力電圧（Ｘ線管電圧）をＸＩｉ管９の陽極９ａ及びフ
ィラメント９ｂに印加するための高圧ケーブル１０ａ。

１０ｂと、前記ｘｍ管電圧を検出するための第２の検出
手段１１とを真備して構成されている。

そして、第２の検出手段１１は第２の整流平滑手段２３
の出力端子と接地間に直列接続した抵抗１１ａ、１１ｂ
から成り、この抵抗１１８．１１ｂによりＸ線管電圧を
分圧して検出しこの検出結果に基づき前記ＩｊＩＪＩ１
１手段１９をｌＪｍするようになっている。

上記構成の装置の作用を説明する。

先ず、共振回路に直列に挿入接続された抵抗３０とスイ
ッチ３１の並列回路がない従来装置では、交流Ｎｌ１１
より供給された交流入力電圧は、第１の整流平滑手段２
２により直流電圧に変換されブリッジ部２０に印加され
る。ブリッジ部２０においては制御手段１９から所定の
周波数で出力されるゲートパルスによってサイリスタ１
２．１４が交互にスイッチング動作する。

サイリスタ１２がターンオンすると、先ずコンデンサ３
ａの直流電圧による電流がサイリスタ１２を介して１次
巻線６ａに半周期（順方向）流れ、次に共振用コンデン
サ５及び１次巻線６ａ　　（厳密には変圧器６の２次側
も影響する）により決定される減衰振動により、それま
でオン状態にあったサイリスタ１２がターンオフし、次
の半周期（逆方向）の電流が整流器１３を介して流れる
。よって、サイリスタ１２が一旦ターンオンすると、１
周期の１次電流が１次巻線６ａに流れることになる。

同様にサイリスタ１４がターンオンすると、１周期の１
次電流が１次巻線６ａに流れるが、その電流方向は、前
述したサイリスタ１２がターンオンする場合とは逆方向
となり、前記第４図、第５図に示した１次電流波形とな
る。

このように、１次電流が１次巻線６ａ１．：流れると、
２次巻１１６ｂに電圧が誘起される。この誘起電圧は、
整流回路７により整流され、コンデンサ８により平滑さ
れた後、Ｘ線管電圧としてＸＩｉ管９の陽極９ａ及びフ
ィラメント９ｂ間に印加される。

このようにして、Ｘｔａ管９によるＸ線曝射が行われる
が、一般にＸ線管電圧は数十ＫＶ、Ｘ線線管電線管電流
ｍＡ程度であるため、Ｘ１ｌＡｆｆＩＩ射時にはトラン
ス６の１次巻線６ａに瞬時数百へ（ピーク値）程度の大
きな１次電流が流れる。

次に本発明となる前記共振回路に直列に一対の抵抗３０
とスイッチ３１との並列回路を挿入接続し、このスイッ
チ３１の投入位相を可変させた場合について述べる。先
ず、スイッチ３１が開放されて動作していない時、１次
巻線６ａに流れる１次電流は前述した抵抗３０とスイッ
チ３１と・の並列回路が共振回路に挿入接続されていな
い第４図及び第５図の電流波形と同様となるが、抵抗３
０が共振回路に挿入接続された分１次ＭＦＩ値が小さく
なり、この１次電流は第２図及び第３図に示す破線のよ
うになる。

一方、スイッチ３１が閉成され動作している時、１次巻
線６ａに流れる１次電流は抵抗３０をバイパスして流れ
るため、第２図及び第３図の一点鎖線で示すように前記
第４図及び第５図で示した波形と同様かつ同一値となる
。

そこで、スイッチ３１が１インパルス（１山）の電流波
形の任意の時間で閉成され動作する場合、第２図及び第
３図に実線で示したように１次電流のＭ流値は急激に変
化して上昇または下降する（斜線で囲んだ領１）。すな
わち、スイッチ３１が動作していない時１次電流は、破
線で示す波形となるが、任意の時間でスイッチ３１を動
作させると一点鎖線で示す波形に切り換わる。このよう
にして、スイッチ３１の投入位相のタイミングＴを可変
にすれば、１次電流の電流値（実効値）を可変とするこ
とができる。

したがって、１次電流における電流波形の１インパルス
の任意の時間でスイッチ３１を閉成すれば出力電圧すな
わちｘｍ管電圧を制御することが可能となる。これは前
記制御手段１９から送られるゲートパルスＧＰ１．ＧＰ
２のＯＲゲート信号を図示しない遅延タイマーにより１
秒間遅延され、この信号をスイッチ３１のドライバーパ
ルスＧＰ３とすれば達成できる。

また、前述のようにＸ線管電圧の可変は、第１゜第２の
サイリスタ１２．１４の点弧周期を可変することや、ス
イッチ３１の投入位相を制御することで可能であるが、
前者の場合は前述のようにリップルの増加をまねく。し
たがって第１．第２のサイリスタ１２．１４のゲートに
印加されるゲートパルスＧＰ１．ＧＰ２の繰り返し周期
を短くし、できるだけ最大点弧周波数付近で動作させ、
後者によりスイッチ３１の投入位相を制御する方が望ま
しい。また、前者と後者とを組み合せて、Ｘ線管電圧の
可変幅をさらに広くとることも可能であり、あるいは分
圧抵抗１１ａ。１１ｂからのフィードバックによる安定
化も有用であり、いずれにしても制御手段１９において
マイクロプロセッサ等（μｍＣＰＬＪ）にてデータを収
集しておき、最適制御することが可能である。

以上、本発明の一実施例を詳述したが、本発明は上記実
施例に限定されることなく、その要旨の範囲内で種々の
変形が可能である。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、共振回路に直列に
抵抗を挿入接続するとともに、この抵抗と並列にスイッ
チを接続し、このスイッチの投入位相１１３１１により
、ｘｍ管電圧のリップルをそれ程増すとなくＸ線管電圧
を広Ｃ囲に可変しかつ安価で小型のＸ線装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のＸ線装置の実施例を示す回路図、第２
図及び第３図は１次電流とドライバーパルスのタイミン
グを示す波形図、第４図及び第５図は従来装置の１次電
流とゲートパルスのタイミングを示す波形図、第６図は
従来装置の点弧周期に対する管電圧・管電流特性である
。 １・・・・・・交流電源、　５・・・・・・コンデンサ
、６・・・・・・トランス、　６ａ・・・・・・１次巻
線、６ｂ・・・・・・２次巻線、　９・・・・・・Ｘ線
管、２０・・・・・・ブリッジ部、 ２１・・・・・・直列共振型ブリッジインバータ、２２
・・・・・・第１の整流平滑手段、２３・・・・・・第
２の整流平滑手段、　３０・・・・・・抵抗、３１・・
・・・・スイッチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 交流入力電圧を整流、平滑して直流電圧を得る整流平滑
   手段と、変圧器と、この変圧器の １次巻線とともに共振回路を形成するコンデンサ、共振
   回路に所定の周期で直流電圧を印加するブリッジ部及び
   このブリッジ部にドライバーパルスを送りブリッジ部か
   ら共振回路への直流電圧の供給タイミングを制御する制
   御手段を有して構成された直列共振型ブリッジインバー
   タと、この直列共振型ブリッジインバータの出力を前記
   変圧器を介してＸ線管に印加するＸ線装置において、前
   記共振回路に直列に抵抗を挿入接続すると共にこの抵抗
   と並列にスイッチを接続し、このスイッチの閉成タイミ
   ングを前記ブリッジ部のドライバーパルスのタイミング
   から任意の時間遅延させて設定可能としたことを特徴と
   するＸ線装置。