JPS61138499A - X線装置 - Google Patents

X線装置

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JPS61138499A
JPS61138499A JP25740484A JP25740484A JPS61138499A JP S61138499 A JPS61138499 A JP S61138499A JP 25740484 A JP25740484 A JP 25740484A JP 25740484 A JP25740484 A JP 25740484A JP S61138499 A JPS61138499 A JP S61138499A
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switch
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Akira Tsuchiya
土屋 明
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05GX-RAY TECHNIQUE
    • H05G1/00X-ray apparatus involving X-ray tubes; Circuits therefor
    • H05G1/08Electrical details
    • H05G1/10Power supply arrangements for feeding the X-ray tube
    • H05G1/20Power supply arrangements for feeding the X-ray tube with high-frequency ac; with pulse trains
    • HELECTRICITY
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    • H05G1/08Electrical details
    • H05G1/26Measuring, controlling or protecting
    • H05G1/30Controlling
    • H05G1/32Supply voltage of the X-ray apparatus or tube

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  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • X-Ray Techniques (AREA)

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xm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、rxIa@電圧」と称する)を発生す
るX線装置に関するものである。
[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従来のX線装置は、例えば電
源(一般に商用型WA)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、スイッチング電L1−を、変L1−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XI!il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J: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5図及び第6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
タのドライバーパルスとの関係を示す波型図であり、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t
i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、斜線で丞す領域
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5図に示すように、第1.第2のサイリスタのゲート
に印加されるドライバーパルス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線管電圧は
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6図に示すように、第1.第2のサイリスタゲ
ートに印加されるドライバーパルスGP1、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、Xl1l管電圧が低い稈
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r+%が
低下し、良好なX線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trtrF−可変幅が
負荷に応じて異なることがある。第7図は前記サイリス
タの点弧層m(τ)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
、管電流が小さい稈すなわち透視等の軽負荷時には管電
圧可変幅が狭り、一方、管電流が大きい稈管電圧可変幅
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
うにサイリスタのドライバーパルスの繰り返し周期と関
係があるが、管電流飴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
直列に電流抑制手段を挿入接続すると共に、前記変圧器
の1次巻線と並列にスイッチング手段を接続し、スイッ
チング手段は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後に出力されるタイマー回路から
の制御信号により閉成動作することにより、上記1次巻
線に流れる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] 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6列接続により構成された平滑手段3
からなる第1の整流平滑手段22と、1次巻線6a、2
次巻線6bを有したトランス6、このトランス601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又はM流抑制手段たるインダクタ
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のサイリスタ12.14にドライバーパルスを送
るとともに前記トランス6の1次巻線6aに並列接続さ
れたスイッチング手段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制御手段19゜1次巻線6
a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(電流・1ift)変換手段17を有
して構成された1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@I!116bに誘起された電圧
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からなる第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1”t−(X lit管電圧)をX線管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XwA管電圧を検出するため
の第2の検出手段11とを具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に接続した抵抗11a、11
bからなり、この抵抗11a、11bによりX線管電圧
を分圧して検出しこの検出結束に基き前記制御手段19
を制御するようになっている。尚、制御手段19はサイ
リスタ12゜1/Iへ送られたドライバーパルスのタイ
ミングから任意の時間を経過、した後、前記スイッチ3
1へ制御信号を印加するタイマー回路を備えている。
上記構成の装置の作用を説明する。
先ず、トランス6の1次巻16aに並列接続されたスイ
ッチ31が動作しない従来ahでは、交流電源1より供
給された交流入力電圧は、第1の整流平滑手段22によ
り直流雷几に変換されブリッジ部20に印加される。こ
のとき、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ドライバーパルスによってサイ
リスタ12.14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ii′IWit 電圧によるWi流がサイリスタ1
2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(fIIl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資振
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%rW&器13
を介して流れる。よって、サイリスタ12が−H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WIi16aに流れるが、その電流方向は
、前述したサイリスタ12がターンオー 〇 − ンする場合とは逆方向となる。
このように、1次電流が1次巻線6aに流れると、2次
巻線6bに電圧が誘起される。この誘起電圧は、整流平
滑手段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X線管9の陽極9a及びフィラ
メント9b巻に印加される。
このようにして、X線管9によるXa@射が行われるが
、一般にX線管電圧は数+kv、X線管電流は数百mA
程痕であるため、X線曝射時にはトランス601次巻1
6aに瞬時数百へ(ビークl1R)程痕の大きな1次電
流が流れる。
次に、本発明となるトランス601次巻線6aに並列に
接続されたスイッチ31が動作する場合について述べる
。このスイッチ31が解放されて動作していない時の1
次巻線6aに流れる1次電流は前述した通りであるが、
スイッチ31が閉成されて動作すると、1次fffi流
は1次巻1+6aをバイパスして流れ、トランス62次
巻16bには電圧が誘起されない。この際スイッチ31
にはインダクタ30が1列に接続されているため1次巻
線6aの短絡時の電流をある程度緩和して、素子の破損
を防止できる。
したがって、1次電流における電流波形の1インパルス
(1山)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X線管電圧を制御することが可能となる。
これは第2図に丞すように、前記制御手段19から送ら
れるドライバーパルスG P 1 、 G P 2のO
Rゲート信号をタイマー回路にて1秒間遅延させ、これ
をスイッチ31の−り御信号G P 3とすれば達成で
きる。
また、前述のようにX線管電圧の91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の投入移送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
に印加されるドライバーパルス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、前者と俊省とを組み合わせて、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
る安定化も有利であり、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(μmCPU)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。
以ト、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。
例えば前記共振回路に直列に接続されたインダクタ30
の場合は第3図に丞すように、直列に接続されたサイリ
スタ素子とダイオード素子12゜13及び14.15間
に巻方向が互いに逆方向となるよう2個のインダクタ3
2.33を偵列に接続するとともに、その中間点を前記
共振回路に接続するよう変形できる。この場合、サイリ
スタ素子12.14のdi/dt耐吊に冗長性をもたせ
、またインダクタの巻方向を互いに逆向きにすることが
1次巻線6aの短絡時の1次電流をある程度緩和でき、
素子の破損を防止することができる。
また、第4図に示すように、トランス6の1次巻線6a
のスイッチ31に直列に抵抗34を挿入接続し、1次巻
線6aの短絡時の共振電流値を抑制して、定格の小さい
素子が使用できるようにすることもできる。さらに、イ
ンダクタ30に変えて抵抗素子を挿入しても良い、この
場合、共振回路系の共振動作を絶つ関係上、1次側電流
値の抑制度を大きくすることができ、透視時などに大変
大きな効果を有する。また、インダクタの一実施例とし
て抵抗をめ列に接続し、共振回路にシリーズに挿入して
も良い。
[発明の効宋1 以上詳述したように本発明によれば、トランスの1次巻
線と並列にスイッチを接続すると共に、共振回路にめ列
に電流抑制手段を挿入接続するという比較的簡単な方法
により、共振回路への直流電圧印加のタイミング制御の
みならずスイッチの投入位相制御によってX線管電圧の
リップルをそれ程増すことなく広範囲に可変することが
できる= 13− とともに、電流抑制手段によって素子の破損も防止され
安定に動作しかつ安価で小型のX線装置を捉供すること
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3図は本発明の弛の実施例を示す回路図、第4
図はもう1つの他の実施例を示す回路図、第5図及び第
6図は従来装置の1次電流とドライバーパルスのタイミ
ングを示す波型図、第7図は従来装置の点弧周期に対す
る管電圧・管電流特性である二 1・・・交11fftl!、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、19・・・制御手段、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・・・電流抑制手段、31・・・スイッチング手段

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)直流電圧が1次巻線に印加される変圧器、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
    制御手段をとから構成された直列共振型ブリッジインバ
    ータと、変圧器の2次巻線に誘起される電圧に基づいて
    駆動されるX線管とを有するX線装置において、前記共
    振回路に直列に電流抑制手段を挿入接続すると共に、前
    記変圧器の1次巻線と並列にスイッチング手段を接続し
    たことを特徴とするX線装置。
  2. (2)前記スイッチング手段は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後に出力される
    タイマー回路からの制御信号により閉成動作することを
    特徴とする特徴とする特許請求求の範囲第1項記載のX
    線装置。
  3. (3)前記電流抑制手段は前記ブリッジ部の直列に接続
    された素子間に、巻方向が互いに逆方向となるよう2個
    直列に接続されたインダクタからなり、その中間点を前
    記共振回路へ接続したことを特徴とする特許請求の範囲
    第1項又は第2項記載のX線装置。
  4. (4)前記変圧器の1次巻線と並列に接続されたスイッ
    チング手段に抵抗を並列に挿入接続したことを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項又は第2項記載のX線装置。
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US06/800,319 US4710860A (en) 1984-11-26 1985-11-21 Ripple-free DC high voltage generating apparatus for X-ray tube
DE19853541618 DE3541618A1 (de) 1984-11-26 1985-11-25 Vorrichtung zum erzeugen einer gleichstrom-hochspannung fuer eine roentgenroehre

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JPH0527960B2 JPH0527960B2 (ja) 1993-04-22

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