JPS6116498A - X線高電圧発生装置 - Google Patents
X線高電圧発生装置Info
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- JPS6116498A JPS6116498A JP13849384A JP13849384A JPS6116498A JP S6116498 A JPS6116498 A JP S6116498A JP 13849384 A JP13849384 A JP 13849384A JP 13849384 A JP13849384 A JP 13849384A JP S6116498 A JPS6116498 A JP S6116498A
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- phase transformer
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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05G—X-RAY TECHNIQUE
- H05G1/00—X-ray apparatus involving X-ray tubes; Circuits therefor
- H05G1/08—Electrical details
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- H05G1/12—Power supply arrangements for feeding the X-ray tube with dc or rectified single-phase ac or double-phase
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
- H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
- H02M3/305—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
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- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
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- H02M7/515—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
- H02M7/523—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only with LC-resonance circuit in the main circuit
- H02M7/5233—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only with LC-resonance circuit in the main circuit the commutation elements being in a push-pull arrangement
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- H05G1/30—Controlling
- H05G1/32—Supply voltage of the X-ray apparatus or tube
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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。
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]
本発明は直列共振型ブリッジインバータを用いたX線高
電圧発生装置に関するものであり、主として大出力、低
脈動率の循環器診療用X#I装゛置装CT装置に適する
X線高電圧発生装置を対象とするものである。
電圧発生装置に関するものであり、主として大出力、低
脈動率の循環器診療用X#I装゛置装CT装置に適する
X線高電圧発生装置を対象とするものである。
[発明の技術的背景とその問題点]
X線高電圧発生装置として例えば米国特許第4.317
,039号明細書等により開示されているような直列共
振型ブリッジインバータ方式によるものがある。
,039号明細書等により開示されているような直列共
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のxi高電圧発
生装置を説明すると次のとおりである。
生装置を説明すると次のとおりである。
電源(一般には商用電源)から供給される交流電圧を整
流し、平滑して直流電圧を得るようにする。
流し、平滑して直流電圧を得るようにする。
一方、三個の単相変圧器を用意し、その各単相変圧器の
一次巻線にはそれぞれ共振用コンデンサを直列接続して
直列共振回路が形成されるようにする。そして、その各
直列共振回路にはスイッチング素子(サイリスタ)を介
して直流電圧を断続的に印加すると共に、各直列共振回
路に断続的に加わる電圧の位相が互いにずれるようにす
る。そして、その各三相変圧器の二次巻線に誘起される
交流をそれぞれ倍電圧整流したうえで互いに加算して脈
動率の非常に少ないX線高電圧を得るようにしてなるも
のである。
一次巻線にはそれぞれ共振用コンデンサを直列接続して
直列共振回路が形成されるようにする。そして、その各
直列共振回路にはスイッチング素子(サイリスタ)を介
して直流電圧を断続的に印加すると共に、各直列共振回
路に断続的に加わる電圧の位相が互いにずれるようにす
る。そして、その各三相変圧器の二次巻線に誘起される
交流をそれぞれ倍電圧整流したうえで互いに加算して脈
動率の非常に少ないX線高電圧を得るようにしてなるも
のである。
ところで、このようなX線高電圧発生装置においては、
スイッチング手段、単相変圧器9倍電圧整流手段等の組
合せを例えば3組も設けなければならず、複雑且つ大型
になる。又、単相変圧器のバラツキ等による各組の電気
的特性にバラツキが生じ、その調整を必要とする等の問
題がある。
スイッチング手段、単相変圧器9倍電圧整流手段等の組
合せを例えば3組も設けなければならず、複雑且つ大型
になる。又、単相変圧器のバラツキ等による各組の電気
的特性にバラツキが生じ、その調整を必要とする等の問
題がある。
[発明の目的]
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、単一ユ
ニットで構成することができ、従って構成が簡単で小型
、軽量化を図ることかでき、バラツキをなくすだめの調
整の必要性のないX線高電圧発生装置を提供覆ることを
目的とするものである。
ニットで構成することができ、従って構成が簡単で小型
、軽量化を図ることかでき、バラツキをなくすだめの調
整の必要性のないX線高電圧発生装置を提供覆ることを
目的とするものである。
[発明の概要]
上記目的を達成づ゛るための本発明の概要は、入力され
る交流電圧を整流する整流手段と、各一次巻線がそれぞ
れ共振用コンデンサと直列に接続されて一つの直列共振
回路を形成する三相変圧器と、上記各直列共振回路に対
して所定の周期で前記整流手段により直流にされた電圧
を印加する三相スイッチング手段とを備え、前記三相変
圧器の二次巻線に誘起される電圧を基にして直流のX線
高電圧を発生するX線高電圧発生装置において、前記三
相変圧器の前記各一次巻線を互いにスター結線し、二次
巻線をデルタ結線あるいはスター結線して三相十二相整
流方式で整流するようにしてなることを特徴とする。
る交流電圧を整流する整流手段と、各一次巻線がそれぞ
れ共振用コンデンサと直列に接続されて一つの直列共振
回路を形成する三相変圧器と、上記各直列共振回路に対
して所定の周期で前記整流手段により直流にされた電圧
を印加する三相スイッチング手段とを備え、前記三相変
圧器の二次巻線に誘起される電圧を基にして直流のX線
高電圧を発生するX線高電圧発生装置において、前記三
相変圧器の前記各一次巻線を互いにスター結線し、二次
巻線をデルタ結線あるいはスター結線して三相十二相整
流方式で整流するようにしてなることを特徴とする。
[発明の実施例]
以下本発明を図面に示した実施例に従って詳細に説明す
る。
る。
第1図は本発明の一実施例を示す回路図であり、同図に
おいて、1は本X線高電圧発生装置に交流電圧を供給す
る電源である。2は整流器をブリッジ状に接続して電源
1から供給された交流電圧を全波整流するようにしてな
る整流手段、3は整流手段2によって整流された電圧を
平滑する平滑コンデンサである。
おいて、1は本X線高電圧発生装置に交流電圧を供給す
る電源である。2は整流器をブリッジ状に接続して電源
1から供給された交流電圧を全波整流するようにしてな
る整流手段、3は整流手段2によって整流された電圧を
平滑する平滑コンデンサである。
4は三相ブリッジインバータからなるスイッチング手段
であり、前記整流手段2により整流され平滑コンデンサ
3により平滑された電圧はこのスイッチング手段4を介
して三相変圧器Tに印加される。尚、該スイッチング手
段4の構成は後述する。
であり、前記整流手段2により整流され平滑コンデンサ
3により平滑された電圧はこのスイッチング手段4を介
して三相変圧器Tに印加される。尚、該スイッチング手
段4の構成は後述する。
三相変圧器Tはその一次巻線6a、6b、6cが互いに
スター(人)結線されており、゛その共通接続点と反対
側の各端子にはそれぞれコンデンサ5a、5b、5cの
一端が接続され、一次巻線6a、5b、5cと共振用コ
ンデンサ5a、5b。
スター(人)結線されており、゛その共通接続点と反対
側の各端子にはそれぞれコンデンサ5a、5b、5cの
一端が接続され、一次巻線6a、5b、5cと共振用コ
ンデンサ5a、5b。
5Cとによって直列共振回路が構成されるようになって
いる。そして、スター(ス)結線された三相変圧器Tの
一次側にはその共振用コンデンサ5a、5b、5Cを介
して電圧が加わるようにされている。より、具体的には
、一次巻線6a 、 6b 。
いる。そして、スター(ス)結線された三相変圧器Tの
一次側にはその共振用コンデンサ5a、5b、5Cを介
して電圧が加わるようにされている。より、具体的には
、一次巻線6a 、 6b 。
6Cの互いに接続された端子(共通接続点)はスイッチ
ング手段4のアノード側、更には平滑コンデンサ3及び
整流手段2の負極側に接続されており、一次巻線5a
、 6b 、5cの他端はそれぞれ共振用コンデンサ5
a、5b、5cを介して後述するスイッチング手段4の
カソード側、更には平滑コンデンサ3及び整流手段2の
正極側に接続されてい委。
ング手段4のアノード側、更には平滑コンデンサ3及び
整流手段2の負極側に接続されており、一次巻線5a
、 6b 、5cの他端はそれぞれ共振用コンデンサ5
a、5b、5cを介して後述するスイッチング手段4の
カソード側、更には平滑コンデンサ3及び整流手段2の
正極側に接続されてい委。
前記三相変圧器Tは6個の二次巻線6d〜61を有し、
そのうち3個の二次巻線6d、6e、6fは互いにスタ
ー(人)結線され、残りの3個の二次巻線6o、6h、
6iは互いにデルタ(△)結線されている。7は12個
のブリッジ接続された整流素子からなる高圧整流手段で
あり、三相変圧器Tの二次側と接続されている。そして
、該高圧整流手段7から出力される直流電圧は高圧平滑
用コンデンサ8にJ:り平滑されたうえで高圧ケーブル
10a、10bを介してX線管9のアノード9aとフィ
ラメント9bとの間に印加される。又、この直流電圧は
高圧整流手段7の出力側に接続された分圧抵抗118及
び11bからなる電圧検出手段11を介して検出される
。
そのうち3個の二次巻線6d、6e、6fは互いにスタ
ー(人)結線され、残りの3個の二次巻線6o、6h、
6iは互いにデルタ(△)結線されている。7は12個
のブリッジ接続された整流素子からなる高圧整流手段で
あり、三相変圧器Tの二次側と接続されている。そして
、該高圧整流手段7から出力される直流電圧は高圧平滑
用コンデンサ8にJ:り平滑されたうえで高圧ケーブル
10a、10bを介してX線管9のアノード9aとフィ
ラメント9bとの間に印加される。又、この直流電圧は
高圧整流手段7の出力側に接続された分圧抵抗118及
び11bからなる電圧検出手段11を介して検出される
。
上記スイッチング手段4は三相ブリッジインバータを構
成しており、具体的には、互いに逆並列接続されたスイ
ッチング素子(ザイリスタ)と整流素子との組合せを2
相互いに直列に接続することにより1相を成し、それが
3相互いに並列に接続してなる。尚、その各スイッチン
グ素子には第1図に示すようにAからFまでの符号を与
え、それに逆並列接続されるダイオードには符号を特に
与えない。そして、各相の互いに直列に接続された中間
接続点a、b、cに前述の共振用コンデンサ6a、6b
、6cが接続されている。
成しており、具体的には、互いに逆並列接続されたスイ
ッチング素子(ザイリスタ)と整流素子との組合せを2
相互いに直列に接続することにより1相を成し、それが
3相互いに並列に接続してなる。尚、その各スイッチン
グ素子には第1図に示すようにAからFまでの符号を与
え、それに逆並列接続されるダイオードには符号を特に
与えない。そして、各相の互いに直列に接続された中間
接続点a、b、cに前述の共振用コンデンサ6a、6b
、6cが接続されている。
12はスイッチング手段4を制御する制御手段である。
上述した三相変圧器T、高圧整流手段7.電圧検出手段
11.X線管9及び高圧ゲーブル10a。
11.X線管9及び高圧ゲーブル10a。
10bは対地電圧75KV程度の電圧が印加され、特に
そのうち三相変圧器T、高圧整流手段7.電圧検出手段
11は電気絶縁油中に浸漬されている。
そのうち三相変圧器T、高圧整流手段7.電圧検出手段
11は電気絶縁油中に浸漬されている。
第2図は本X線高電圧発生装置の動作を説明するための
もので、出力波形とスイッチング開閉シーケンスとを示
す。次に、この第2図に沿って動作説明する。
もので、出力波形とスイッチング開閉シーケンスとを示
す。次に、この第2図に沿って動作説明する。
電源1から供給された交流電圧は整流手段2によって全
波整流され、更に平滑コンデンサ3によって平滑されて
直流電圧となり、三相ブリッジインバータからなるスイ
ッチング手段4の両極間に印加される。そして、該スイ
ッチング手段4の各スイッチング素子A−Fは120°
の電気角だけ通電し、その点弧はA−+F−+C−+B
→E−+Dの順で60°ずつの遅れをもってサイクリッ
クに行われる。この場合、一次巻線5a 、5b 、5
cとコンデンサ5a、5b、5cとからなる各直列共振
回路の共振周期よりも長い周期で次のゲートパルスが投
入されるようになっている。ちなみに、その共振周期T
は次式で表わされる。
波整流され、更に平滑コンデンサ3によって平滑されて
直流電圧となり、三相ブリッジインバータからなるスイ
ッチング手段4の両極間に印加される。そして、該スイ
ッチング手段4の各スイッチング素子A−Fは120°
の電気角だけ通電し、その点弧はA−+F−+C−+B
→E−+Dの順で60°ずつの遅れをもってサイクリッ
クに行われる。この場合、一次巻線5a 、5b 、5
cとコンデンサ5a、5b、5cとからなる各直列共振
回路の共振周期よりも長い周期で次のゲートパルスが投
入されるようになっている。ちなみに、その共振周期T
は次式で表わされる。
T=2πん四7ツ
ここで、−相のみに着目すると、例えばスイッチング素
子Aが導通している時は、スイッチング素子A→接続点
a→共振用コンデンサ5a→一次巻線6aに電流が[0
〜t1の期間流れる。ところで、共振回路6の一次巻線
6a及び共振用コンデンサ5aは予め共振条件を満足す
るようにその各定数が選択されているため、一次電流の
半周期が終了すると一次巻線6aに蓄えられた磁気エネ
ルギーによってこの一次電流は減衰振動を伴いつつ上記
電流経路の逆方向でかつスイッチング素子Aに対して逆
方向並列接続されている整流素子を経由して流れる。
子Aが導通している時は、スイッチング素子A→接続点
a→共振用コンデンサ5a→一次巻線6aに電流が[0
〜t1の期間流れる。ところで、共振回路6の一次巻線
6a及び共振用コンデンサ5aは予め共振条件を満足す
るようにその各定数が選択されているため、一次電流の
半周期が終了すると一次巻線6aに蓄えられた磁気エネ
ルギーによってこの一次電流は減衰振動を伴いつつ上記
電流経路の逆方向でかつスイッチング素子Aに対して逆
方向並列接続されている整流素子を経由して流れる。
このとき、共振用コンデンサ5aが今までと逆方向に(
負に)充電されると共に、その整流素子に流れる逆方向
の一次電流がスイッチング素子Aの保持電流以外に減少
するとターンオフする。
負に)充電されると共に、その整流素子に流れる逆方向
の一次電流がスイッチング素子Aの保持電流以外に減少
するとターンオフする。
次に、スイッチング素子Aと直列に接続されたスイッチ
ング素子Aと直列に接続されたスイッチング素子Bをタ
ーンオンさせるタイミングは少なくとも前記スイッチン
グ素子Aのターンオフする時点よりも後にしなりればな
らない。そして、スイッチング素子Bがターンオンする
くその時点t2)と、B→接続点a→共振用コンデンサ
5a→一次巻線6aに12〜[3の期間電流が流れる。
ング素子Aと直列に接続されたスイッチング素子Bをタ
ーンオンさせるタイミングは少なくとも前記スイッチン
グ素子Aのターンオフする時点よりも後にしなりればな
らない。そして、スイッチング素子Bがターンオンする
くその時点t2)と、B→接続点a→共振用コンデンサ
5a→一次巻線6aに12〜[3の期間電流が流れる。
そして、上述のごとく一次電流の半周期が終了すると、
一次巻線6aに蓄えられた磁気エネルギーにより上記電
流経路とは逆方向の減衰振動を伴つた一次電流が整流素
子を経由して流れる。
一次巻線6aに蓄えられた磁気エネルギーにより上記電
流経路とは逆方向の減衰振動を伴つた一次電流が整流素
子を経由して流れる。
以下同様にして一次電流(共振電流)が流れる。
三相の場合は上述のごとく60°の位相ずれをもってサ
イクリックに行われる。そして、三相変圧器Tの一次巻
線6a 、61)、 6cに一次電流が流れ三相変圧器
TのΔ−人粘結線れた二次巻線6d〜61に高圧が誘起
されこの高電圧は高圧整流手段7.平滑コンデンサ8に
より整流され、平滑された後X線管9のアノード9aと
フィラメント9bとの間に印加される。従って、X線管
9のX線曝射時には一次側に瞬時数百アンペア(ピーク
値)程度の大電流が流れる。
イクリックに行われる。そして、三相変圧器Tの一次巻
線6a 、61)、 6cに一次電流が流れ三相変圧器
TのΔ−人粘結線れた二次巻線6d〜61に高圧が誘起
されこの高電圧は高圧整流手段7.平滑コンデンサ8に
より整流され、平滑された後X線管9のアノード9aと
フィラメント9bとの間に印加される。従って、X線管
9のX線曝射時には一次側に瞬時数百アンペア(ピーク
値)程度の大電流が流れる。
尚、X線高電圧発生回路の出力電圧は前記各スイッチン
グ素子A−Fの投入位相を変化することにより、あるい
は入力交流電圧ないしは直流電圧を変化することにより
可変にすることができる。
グ素子A−Fの投入位相を変化することにより、あるい
は入力交流電圧ないしは直流電圧を変化することにより
可変にすることができる。
そのうちの後者の場合に関1ノでは、前記整流手段3に
サイリスタ等を用いて位相制御により入力電圧を制御し
、延いては出力電圧を制御することも考えられる。
サイリスタ等を用いて位相制御により入力電圧を制御し
、延いては出力電圧を制御することも考えられる。
更に、出力電圧の安定性は、電圧検出手段11により検
出された電圧に基づいて制御手段12により前記投入位
相を適宜調整することにより高めることができる。
出された電圧に基づいて制御手段12により前記投入位
相を適宜調整することにより高めることができる。
本発明は上述した実施例に限定されるものではなくその
要旨の範囲内で種々の変形が可能である。
要旨の範囲内で種々の変形が可能である。
例えばスイッチング素子は、通常のサイリスタの他、ゲ
ートターンオフサイリスク(GTφ)でもジャイアント
トランジスタ(G T R’)でもよい。
ートターンオフサイリスク(GTφ)でもジャイアント
トランジスタ(G T R’)でもよい。
また人力電源も単相でも三相でもよく、高圧平滑コンデ
ンサも場合によっては省略することも可能である。
ンサも場合によっては省略することも可能である。
[発明の効果]
以上に述べたように、本発明によれば、1つの三相スイ
ッチング手段と1つの三相変圧器と1つの高圧整流手段
とによってX線高圧発生装置を畢−ユニットとして構成
することができる。従って、装置の小型化、軽量化を図
ることができる。又、X線高電圧発生装置を単一ユニッ
トとして構成することができるので、米国特許第4,3
17,039号明細書に記載された従来のもののように
複数のコニット間におけるアンバランスを是正するため
の調整は本発明においては全く不要となる。
ッチング手段と1つの三相変圧器と1つの高圧整流手段
とによってX線高圧発生装置を畢−ユニットとして構成
することができる。従って、装置の小型化、軽量化を図
ることができる。又、X線高電圧発生装置を単一ユニッ
トとして構成することができるので、米国特許第4,3
17,039号明細書に記載された従来のもののように
複数のコニット間におけるアンバランスを是正するため
の調整は本発明においては全く不要となる。
第1図は本発明の一つの実施例を示す回路図、第2図は
第1図※に示す装置の出力波形及びスイッチング開閉シ
ーケンスを示す図である。 1・・・・・・電源、 2・・・・・・整流手段、4・
・・・・・スイッチング手段、 5a、5b、5c・・・・・・共振用コンデンサ、6a
、 6b 、 6c −・−−−−一次%1m、6d
〜61・・・・・・二次巻線、 9・・・・・・X線管
。
第1図※に示す装置の出力波形及びスイッチング開閉シ
ーケンスを示す図である。 1・・・・・・電源、 2・・・・・・整流手段、4・
・・・・・スイッチング手段、 5a、5b、5c・・・・・・共振用コンデンサ、6a
、 6b 、 6c −・−−−−一次%1m、6d
〜61・・・・・・二次巻線、 9・・・・・・X線管
。
Claims (1)
- 入力される交流電圧を整流する整流手段と、各一次巻線
がそれぞれ共振用コンデンサと直列に接続されて一つの
直列共振回路を形成する三相変圧器と、上記各直列共振
回路に対して所定の周期で前記整流手段により直流にさ
れた電圧を印加する三相スイッチング手段とを備え、前
記三相変圧器の二次巻線に誘起される電圧を基にして直
流のX線高電圧を発生するX線高電圧発生装置において
、前記三相変圧器の前記各一次巻線を互いにスター結線
し、二次巻線をデルタ結線あるいはスター結線して三相
十二相整流方式で整流するようにしてなることを特徴と
するX線高電圧発生装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13849384A JPS6116498A (ja) | 1984-07-03 | 1984-07-03 | X線高電圧発生装置 |
DE19853523622 DE3523622A1 (de) | 1984-07-03 | 1985-07-02 | Gleichstrom-hochspannungserzeugungsvorrichtung fuer eine roentgenroehre |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13849384A JPS6116498A (ja) | 1984-07-03 | 1984-07-03 | X線高電圧発生装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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