JPS6142900A

JPS6142900A - Ｘ線発生装置

Info

Publication number: JPS6142900A
Application number: JP16204184A
Authority: JP
Inventors: Masaharu Ootakekuchi; 大竹口　正治; Hirobumi Hino; 博文日野; Kazuo Kaneko; 一男金子
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1984-08-01
Filing date: 1984-08-01
Publication date: 1986-03-01

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】〔技術分野〕本発明は、Ｘ線発生装置に係り、特に、Ｘ線管に平滑コ
ンデンサ及びＱ？雷電圧検出する分圧器を並列接続した
高電圧発生装置の管電流検出技術に適用して有効な技術
に関するものである。

〔背景技術〕

第５図は、従来のＸ線発生装置の管電流検出回路の一例
の構成を示すブロック回路図である。

第５図において、１は直流電源、２は直流電圧を調整す
る直流−直流変換回路、３は直流電圧を交流電圧に変換
するインバータ、４はインバータの出力電圧を昇圧する
高圧変圧器、５は高圧変器の出力を整流する高圧整流回
路、６はＸ線管、７及び８は平滑コンデンサ、９は平滑
コンデンサ７及び８の電流を検出する電流検出抵抗、１
０，１１及び１２は管電圧の分圧抵抗であり、分圧抵抗
１２は管電圧検出用の分圧抵抗である。１３は高圧変圧
器の２次巻線に流れる電流を中性点で整流する整流回路
である。１４は整流回路１３で整流された電流を検出す
る電流検出抵抗、１５は第１検出回路であり、電流検出
抵抗９の端子電圧に応じて、平滑コンデンサ７及び８に
流れる電流工！を検出するためのものである。１６は第
２検出回路であり、分圧抵抗ｉｏ、１ｉ及び１２に流れ
る電流■２及び管電圧検出するためのものである。

１７は第３検出回路であり、電流検出抵抗１４の端子電
圧に応じて、高圧変圧器４の２次巻線に流れる電流Ｉを
検出するためのものである。１８は第２検出回路からの
管電圧信号を入力し、設定された管電圧に近づくように
直流−直流変換回路２を制御する管電圧制御回路、１９
はインバータ３を制御するインバータ制御回路、２０は
電流１１に対応する信号ｂ、電流Ｉ３に対応する信号Ｃ
と電流工に対応する信号ａを入力し、後述する演算を行
い、管電流Ｉ８に対話する信号Ｉｐを出力する管電流信
号発生器、２１は設定された管電流に対応した管電流設
定値信号Ｉｓを出力する管電流設定器、２２はＸ線管６
のフィラメント加熱回路であり、管電流工×に対応する
信号ＩＦと管電流設定値信号Ｉｓとに応じてＸ線管６の
フィラメント加熱電圧又は加熱電流を制御するためのも
のである。２３は高圧変圧器４の２次巻線間に存在する
浮遊容量である。

このような従来のインバータを適用したＸ線装置におけ
る管電流検出方法は、高圧部に直接電流検出器を接続し
て管電流Ｉ８を検出するのは技術的に困難であるため、
低圧部で高圧変圧器４の２次巻線電流Ｉ、平滑コンデン
サ７及び８の電流１１と分圧抵抗１０．１１及び１２の
電流Ｉ２を検出し、式（１）のように管電流Ｉ８を求め
る方法を採用している。

１、　ｘ　＝Ｉ　　Ｉ　ｔ　　　Ｉ　２　　・・・・・
（１）一方、高圧変圧器４の漏れインダクタンスを小さ
くするために、巻線間の絶縁物又は距離を小さくすると
、高圧変圧器４の浮遊容量２３は増加する傾向にある。

また、平滑コンデンサ７及び８の容量を小さクシ、シか
も、管電圧波形の脈動を小さくするために、インバータ
周波数を高める傾向にあるので、浮遊容量２３が単位時
間に充放電する回数が多くなり、浮遊容量、に流れる電
流１ｃが多くなる。このため高圧変圧器４の浮遊容量２
３に流れる電流１ｃは、管電流■８と比軸して無視でき
ない値となる。したがって、管電流は次の式にもとずい
て求る必要がある。

Ｉｘ　＝Ｉ−Ｉ　ｔ　　ｌ２−Ｉ　ｃ　　・”・・（２
）しかし、浮遊容量２３に流れる電流Ｉｃは、実際的に
測定値がインバータ３の周波数、高圧変圧器４の出力電
圧及び浮遊容量に影響され、電流ＩＣを正確に求める補
正手段は困難なものとなっている。さらに１式（１）及
び式（２）に従う管電流検出方法では、平滑コンでンサ
７及び８の容量のばらつきを補正する必要がある。

以上のような理由になり、前記従来のインバータを適用
したＸ線装置における管電流検出方法では、高圧変圧器
４の２次巻線間に存在する浮遊容量又はＸ線管と並列に
接続される平滑コンデンサの容量のばらつきなどの影響
を受けるので、管電流を正確に測定す、るために、浮遊
容量に流れる電流及び平滑コンデンサの容量のばらつき
に対して補正しなければならないという問題があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、インバータを適用したＸ線装置におい
て、管電流を正確に副室することができる技術を提供す
ることにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。

〔発明の４８Ｅ嬰〕本願において開示される発明のうち１代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、高圧変圧器に入力する交流電圧を発生するイ
ンバータと、高圧変圧器の出力電圧を整流した後、平滑
するコンデンサと、管電圧を検出する分圧器を有するＸ
線発生装置において、前記インバータの通電期間の管電
流と該インバータの休止期間の管電流とが略同じである
ことと、前記インバータの休止期間の管電流は、前記平
滑コンデンサの放電電流から前記管電圧分圧器の電流を
減算した電流と同じであることに着目し、　ｔ）：ｊ記
インバータの休止期間に前記平滑コンデンサの放電電流
と前記管電圧分圧器の電流を検出して管電流値と略同じ
電流値を検出する手段を設けることにより、高圧変圧器
の２次巻線間の浮遊容量や前記平滑コンデンサの容量の
ばらつきに無関係に管電流が精度よく検出できるように
したものである。

〔発明の構成〕

以下１本発明の構成について、実施例とともに説明する
。

なお、全図において、同一機能を有するものは同一符号
を付け、その繰り返しの説明は省略する。

第１図乃至第３図は１本発明の一実施例のＸ線発生装置
を説明するための図であり、第１図は、そのＸ線発生装
置の全体構成を示すブロック回路図、第２図は、第１図
に示すインバータ制御回路の一実施例の構成を示すブロ
ック回路図、第３図は、第２図に示すインバータ制御回
路の動作を説明するためのタイムチャートである。

第１図乃至第３図において、３０は第１検出回路１５の
出力信号すと第２検出回路１６の出力信号Ｃを入力し管
電流値を演算する演算回路、３１は演算回路３０の出力
信号ｓ５をサンプリング信号Ｓ４に従ってサンプリング
するサンプリング回路、３２はインバータ３の休止期間
にサンプリング信号Ｓ４を出力するインバータ制御回路
、３３は変換回路であり、サンプリング回路３１の出力
信号Ｓ６を管電流の積分に必要な信号ＳＬ＋、管電流の
表示に必要な信号ＳＩ２と管電流のフィードバック制御
に必要な信号■１に変換するためのものである。３４は
変換回路３３の出力４ｎ号Ｓ１、を積分する積分回路、
３５は比較回路であり。

管電流積分値に対応した信号（以下、ｍＡＳ積算とする
）Ｉｏと予め設定されたミリアンペア秒設定値信号（以
下、ｍＡｓ設定値とする）ＩＡとを比較し、信号Ｉ８が
信号１７以上になればインバータ停止信号をインバータ
制御回路３２に出力するためのものである。３６はｍＡ
ｓ設定値信号工、を出力するｍ　Ａ　Ｓ設定器、３７は
変換回路３３の出力信号Ｓ１２管電流実測値として表示
する管電流表示器である。

４０はインバータ３の通電期間信号及び体ＩＬ期間信号
を発生するインバータｍ号発生回路、４１及び４２はイ
ンバータ信号発生回路４０の出力信号と比較回路３５の
出力信号の論理積を取るＡＮＤ回路、４３はＡＮＤ回路
４１及ば４２の出力であるインバータ制御信号ＳＬと８
２の論理和を取るＯＲ回路、４４はＯＲ回路４３の出力
信号Ｓ３に従い、サンプリング回路３１にサンプリング
信号Ｓ４を発生するパルス発生回路である。

次に１本実施例のＸ線発生装置の動作を説明する。

第１図乃至第３図において、インバータ３はインバータ
制御信号Ｓ＋とＳ２により１通電期間ｔ１、休止期間ｔ
２．周期ｔで動作する。ここで、休止期間ｔ２はインバ
ータ３の安全な動作上必要なものである。Ｘ線管６はイ
ンバータ３の通電期間りに高圧変圧器４から電力の供給
を受けるので、管電流Ｉ８は式（３）で表わされる。

ＩＸ　＝　Ｉ　−Ｉ　ｃ　　Ｉ　ｔ　　Ｉ　２　・・・
　（３）インバータ３の休止期間ｔ２には高圧変圧器４
の印加電圧は零になり、Ｘ線管６は平滑コンデンサ７及
び８から電力の供給を受けるので、管電流Ｉ８は式（４
）で表わされる。

Ｉう＝■重−１２・・・・　（４）この式（４）により、インバータ３の休止期間ｔ２に電
流Ｉ、とＩ２を検出し、電流１＋から電流■２を引いた
値を求めると、その電流値が管電流１８と一致したもの
になる。管電流■９は平均値であるので１本来はインバ
ータ３の通電期間ｔｌと休止期間ｔ２に流れる電流を平
均する必要があるが、インバータ３の通電期間１＋と休
止期間ｔ２の管電圧値が略等しくなるような平滑コンデ
ンサ７及び８と管電圧分圧器を接続したＸ線装置では、
インバータ３の休止期間ｔ２の初期で平滑コンデンサ７
及び８が放電する電流Ｉｌを第１検出回路１５で検出し
、管電圧分圧器に流れる電流Ｉ２を第２検出回路１６で
検出して、電流Ｉ＋から電流■２を演算回路３０で引い
てやると、その減算値はインバータ３の通電期間１＋に
流れる管電流値と略等しくなるので、インバータ３の休
止期間ｔ２の初期で電流Ｉ＋を検出すると、管電流平均
値■８に略等しい値が測定できる。

すなわち、前記電流■１と電流Ｉ２の検出タイミングを
制御することであり、まず、インバータ制御信号ＳＩと
８２をＯＲ回路４３で論理和を取り、インバータ休止期
間信号Ｓ３を形成する０次に信号Ｓ３からサンプリング
信号Ｓ４をサンプリング回路３１に出力し、電流Ｉｔ及
びＩ２を検出するのである。

ここで、（ａ）主回路及び制御回路系の応答遅れ時間ｔ
４、（ｂ）サンプリング回路３１を構成する素子が固有
に持つサンプリングに最低限必要な時間ｔｓ、（ｃ）平
滑コンデンサに放電電流が流れるｍｆｉｌｌｔｓＫより
、信号Ｓ３が発生してから信号Ｓ４がサンプリング命令
に変化するまでの時間ｔｓの最小値は式（５）となる。

ｔ、、＝ｔ４＋ｔ３・・−・　（５）したがって、ｆｌ流Ｉｔ及びＩ２を検出すべき時間ｔ７
は式（６）で表わされる。

Ｉ７　＝ｊ、−ｔ、・・・・　（６）そして、式（５）で与えられる時間ｔフの間にパルス発
生回路４４は信号Ｓ４をサンプリング回路３１に出力す
る。

また、管電流Ｉ×を精度よく検出するには信号Ｓ４が重
要である。この信号Ｓ４がサンプリング命令からホール
ド命令に変化する時間は式（６）で示したＩ７の時間で
あるが、第３図に示すように、管電流ｌｘは、比較的平
担であっても、平滑コンデンサ７及び８の放電電流によ
り、電力の供給を受けている時にはＩ７の時間内で管電
圧が降下し、管電圧に従って管電流１ケも降下する。

したがって、管電流Ｉｙを精度よく検出するには、時間
ｔ７の初期で信号Ｓ４をサンプリング命令からホールト
命令に変化させる必要があり、また、信号Ｓ４の周期は
管電流フィードバック制御等の応答を考慮して最大であ
るインバータ３の半周期　ｔ／２に設定する必要がある
。

前述のことかられかるように、パルス発生回路４４は、
（ｔ、号Ｓ３の立ち上がりを検出し、調整可能な遅延パ
ルスを発生させるように慴成しである。

よって、遅延パルスの調整は電流検出抵抗９の端子電圧
をオシロスコープで測定して簡単に行える。

サンプリング回路３１に信号Ｓ４が入力されると、この
演算回路３０の出力信号Ｓｓをサンプリングホールドし
、所定の期間ホールドした値を変換回路３３に信号Ｓ６
として出力する。変換回路３３では信号Ｓ６を変換し、
管電流積分用の信号Ｓ１１として積分回路３４に出力す
る。また、変換回路３３では信号Ｓ６を変換し、管電流
表示信号Ｓ１２として管電流表示器３７に出力する。さ
らに、変換回路８３では信号Ｓ６を変換し、管電流検出
値信号ＩＰとしてフィラメント加熱回路２２に出力する
。

変換回路３３の出力信号Ｓｔ１は積分回路３４で積分さ
れ、その積分された出力は、ｍＡＳ積算積算値１２ヮ■
１て比較回路３５に入力される。比較回路３５ではｍＡ
Ｓ設定器３６からのｍＡｓ設定値（ｎ号ＩＡとｍＡＳ積
算値信号Ｉｓとを比較して、信号Ｉ８が信号ＩＡ以上に
なると、インバータ停止（，１１号をＡＮＤ回路４１及
び４２に出力し、インバータ３の動作を停止させる。ま
た、変換回路３３の出力信号１ｐは、フィラメント加熱
回路２２で管電流設定！２１からの管電流設定値信号Ｉ
ｓと比較され、その誤差に応じてフィラメント加熱電圧
又は加熱電流が制御される。

以上説明したように、本実施例によれば、インバータ制
御信号Ｓ、と８２をＯＲ回路４３で論理和を取り、イン
バータ休止期間ｍ　Ｊｉ！ｆＳ　ｓを形成し。

次に信号Ｓ、からサンプリング信号Ｓ４をサンプリング
回路３１に出力し、電流■１及びＩ２を検出して管電流
■×の値と略同じ管電流値を検出する手段を設けること
により、高圧変圧器４の２次巻線間の浮遊容量や平滑コ
ンデンサ７及び８の容量のばらつきに無関係に、実際の
管電流を精度よく検出できる。

また、その検出された管電流値を用いて、管電流のフィ
ードバック制御、ミリアンペア秒の制御及び管電流の実
泪り値表示を行うことにより、Ｘ線装置の性能を向」ニ
させることができる。

なお１本実施例では、積分回路３４及び比較回路３５と
変換回路３３と区別し、だがマイクロコンピュータを用
いれば、前記３つの回路の持つ機能を代用できる。

また、平滑コンデンサ及び管電圧分圧器の電流は抵抗で
検出したが、高圧回路と低圧回路を絶縁するためにカレ
ントトランスやホトダイオード等の光素子で検出する方
法もある。

また、第１検出回路１５の出力信号すから第２検出回路
の出力信号Ｃを演算回路３０で減算して信号Ｓ５を形成
し、この値をサンプリングし、信号Ｓ６を形成して変換
回路３３に管電流信号として入力させたが、管電圧波形
が平滑コンデンサ７及び８で充分に平滑されている場合
、電流工２は管電圧に比例すると考えられるので、第１
図に示すように、サンプリング回路３１は、第１検出回
路１５の出力信号すをサンプリングして信号Ｓｓとして
変換回路３３に出力し、変換回路３３はこの信号Ｓ６と
管電圧制御回路１８から出力される管電圧に比例した信
号ｄとから電流Ｉつを演算する方法がある。

第４図は１本発明の他の実施例のＸ線発生装置の全体構
成を示すブロック回路図である。

第４図において、５１は第１検出ｌ！！ｌｒδ１５の出
力信号すを信号Ｓ４に従ってサンプリングする第１サン
プリング回路、５２は第２検出回路１Ｇの出力信号Ｃを
信号Ｓ４に従ってサンプリングする第２サンプリング回
路、５３は第１サンプリング回路５１の出力信号と第２
サンプリング回路５２の出力信号から管電流値を演算す
る第２演算回路である。

次に、本実施例のＸ線発生装置の動作を説明する。

第１図に示す実施例は、第１検出回路１５の出力と第２
検出回路１６の出力を演算回路３０で演算し、この演算
した値をサンプリング回路３工でサンプリングし、変換
回路３３に出力し、てし、でいるが、本実施例では、第
１検出回路１５の出力と第２検出回路１６の出力を個々
に第１サンプリング回路５１と第２サンプリング回路Ｓ
２とでそれぞれサンプリングし、ておいて、そのサンプ
リングした値を第２演算回路５３で演算し、変換回路３
３に出力する。それ以後の動作は、第１図に示す実施例
と同じであるので、こ、二では省略する。

〔効果〕

以上説明したように１本願において開示された新規な技
術によれば、以下に述るような効果を得うことかできる
。

（１）平滑コンデンサがＸ線管に電力を供給している時
の平滑コンでンサ及び管電圧分圧器の電流を検出するこ
とにより、実際の管電流を精度よく検出することができ
る６（２）前記（１）により、平滑コンデンサの容量のばら
つきに影響されずに管ｆｔＬ流を精度よく検出すること
ができる。

（３）前記（１）により、高圧変圧器の２次巻線間の浮
遊容気に影響されるずに管電流を検出できる。

（４）精度よく検出された管電流値を用いて、管電流を
フィードバック制御することにより、管電流を精度よく
設定することができる。

（５）精度よく検出された管電流値を用いて、ミリアン
ペア秒制御を行うことにより、再現性のよい撮影写真が
得られる。

（６）精度よく検出された管電流値を用いて、管電流実
測値表示を行うことにより、正確な管電流が表示できる
。

以上、本発明を実施例にもとずき具体的に説明したが、
本発明は、前記実施例に限定されるものでなく、その要
旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは
言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は一実施例のＸ線発生装置を説明する
ための図であり、第１図は、そのＸ線発生装置の全体の構成を示すブロッ
ク回路図、第２図は、第１図に示すインバータ制御回路の一実施例
の構成を示すブロック回路図、第３図は、第２図に示す
インバータ制御回路の動作を説明するためのタイｔ１チ
ャート、第４図は１本発明の他の実施例のＸ線発生装置
の全体構成を示すブロック回路図、第５図は、従来のＸ線発生装置の管電流検出回路の一例
の構成を示すブロック回路図である。図中、３・・・インバータ、４・・・高圧変圧器、１５
・・・第１検出回路、１６・・・第２検出回路、３０・
・・演算回路、３１・・・サンプリング回路、３２・・
・インバータ制御回路、３３・・・変換回路、３４・・
・積分回路、３５・・・比較回路、３６・・・ｍＡＳ設
定器、３７・・・管電流表示器、４０・・・インバータ
信号発生回路、４１．４２・・−ＡＮＤ回路、４３　・
ＯＲ回路、４４　・・・パルス発生回路、５１・・・第
１サンプリング回路、５２・・・第２サンプリング回路
、５３・・・第２演算回路である

Claims

【特許請求の範囲】

（１）インバータと、該インバータの出力に接続した高
圧変圧器と、該高圧変圧器の２次電圧を整流する整流回
路と、該整流回路の出力に接続したＸ線管と、該Ｘ線管
と並列に接続した平滑コンデンサと、前記Ｘ線管と並列
に接続した管電圧分圧器とを有するＸ線発生装置におい
て、前記平滑コンデンサに流れる電流を検出する第１検
出回路と、前記管電圧分圧器に流れる電流を検出する第
２検出回路と、前記第１検出回路の出力と前記第２検出
回路の出力を演算する第１演算回路と、該演算回路の出
力をサンプリングする第１サンプリング回路と、該第１
サンプリング回路の出力値に対応した値と管電流設定値
を比較し、その誤差が少なくなるようにフィラメント電
圧値又は電流値を制御する管電流制御手段を備えたこと
を特徴とするＸ線発生装置。
（２）インバータと、該インバータの出力に接続した高
圧変圧器と、該高圧変圧器の２次電圧を整流する整流回
路と、該整流回路の出力に接続したＸ線管と、該Ｘ線管
と並列に接続した平滑コンデンサと、前記Ｘ線管と並列
に接続した管電圧分圧器とを有するＸ線発生装置におい
て、前記平滑コンデンサに流れる電流を検出する第１検
出回路と、前記管電圧分圧器に流れる電流を検出する第
２検出回路と、前記第１検出回路の出力をサンプリング
する第１サンプリング回路と、前記第２検出回路の出力
をサンプリングする第２サンプリング回路と、前記第１
サンプリング回路の出力と前記第２サンプリング回路の
出力を演算する演算回路と、該演算回路の出力値に対応
した値と管電流設定値を比較し、その誤差が少なくなる
ようにフィラメント電圧値又は電流値を制御する管電流
制御手段を備えたことを特徴とするＸ線装置。