JPS6180797A - 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、Ｘ線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ＸｗＡ装置に関する。

［発明の技術的背景とその問題点１ 従来のＸ線装置として、例えば米国特許第４゜２２５．
７８８号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
線装置は、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ｘｍ管
電圧を１ｑでいる。

ところで、このようなＸ線装置におけるＸ線管電圧は、
従来用１．第２のサイリスタの点弧周期を可変するか又
は入力電圧を可変することにより所定の値に設定してい
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線管電圧を可変しようとした場合は以下に述べる
ような問題を生じる。

第４図＜ａ）、（ｂ）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の１次巻線に流れる電流
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のサイリスク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、共振回路の減衰撮動により、逆方向に流れ得
る電流である。

第４図（ａ＞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、ＸＩｌ管電圧は高くなり、
またこのＸ前管電圧に含まれる脈流成分（リップル）は
少ない。

一方、第４図（ｂ）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
の繰り返し周期が長い（低点弧周波数）場合には、変圧
器に流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線管電圧の広範囲に可変した場合、Ｘ線管電圧が低
い時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ｘｓｉ
ｉ量が低下し、良好なＸ線　　　１写真を得ることがで
きない（特に低ｘｍ管電圧領域で行われる乳房搬影にお
いて不利となる）上に、更にＸ線管電圧の可変幅が狭い
という欠点があった。そこで、変圧器への入力端子を制
御する回路を追加し、Ｘ線管電圧を可変する方法も考え
られるがこの場合には全体の回路が複雑となり高価とな
るという問題が生じる。

［発明の目的］ 本発明は前記事情に鑑みて成されたものであり、リップ
ルを増すことなくＸ線管電圧を可変し得るところのＸ線
装置の提供を目的とする。

［発明の概要］ 前記目的を達成するための本発明の概要は、入力される
交流電圧を整流、平滑して直流電圧を得るとともに、こ
の直流電圧を変圧器の１次巻線に所定の周期で印加して
この１次巻線に１次電流を流し、変圧器の２次巻線に誘
起される電流を基にＸ線管電圧を得るＸ線装置において
、変圧器の１次巻線とこの１次巻線にそれぞれスイッチ
を介して接続される複数の共振用コンデンサとからなる
共振回路と、前記直流電圧を共振回路に所定の周期で印
加するとともにスイッチを介してフルブリッジ若しくは
ハーフブリッジのいずれかの回路構成に選択可能なブリ
ッジ部と、前記共振回路のスイッチ及びブリッジ部のス
イッチをそれぞれ開閉制御するとともにブリッジ部から
共振回路に印加される直流電圧の周期を制御する制御手
段とを具備し、共振回路の共振条件及びブリッジ部の回
路構成を任意に選択して所望のＸ線管電圧を得るように
したことを特徴とするものである。

［発明の実施例］ 以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。

第１図はＸ線装置の構成を示す回路図であり、１は本装
置に交流電圧を供給する電源である。また、２は整流器
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄがブリッジ接続され、かつ、前
記型ｕｉより供給される交流電圧を整流するための整流
手段、３はコンデンサ３ａ及び３ｄが互いに直列接続さ
れ、かつ、前記整流手段２より整流された電圧を平滑す
るための平滑手段である。

尚、前記整流手段２と前記平滑手段３とを整流平滑手段
２２と称する。

６は１次巻線６ａ及び２次巻線６ｂを有する変圧器であ
り、この変圧器６の１次巻線６ａに共振用コンデンサ群
５が直列接続されて共振回路が構成されている。この共
振用コンデンサ群５は複数のコンデンサ５ａ１，５ａ２
．・・・５ａｎと複数のスイッチ５ｂ１，５ｂ２、−．
５ｂｎ　　（ｎ≧２）とを有し、コンデンサ５ａｔとス
イッチ５ｂ１゜コンデンサ５ａ２とスイッチ５ｂ２．・
・・・・・、コンデンサ５ａｎとスイッチ５ｂｎをそれ
ぞれ直列接続するとともに、これらを相互に並列接続す
ることにより構成している。

そして各スイッチ５ｂ１，５ｂ２．−．５ｂｎは後述す
る制御手段１つにより開閉制御されるようになっている
。

２０はブリッジ部であり、このブリッジ部２０はダイオ
ード１３Ａ、１５Ａ及びサイリスタ１２Ａ、１４Ａが逆
並列接続された第１のハーフブリッジ部２ＯＡと、ダイ
オード１３Ｂ、１５Ｂ及びサイリスタ１２Ｂ、１４Ｂが
逆並列接続された第２のハーフブリッジ部２０Ｂと、第
２のハーフブリッジ部２０Ｂの中間接続点と前記整流手
段３のコンデンサ３ａ、３ｂの中間接続点との間６に介
在させたスイッチＳＷＩと、第２のハーフブリッジ部２
０Ｂの中間接続点とダイオード１３Ｂ、サイリスク１２
Ｂ及びダイオード１５Ｂ、サイリスタ１４Ｂとの間にそ
れぞ介在させたスイッチＳＷ２゜Ｓ　Ｗ　３とを有して
構成されている。そして、各スイッチ１２Ａ、１４Ａ、
１２８，１４Ｂはいずれも後述する制御手段１９からの
ゲートパルスにより制御されるようになっている。

また、スイッチＳＷ１．ＳＷ２　、ＳＷ３も制御手段１
つにより開閉制御されるようになっている。

１６は１次電流を検出する第１の検出手段（例えばカー
レントトランスを含んで構成される）、１７は前記第１
の検出手段１６の出力（Ｉｉ流倍信号を電圧信号を変換
するＩ／Ｖ（１！流・電圧）変換手段、７は前記２次巻
線６ｂに誘起された電圧を　　　　　１整流する整流手
段、８は前記整流手段７に並列に接続され、かつ、整流
手段７の出力を平滑するコンデンサである。このコンデ
ンサ８により平滑された電圧は、高圧ケーブル１０ａ、
１０ｂを介してＸ線管９の陽極９ａとフィラメント９ｂ
との間に印加されるとともに、例えば抵抗１１ａ、１１
ｂが直列接続されて成る第２の検出手段１１によって検
出される。

１９は、前記ブリッジ部２０の各サイリスタ１２Ａ、１
４Ａ、１２Ｂ、１４Ｂに所定の周期でゲートパルスを送
出し前記共振回路への直流電圧印加のタイミングを制御
するとともに、前記第１゜第２の検出手段１６．１１の
検出信号を基にフィードフオ「ノード制御及びフィード
バック制ｍ＜後に詳述する）を行い、さらに、前記第２
のハーフブリッジ部２０Ｂの各スイッチＳＷｘ　、ＳＷ
２　。

Ｓ　Ｗ　３に開閉制御信号を送出する制御手段である。

次にこのように構成される装置の作用について説明する
。

電源１より供給された交流電圧は、整流・平滑手段２２
に印加され、整流手段２により整流された模、平滑手段
３により平滑されて直流電圧としてブリッジ部２０に供
給される。ブリッジ部２０の第２のハーフブリッジ部２
０Ｂを構成するスイッチＳＷ１．ＳＷ２　、ＳＷ３に制
御手段１９から開閉制御信号が送られ、スイッチＳＷｔ
が間、スイッチＳＷ２．８Ｗ３が閉の状態にあるものと
すると、この状態では第１のハーフブリッジ部２０Ａの
ダイオード１３Ａ、１５Ａ及び第２のハーフブリッジ部
２０Ｆ３のダイオード１３Ａ、１５Ａによりフルブリッ
ジが形成される。

この状態で制御手段１９から所定の周期でゲートパルス
がサイリスタ１２Ａ、１４Ｂとサイリスタ１４Ａ、１２
［３に交互に供給され、これらは交互にスイッチング動
作を行う。

サイリスタ１２Ａ、１４Ｂがターンオンすると、先ずコ
ンデンサ３ａの直流電圧による電流がサイリスタ１２Ａ
、１４Ｂ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
Δ、１４がダイオード１３Ａ、１５Ｂを介して流れる。

よって、サイリスタ１２Δ、１４Ｂが−Ｈターンオンづ
ると、１周期の１次電流が１次巻線６ａ１．：流れるこ
とになる。

同様にサイリスタ１４Ａ、１２Ｂがターンオンすると、
１周期の１次電流が１取巻ＪＩ６ａに流れるがζその電
流方向は、前述したサイリスタ１２Ａ、１４Ｂがターン
オ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１１６ａに流れると、２
次巻線６ｂ１．：電圧が誘起される。この誘起電圧は、
整流手段７により整流され、コンデンサ８により平滑さ
れた後、ｘＩＩ管電圧としてＸ線管９の陽極９ａ及びフ
ィラメント９ｂ間に印加される。

制御手段１９からの次の開閉制御信号によりスイッチＳ
Ｗ１が閉、スイッチＳＷ２．ＳＷ３が開の状態に制御さ
れた場合にはブリッジ部２０はダイオード１３Ａ、１５
Ａのみからなるハーフブリッジの状態となる。この場合
には第２のハーフブリッジ部２０Ｂのダイオード１３８
．１５Ｂ及びサイリスタ１２Ｂ、１４Ｂがこの装置の作
用に関与しなくなり、第１のハーフブリッジ部２ＯＡの
サイリスタ１２Ａ、１４Ａのスイッチ周期で定まる１次
電流が１次巻線６ａに流れる。

但し、ブリッジ部２０がフルブリッジの場合には整流・
平滑手段２２から供給される直流電圧と略等しい直流電
圧が１次巻線６ａに印加されるのに対し、ハーフブリッ
ジの場合にはその直ｖＬ電圧の値は半分となる。

第２のハーフブリッジ２０Ｂと１次巻線６ａとの間に接
続された共振用コンデンサ群５の各スイッチ５ｂｉ　、
５ｂ２．−．５ｂｎには制御手段１０から開閉制御信号
が送られ、１次巻線６ａとの間に共振回路を形成するコ
ンデンサ容量が選択される。

次１．８線管電圧、７）ユ変、つぃ工説明す。。Ｘｉ線
管電圧を可変しようとする場合には、第２のハーフブリ
ッジ部２０Ｂの各スイッチＳＷ１．８Ｗ２．８Ｗ３及び
共成用コンデンサ群５の各スイッチ５ｂ１．５ｂ２．・
・・、５ｂｎの開閉制御信号のタイミングを変えるとと
もに、各サイリスタ１２Ａ、１４Ａ、１２Ｂ、１４Ｂに
対するゲートパルスの繰り返し周期を変えることにより
行う。

すなわら、Ｘ線管９によるＸ線ＩＩｇＦＪ前にまず第２
のハーフブリッジ部２０Ｂの各スイッチＳＷ１゜ＳＷ２
．ＳＷ３を開閉制御信号により切替えて、ブリッジ部２
０をフルブリッジかハーフブリッジかのいずれかに設定
する。これにより１次巻線６ａに印加する電圧を整流・
平滑手段２２の出力電圧のままかその半分かのいずれか
に選択し得る。

また、共成用コンデンサ群５のコンデンサ容量をスイッ
チ５ｂｘ　、５ｔ）２．・・・、５ｂｎの開閉制御によ
り任意に選択し、これにより、共振回路の直列共振条件
を変えて１次巻線６ａに印加する電圧を可変する。

さらに、制帥手段からブリッジ部２０の各サイリスタ１
２Ａ、１４Ａ、１２８，１４Ｂに対するゲートパルスの
繰り返し周期を変えることにより１次巻１１６ａに印加
する電圧を調整することができる。

このようにして、ブリッジ部２０の回路構成及び共振回
路の共振条件を制御手段１つにより制御し、１次巻線６
８に印加する電圧を予め設定する（例えば低電圧とする
）ことにより、ゲートパルスを既述した第４図（ｂ）に
示すような低点弧周波数にしなくともＸ線管電圧を所望
の値にまで低下させることができる。したがって、低Ｘ
線管電圧時に含まれるリップルは、従来装置に平へて極
めて少なくなり、低Ｘ線管電圧領域で行われる例えば乳
房撮影において有利となる。

尚、上述した制御手段１９からの開閉制御信号及びゲー
トパルスは、μｍＣＰＵを利用することにより自動的に
発生させることもできる。

次に、制御手段１９におけるフィードフォワード制御及
びフィードバック制御についてハーフブリッジの状態を
例にとって説明する。

１次巻線６ａに流れる１次電流は第１の検出手段１６に
より検出され、その検出信号がｌ／Ｖ変換手段１７を介
することにより電圧信号に変換された後、制御手段１９
に入力される。

ここで、制御手段１９は、前記第１の検出手段１６より
出力される検出信号を基にサイリスタ１２Ａ、１４Ａの
ターンオフを確認（減衰振動による１周期の１次電流よ
り電流方向が反転するのを確認）しない限り、次のタイ
ミング信号を出力しない。すなわち、オン状態にある一
方のサイリスタ（例えば１２Ａ）がターンオフしない限
り他方のサイリスタ（例えば１４Ａ）をターンオンさせ
ないようにフィードフォワード制御するのである。

このように、第１の検出手段１６の検出信号を基にフィ
ードフォワード制御することにより、サイリスタ１２Ａ
、１４Ａの双方が共にオン状態になるという最悪の状態
を避けることができる。よって装置は安定動作する。

また、ｘＩｉ管電圧は第２の検出手段１１により検出さ
れ、その検出信号が制御手段１９に入力される。

ここで、制御手段１９は、前記第２の検出手段１１の検
出信号を基にＸ線管電圧を安定させるべくフィードバッ
ク制御を行う。例えばＸ線管電圧が所定の値より低くな
った場合には、ゲートパルスの繰り返し周期を短くし、
Ｘ線管電圧を上昇すべく作用するのである。

このように、第２の検出手段１１の検出信号を基にフィ
ードバック制御することにより、ダンピングが押えられ
安定したＸ１ｆｆ電圧を得ることができる。

尚、本発明は前記実施例によって限定されるものではな
く、本発明の要旨の範囲内で適宜に変形実施が可能であ
るのはいうまでもない。

例えば、Ｘ線管電圧の可変手段として３通りの手段を示
したが、これらの手段は任意に組合せることが可能であ
る。

また、共振用コンデンサ群５における各コンデンサ５ａ
ｔ　、５ａ２．・・・、５ａｎの各容量は同一でも異な
っていてもよくこれらの組合せ及び選択　　　　　１に
は任意に行い得るととに、第２図に示すように各コンデ
ンサ５ａｔ　、５ａ２．・・・、５ａｎを直列接続しこ
れを各スイッチ５ｂ１．５ｂｚ　、・・・、５ｂｎによ
り短絡するように構成しても実施できる。

さらに、第２のハーフブリッジ部２０ＢのスイッチＳＷ
２　、ＳＷ３は第３図に示すようにそれぞれダイオード
１３Ｂ、１５Ｂにのみ接続することも可能である。

尚、この場合にはサイリスタ１２Ｂ、１４Ｆｌに対する
ゲートパルスを印加しないでおくことが必要である。

［発明の効果］ 以上詳述した本発明によれば、共成回路への直流電圧印
加のタイミグ制御のみならず、１次巻線に印加する電圧
をも可変することにより、リップル分が少なくかつ広範
囲に亘って可変し得るＸ線管電圧を得ることができる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図は本発明の実施例を示す回路図、第２図は第１図
に示す装置における共振用コンデンサ群の変形例を示す
回路図、第３図は第１図に示す装置における第２のブリ
ッジ部の変形例を示す回路図、第４図（ａ）、（ｂ）は
それぞれの従来のＸ線装置におけるゲートパルス状態を
示す波形図である。 １・・・電源（交流）、２・・・整流手段、３・・・平
滑手段、５・・・共振用コンデンサ群、５ａｔ〜５ａｎ
・・・共振コンデンサ、５ｂ１〜５ｂｎ・・・スイッチ
、６・・・変圧器、６ａ・・・１次巻線、６ｂ・・・２
次巻線、９・・・Ｘ線管、１１・・・第２の検出手段、
１６・・・第１の検出手段、１９・・・制御手段、２０
・・・ブリッジ部、２ＯＡ・・・第１のハーフブリッジ
部、２０Ｂ・・・第２のハーフブリッジ部、２２・・・
整流・平滑手段。 １５Ｂ ５７Ｊ４図 （Ｇ） （ｂ） ＧＰ２“

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力される交流電圧を整流、平滑して直流電圧を
   得るとともに、この直流電圧を変圧器の１次巻線に所定
   の周期で印加してこの１次巻線に１次電流を流し、変圧
   器の２次巻線に誘起される電流を基にＸ線管電圧を得る
   Ｘ線装置において、変圧器の１次巻線とこの１次巻線に
   それぞれスイッチを介して接続される複数の共振用コン
   デンサとからなる共振回路と、前記直流電圧を共振回路
   に所定の周期で印加するとともにスイッチを介してフル
   ブリッジ若しくはハーフブリッジのいずれかの回路構成
   に選択可能なブリッジ部と、前記共振回路のスイッチ及
   びブリッジ部のスイッチをそれぞれ開閉制御するととも
   にブリッジ部から共振回路に印加される直流電圧の周期
   を制御する制御手段とを具備し、共振回路の共振条件及
   びブリッジ部の回路構成を任意に選択して所望のＸ線管
   電圧を得るようにしたことを特徴とするＸ線装置。
2. （２）前記制御手段は、共振回路のスイッチ及びブリッ
   ジ部のスイッチの開閉制御と共振回路に印加される直流
   電圧の周期の制御とを同時に又は連動して行うようにし
   た特許請求の範囲第１項記載のＸ線装置。