JPS6191910A

JPS6191910A - 高圧発生装置

Info

Publication number: JPS6191910A
Application number: JP59212566A
Authority: JP
Inventors: Isamu Takagi; 勇高木
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-10-12
Filing date: 1984-10-12
Publication date: 1986-05-10
Anticipated expiration: 2009-06-22
Also published as: JPH0648659B2

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］本発明は例えばＸ線診断装置等の高圧発生源として好適
な高圧発生装置に関するものである。

［発明の技術的前ｑとその問題点］従来の高圧発生装置においては、二次ｒＭ高圧を整流し
て出力するために一次側コイル、二次側コイルとも一つ
のタンクの中にレイアウトしていた。

そして、二次側コイルとして多重円筒型のコイルを用い
、この二次側コイルから複数のタップを取り出すととも
に各タップ間に高速ダイオード群を相互接続して！Ｉ流
流路路形成し、この整流回路から高圧出力を得るように
している。

しかし、この従来の装置では二次側コイルの両端子間に
数ＫＶの＾圧電圧が誘起されるため、トランスの絶縁レ
ベルを高めることが余儀なくされ、この結果、コイル重
石の約２／３程度にも及ぶ重量の絶縁材料が不可欠とな
って装置全体の大型化。

大重量化を招いていた。

［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、　・絶
縁構成が簡略化され装置全体の小型軽量化を図ることが
できる高圧発生装置を提供−することを目的とするもの
である。

［発明の概要１上記目的を達成するための本発明の概要は、空心型の一
次側コイル及びこの一次側コイルの外周に配置された二
次側コイルからなるトランスと、二次側コイルに相互接
続された高速型のダイオード群とを有する高圧発生！Ａ
置にＪ３いて、一次側コイルの外周に″鼓状の絶縁ボビ
ンを重合耐直し、この各絶縁ボビンに巻回されたコイル
群により分割状態の二次側コイルを構成したことを特徴
とするものである。

［発明の実施例］以下に本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は高圧発生装置のトランスＴを示すものであり、
このトランスＴは、空心を形成する絶縁筒１及びこの絶
縁ｎ１の外周に巻回されかつ絶縁筒１の長さより短いコ
イル長を有する一次側コイル２と、絶縁筒１の両端に密
着配置された一対の円板状のプレート３ａ　、３ｂと、
前記絶縁筒１の中心部及び両プレート３ａ　、３ｂを貴
通してこの両プレート３ａ、３ｂからそれぞれ外方に突
出させたロッド４と、このロッド４の両端部外周に形成
したねじ部４ａ、４ｂにそれぞれ螺合され、両プレート
３ａ　、３ｂを絶縁筒１に密着固定するナツト５ａ、５
ｂと、絶縁筒１の外周において一次側コイル２の一方の
端部とプレート３ａの内面。

一次側コイルの他方の端部とプレート３ｂの内面との間
にそれぞれ配置した環状のコイル支持部材５ａ、５ｂと
、このコイル支持部材６ａ、５ｂをそれぞれプレート３
ａ　、３ｂに取り付けるためのボルト７ａ、７ｂと、前
記コイル支持部材６ａ。

６ｂ及び一次側コイル２の外径より大なる内径を有し、
かつ、両プレート３ａ、３ｂ間に複数個重ね合せて配置
した鼓状の絶縁ボビン８と、この各絶縁ボビン８にそれ
ぞれ巻回されたコイル９とを具儀している。そして、こ
の各コイル９全体により分割状態の二次側コイル１０を
構成している。

前記鼓状の絶縁ボビン８は、第２図、第３図に示すよう
に、前記プレート３ａ、３ｂと略等しい直径を有する下
側板８ａとこの下側板８ａより大なる直径を有する上側
板８ｂとを円筒状の連結筒８Ｃにより一体的に連結して
全体の形状が鼓状となるように形成している。

そして、連結筒８Ｃの内径は、前記コイル支持部材６ａ
　、６ｂ及び一次側コイル２の外径より若干大きくなる
ように形成している。

上側板８ｂの外面の外周部には、リブ８ｄが形成され、
絶縁ボビン８を重ね合せた状態ではこのリブ８ｄの内方
に他の、絶縁ボビン−８の下側板８ａが嵌合状態で収納
されるようになっている。また、第１図において最上部
の絶縁ボビン８の上側板８ｂにはプレート３ａの一部が
嵌合状態で収納されるようにな、つている。

絶縁ボビン８の上側板８ｂには、連結筒８Ｃに近接させ
て抜孔１１が穿設され、かつ、この上側板８ｂの外面に
は抜孔１１に連通ずるＶ字状若しくは円弧状の溝１２を
その外周縁に至るまで形成している。

そして、第４図に示すように絶縁ボビン８に巻回したコ
イル９の巻き−始め端子９ａを抜孔１１゜溝１２を経て
この絶縁ボビン８の側方に引き出すとともにコイル９の
巻き終り端子９ｂも巻き始め端子９ａと同方向に引き出
している。

このように各絶縁ボビン８に巻回された各コイル９の巻
き始め端子９ａ及び巻き終り端子９ｂは、第１図に示す
ように、プレート３ａ側から順に第１個目、第３個目、
・・・・・・のちのがこのトランスＴの一方の側方に引
き出され、第２個目、第４個目。

・・・・・・のものがそれとは反対の方向に引き出され
ている。　　　　　　　　　　　　　　　　　　・。

上記構成のトランスＴは、二次側コイル１０を構成する
各コイル９がそれぞれ絶縁ボピーン８に巻回されている
ため、各コイル９間の層間絶縁紙が不要となるとともに
コイル９をｎ個（ｎは正の整数）重ね合せる場合各コイ
ル９間の絶縁構成をＥ／ｎ　　（ＫＶ）に耐えるものと
すればよく、全体の絶縁構成を低減化することができる
。ここにＥ（ＫＶ）は二次側コイル１０に誘起される二
次側電圧である。

また、上述した居間絶縁紙の不要化と絶縁構成の低減化
によりトランスＴの小型軽量化を図ることができる。

さらに、コイル９及び絶縁ボビン８の重ね合せ個数の選
択により二次側電圧を任意に設定できる。

さらにまた、このトランスＴの組立てに際しては、複数
の絶縁ボビン８にそれぞれ巻回されたコイル９をプレー
ト３ａ　、３ｂ間に重ね合せつつ配置することにより二
次側コイルを構成することができ、従来の装置のような
半成時におけるコイル乾燥やワニス処理が不要となって
、コイル成形の簡略化を図ることができる。

次に、上記構成のトランスＴを用いた高電圧発生装置に
ついて説明する。

第５図は高圧発生装置の回路構成を示すものであり、同
図中、１３は入力直流電源である。この入力直流ｆｆ１
ｉ１３にスイッチ素子１４を介してトランスＴの一次側
コイル２が接続される。このトランスＴは、分割巻きさ
れた二次側コイル１０を備えたものであり、前記一次側
コイル２に入力された交流電力を昇圧してそれぞれ出力
するものとなっている。

前記スイッチ素子１４の両端間にはダイオード１６が逆
並列に接続され、また前記一次側コイル２に並列にコン
デンサ１７が接続されて、所ｍ電圧共振型シングルエン
ド・スイッチ回路が構成されている。また、前記トラン
スＴの二次側コイル１０には、複数の整流素子、例えば
高速型のダイオードを用いて整流回路１８が形成されて
おり、その出力Ｉ！′Ｍ間に負荷としてのＸ線管１９が
接続されるようになっている。

さて、前記整流回路１８は、所定数のダイオードを一導
電方向に直列接続してなる２１１１のダイオード群を同
一極性方向に並列接続し、その両端を出力端としている
。そして、各ダイオード群の相互に対応する直列接続点
間に橋絡して、つまり上記直列接続点間を橋渡しするよ
うに前記トランスＴの各コイル９（これを第５図におい
て上から順次９Ａ、９Ｂ、・・・・・・、９ｎとする。

、）を接続している。尚、コイル９Ａ、９Ｂ、・・・・
・・、９０は、その巻線方向を交互に異ならせて、前記
直列接続点間に順に接続されている。これによって、整
流回路１８は、所謂はしご状の接続構成となっている。

尚、上記コイル９Ａ、９Ｂ、・・・・・・、９ｎの巻線
方向の異なりは、図において・印にて示される。そして
ここでは、・印側の一端を前記巻き始め端子９ａとして
以下の説明を行う。また、整流回路１８を構成するダイ
オードを図示する如く、１８Ａ１．１８Ａｚ〜１８Ａｎ
＋ｔ　、１８Ｂｔ　、１８８２〜１８Ｂｎ＋１なる符号
を付して示すものとする。

このように構成された高圧発生装置において、今スイッ
チ素Ｆ１４が導通状態にあるとすると、トランスＴの各
コイル９Ａ、９Ｂ、・・・・・・、９ｎには、・印で示
される巻き始め端子９ａｌｔｌｌに正の電圧が誘起され
る。尚、このとき、入力直流電源１３の電圧はそのまま
維持される。このとき、各コイル９Ａ、９Ｂ、・・・・
・・、９ｎにそれぞれ誘起された電圧は、順方向にバイ
アスされるダイオード１８Ａｎ＋ｘ、１８Ｂｎ　〜１８
８４．１８Ａ３．１８Ｂ２．１８Ａ１を経由してそれぞ
れ加算されて、Ｘ線管１９に印加されることになる。

次に、前記スイッチ素子１４が遮断状態になると、前記
トランスＴの洩れインダクタンスおよび励磁インダクタ
ンスにそれぞれ蓄えていた電流エネルギーがコンデンサ
１７に流れ込む。このとき、一次側コイル２に加わる電
源電圧Ｅｉｎは、共振の弧を描いて降下し、やがて負電
位になる。そして、その最大値（負電位の）を経過して
再び前記電源電圧Ｅｉｎに戻る。このようにしてコンデ
ンサ１７より印加される電源電圧が負電位になったｖｌ
Ａ間では、前記トランス■の一次側コイル２には逆極性
の、つまり負電位が印加されることになる。この結果、
各コイル９Ａ、９Ｂ、・・・・・・、９ｎには、・印を
付してない側の巻き終り端子９ｂ側に正の電位が誘起さ
れることになる。そして、これらの誘起電圧は、このと
き順方向にバイアスされるダイオード１８Ｂｎ＋１．１
８Ａｎ　〜１８Ａａ　、　１８８３．１８Ａ２．１８８
１を経由して加算され、Ｘ線管１９に供給されることに
なる。この電力供給は、スイッチ素子１４の導通時にお
けるときと同じ極性で行われ、結果的に二次側コイル１
０に誘起された電圧はあたかも両波整流したときと同様
にしてＸ線管１９に与えられることになる。

つまり、トランスＴの一次側コイル２側のスイッチング
回路は、電圧共振波形を利用したインバータであるが、
トランスＴの励磁インダクタンスを殆んど利用りること
なく、一次側コイル２と二次側コイル１ｏの各コイル９
Ａ、９Ｂ、・・・・・・、９ｎとの間の洩れインダクタ
ンスと、コンデンサ１７との共振電圧波形を用いて整流
出力を得ることになる。従って、前記スイッチ素子１４
の導通時には、入力直流型′ｒＡ１３からの電流は洩れ
インダクタンスを経由してコイル９Ａ、９Ｂ、・・・・
・・、９０に電圧を誘起し、ダイオード１８Ａｓ　、１
８Ａ２〜１８Ａｎ＋１なる経路でＸ線管１９に供給され
ることになる。そして、スイッチ素子１４の遮断時には
、洩れインダクタンスに蓄えていた電流がコイル９Ａ、
９Ｂ、・・・・・・、９ｎおよびダイオード１８Ｂ１．
１８Ａ２〜１８Ｂｎ＋ｘを経由し、更にＸ線管１９を経
由してコンデンサ１７を充電することになる。換言すれ
ば、洩れインダクタンスと、コンデンサ１７とによって
主に共振する前述した構成のシングルエンド・スイッチ
回路では、フォワードパルスと共にフライバックパルス
も電力伝送に利用でき、ここにその両波整流出力が可能
となる。

以上説明したように上記装置によれば、トランスＴの二
次側コイル１０の各コイル９Ａ、９Ｂ。

・・・・・・、９ｎｋ：誘起された電圧を効果的に両波
整流して、これを取り出すことができる。しかもこのと
き、整流回路１８を構成するダイオードの数は、コイル
９Ａ、９Ｂ、・・・・・・、９ｎの数をｎとしたとき（
２ｎ＋２）個で十分である。従って従来の各電位毎に整
流ブリッジを接続していたものに比して約半分の数のダ
イオードで足りることになる。

また、前述したように高圧出力を両波整流して取り出す
ことができるので、その出力電圧波形は安定でありＸ線
発生装置等の特殊な負荷に対しても効率良（安定に電力
を供給することが可能となる。

次に、上記トランス丁における二次側コイル１０と、各
ダイオード１８Δ１〜１８Ａｎ＋ｔ　、　１８Ｂ１〜１
８Ｂｎ＋１の配置関係について説明する。

例えば、第６図（ａ　）に示すように一次側コイル２の
表面を四つＩ）ｍ　（Ａ＋１．Ｂｔ、Ｃｍ、０面）に仮
想的に分割し、この四つの面を囲むように第６図（ｂ　
）に示す如く二組のダイオード接続配線２ＯＡ、２０Ｂ
を形成する。この二組のダイオード接続配線２ＯＡ、２
０Ｂはそれぞれ対向する二面（Ｂ面及び０面）にダイオ
ード接続面を持つように折曲形成され、ジグザグ状に上
から下に向って降りるようになっており、前記Ｂ面と０
面の境界部及びＡ面と０面の境界部において各折曲点が
隣接配置されるようになっている。そして、各面には上
下逆方向となるようにダイオード１８Ａ１〜１８Ａｎ＋
を及び１８Ｂｔ〜１８Ｂｎ＋１が直列接続されており、
かつ前記二組のダイオード接続用配置１１２０Ａ、２０
Ｂの隣接部分にはそれぞれ、コイル９Ａ、９Ｂ、・・・
・・・、９ｎが接続されている。

即ち、耐圧が必要な部分を可能な限り隔離するようにし
たものである。

尚、第６図（ｂ）の結線方式ではダイオード１８Ａ１〜
１８Ａｎ＋を及びダイオード１８Ｂ１〜１８Ｂｎ＋１と
してそれぞれ１個ずつのダイオードを用いる場合につい
て説明したが、こ札らをそれぞれ複数個としても同様に
結線できる。

また、第６図（ｂ）の結線方式ではＢ面及び０面にダイ
オードを配置した場合について説明したが、残りのＡ面
及び０面にも配置しても実施できる。

さらに、第７図（ａ　）及び（ｂ）に示すようにスパイ
ラル結線方式及びステップ結線方式としても実施できる
。

本発明は上述した実滴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ことはいうま
でもない。

［発明の効果］以上詳述した本発明によれば、トランスの二次側コイル
を複数の鼓状の絶縁ボビンに巻回したコイル群によって
構成したちのであるから、居間絶縁体が不要となり絶縁
構成も低減することができ、装置全体の小型軽量化を図
ることが可能な高圧発生装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の実施例におけるｌ・ランスの構成
を示す一部切欠断面図、第２図は第１図に示すトランス
を構成する絶縁ボビンの平面図、第３図は同上の一部切
欠断面図、第４図は絶縁ボビンにＤ−（ルを巻回した状
態を示す一部切欠断面図、第５図は第２図に示すトラン
スを用いた高圧発生装置の回路図、第６図（ａ　）は一
次側コイルの表面を４つの面に分割した状態を示す説明
図、第６図（ｂ）は第５図Ｓ％％に対応させて二次側コ
イル及びダイオードを結線した状態を示す一部省略斜視
図、第７図（ａ）、（ｂ）はそれぞれダイオードの結線
方式の変形例を示す斜視図である。 ■・・・・・・トランス、　２・・・・・・一次側コイ
ル、　９Ａ、９Ｂ、・・・・・・、９ｎ・・・・・・コ
イル、　１０・・・・・・二次側コイル、　１８Ａｓ　
〜１８Ａｎ＋ｓ　、　１８Ｂ１〜１８Ｂｎ＋ｘ・・・・
・・ダイオード。代理人　弁理士　則　近　憲　佑（ばか１名）第　　６
　図

Claims

【特許請求の範囲】

空心型の一次側コイル及びこの一次側コイルの外周に配
置された二次側コイルからなるトランスと、二次側コイ
ルに相互接続された高速型のダイオード群とを有する高
圧発生装置において、一次側コイルの外周に鼓状の絶縁
ボビンを重合配置し、この各絶縁ボビンに巻回されたコ
イル群により分割状態の二次側コイルを構成したことを
特徴とする高圧発生装置。