JPS62143397A - 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線の発生に供される高電圧（管電圧とも称
される）を生成するＸ線装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来よりＸ線装置においては、高周波インバータ方式が
採用され、そのスイッチング素子とじてはトランジスタ
あるいはＧＴＯが適用されている。

しかしながら、トランジスタは高速スイッチングが可能
である反面、大電流のスイッチングには適さないという
欠点がある。また、ＧＴＯは比較的大電流のスイッチン
グが可能ではあるが、スイッチング損失が大きく、この
ため、高周波インバータにはあまり適さない。

近年、Ｘ線装置の高出力化、高効率化及び軽量化の要請
があり、その改善が強く望まれている。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、その目
的とするところは、インバータ部を改良することにより
、高出力且つ高効率であり、しかも小型軽量なるＸ線装
置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、直流電圧を出力する直流供給部の出力端にコ
イルを接続し、このコイルの他端に変成器の一次巻線の
センタータップを接続し、変成器の一次巻線の両端にシ
リコン制御整流器をそれぞれ接続すると共に、この一次
巻線と並列に共振用コンデンサを接続して成るインバー
タ部と、このインバータ部の起動時に動作し、前記共振
用コンデンサに充電することで前記インバータ部の安定
起動を行う起動部とを有し、これによりＸ線装置の高出
力化及び高効率化を図ったものである。

〔発明の実施例〕

本発明を実施例により具体的に説明する。

ここで先ず、本発明の原理について第４図及び第５図を
用いて説明する。

第４図はプッシュプル形インバータの基本回路であり、
このインバータは、直流電源Ｅ　ｉ　ｎの正極側にチョ
ークコイルＬ。を接続し、このチョークコイルＬ０の他
端に変成器Ｔの一次巻線り、のセンタータップＣＴを接
続し、変成器Ｔの両端にシリコン制御整流器（以下、Ｓ
ＣＲと称し、添字により区別する）をそれぞれ接続する
と共に、この一次巻線り、と並列に共振用コンデンサＣ
０を接続し、ＳＣＲ＋　、５ＣＲｚの他端（カソード側
）を前記直流電源Ｖ　ｉｎの負極側に接続して成る。

以上構成においてＳＣＲは高周波動作が可能で、しかも
大電流スイッチングが可能であるため、Ｘ線装置に適用
することにより装置の高出力化及び高効率化を図ること
ができる。

しかしながら、以下の理由により、変成器Ｔを空心型（
磁心無し）とすることができない。

変成器Ｔに磁心入すのものを適用した場合には、例えば
ＳＣＲ，が最初にオンし、これにより一次巻線Ｌ１の両
端に２ＥＩＮなる電圧が誘起され、この誘起電圧によっ
て共振用コンデンサＣ０に充電される。次に、Ｓ　ＣＲ
ｚがオンすると、ＳＣＲ。

には逆電圧が印加され、これにより５ＣＲＩ　はターン
オフする。

他方、変成器Ｔに磁心無しのものを適用した場ｉ 合には、一次巻線り、の両端にはＬ−分しか電ｔ 圧が誘起されないため、共振用コンデンサＣ０の充電は
不十分となり、この結果、Ｓ　ＣＲｚをオンしてもＳＣ
Ｒ，はターンオフしない。それ故、空心型変成器ではイ
ンバータとして機能しない。

そこで、第５図に示すように、共振用コンデンサＣＧと
並列に、互いに直列接続された起動用コンデンサＣ０と
スイッチＳを接続する。起動用コンデンサＣＩは図示極
性にて予め充電しておく。

そして、Ｓ　ＣＲｔのオンと同時にスイッチＳを閉じる
と、起動用コンデンサＣ１の蓄積電荷により共振用コン
デンサＣ０が瞬時に充電される。ここで、起動用コンデ
ンサＣ３の静電容量と共振用コンデンサＣ０の静電容量
とを等しくした場合には、起動用コンデンサＣ１の端子
間電圧は初期値の１／２になるが、この電圧が、オン状
態にある５ＣＲ１を介して５ＣＲＩ　に印加され、これ
によりＳＣＲ，は逆バイアスされるためターンオフする
。従７てインバータは、空心型変成器を用いているのに
もかかわらず安定起動する。

尚、スイッチＳはインバータ起動後に開かれ、これによ
り起動用コンデンサＣ１が回路より電気的に切り放され
る。

次に、上記原理に則った本発明の一実施例について説明
する。

第１図は本発明の一実施例たるＸ線装置の回路図である
。本実施例装置は基本的に、整流平滑部ｌ、チョッパ部
２、インバータ部３、起動部４及び高圧整流部５を有し
て成る。

整流平滑部１は、取り込まれる三相交流電圧を整流する
整流部１１と、この整流出力を平滑するコイルＬ３及び
コンデンサＣ２を有する平滑部とから構成される。

チョッパ部２は前記整流平滑部１よりの直流電圧を入力
し、出力直流電圧の電圧調整を行うものであり、トラン
ジスタＴｒ、フリーホイーリングダイオードＤＺ、コイ
ルＬ４及びコンデンサＣ３を有して構成される。トラン
ジスタＴｒのベースにはチョッパ制御回路（図示せず）
より駆動パルスが入力されるようになっている。

また、インバータ部３は、第５図と同様のプッシュプル
形であり、ＳＣＲ，，５ＣＲｚとしては大電流・高速の
シリコン制御整流器が適用される。

このインバータ部３における共振用コンデンサＣ０の両
端に接続される起動部４は第２図に示すような回路が適
用される。すなわち、起動回路４は、起動用コンデンサ
Ｃ２の一端にスイッチ１４及び抵抗１５を介して直流電
源１３の正極側を接続すると共に半導体スイッチ例えば
５ＣＲ３のアノード側を接続し、起動用コンデンサの他
端を直流電源１３の負荷側に接続して成る。ＳＣＲ，の
カソード側及び起動用コンデンサＣＩの他端はそれぞれ
第１図のａ点、ｂ点に接続される。スイッチ１４を閉じ
ることにより抵抗１５を介して直流電源１３が起動用コ
ンデンサＣＩに印加され、これにより充電がおこなわれ
る。このような意味で、直流電源１３、スイッチ１４及
び抵抗１５を充電回路と総称する。

また、第１図においてＴは空心型の変成器であり、この
変成器Ｔの二次巻線Ｌ２に誘起された高電圧が高圧整流
部５により整流された後に、Ｘ線管６のアノード・フィ
ラメント間に印加されるようになっている。

以上のように構成された実施例装置の作用について第３
図をも参照しながら説明する。

第３図は本実施例装置の動作タイミング図である。

三相交流電圧は整流平滑部１により直流電圧に変換され
、チョッパ部２に入力される。チョッパ部２はトランジ
スタ７’ｒのスイッチング動作により出力直流電圧の調
整を行うものであるが、チョッパ部２の動作開始はＸ線
の発生を意味する。

チョッパ部２を動作させる前に、起動部４のスイッチ１
４を閉じ、起動用コンデンサＣ８を図示極性に充電する
。この充電により起動用コンデンサＣ３の端子間には電
圧Ｅ（１（初期値）を生ずるものとする。

チョッパ部２の動作開始とほぼ同時に５ＣＲＩを先ずオ
ンさせる。次に、Ｓ　ＣＲｔのオンと同時に起動部４に
おけるＳＣＲ，をオンする。これにより起動用コンデン
サＣ１の蓄積電荷が放出され、共振用コンデンサＣ０が
充電される。この充電により起動用コンデンサＣＩの端
子電圧はＥ０／２となり、この電圧によりＳ　ＣＲ＋が
逆バイアスされてターンオフし、次には変成器Ｔのイン
ダクタンス成分との関係で、共振を開始する。そして、
共振用コンデンサＣ０の端子間電圧が逆極性になったと
き、ＳＣＲ，を再びオンさせると、５ＣＲｚは逆バイア
スされてターンオフする。これ以降、変成器Ｔのインダ
クタンスと共振用コンデンサＣ。

の値との関係で決定される共振周期に、インバータ周期
すなわち、５ＣＲＩ　、５ＣＲ２のターンオンのタイミ
ングを適切に合わせることにより、回路はインバータと
して連続動作する。

尚、Ｓ　ＣＲｚのオン期間中に、５ＣＲ３には電流が流
れなくなるため、ＳＣＲ，はターンオフし、これにより
起動用コンデンサＣ５はインバータ部３より電気的に切
り放されることになる。

以上の動作により変成器Ｔの二次巻線Ｌ２に誘起された
高電圧は高圧整流部５により整流され、Ｘ線発生に供さ
れれる。そして、チョッパ部２のスイッチング動作が停
止すれば、変成器Ｔの二次巻線Ｌ２に高電圧が誘起され
ないから、Ｘ線曝射は行われない。

このように本実施例装置にあっては、ＳＣＲを適用した
プソシュプルインハータを採用したものであるから、高
出力且つ高効率で電力変換を行うことができ、しかも、
起動部４を有するものであるから、変成器Ｔを空心型と
したのにもかかわらずインバータ部３を安定起動させる
ことができる。

変成器Ｔを空心型とすることで装置の小型軽量化、低価
格化を図ることができる。

また、起動部４における半導体スイッチとしてＳ　ＣＲ
ｓを適用したため、このＳ　ＣＲ３はインバータ部３の
起動後にターンオフし、起動用コンデンサＣ１を自動的
に切り放すことができるという利点を有する。

以上本発明の一実施例について説明したが、本発明は上
記実施例に限定されるものではなく、種種の変形実施が
可能であるのはいうまでもない。

例えば整流平滑部１における整流部１１をＳＣＲを有し
て構成し、このＳＣＲにより位相制御を行うようにすれ
ば、この整流平滑部において出力直流電圧の電圧調整及
びＸ線発生のタイミング制御を行うことができる。この
場合、チョッパ部２を省略することができるという利点
がある。

〔発明の効果〕 以上詳述したように本発明によれば、インバータ部を改
良することにより、高出力且つ高効率であり、しかも小
型軽量なる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図は本発明の一実施例たるＸ線装置の回路図、第２
図は本実施例装置における起動部の回路図、第３図は本
実施例装置の動作タイミング図、第４図及び第５図は本
発明の詳細な説明するための回路図である。 ２・・・チョッパ部（直流供給部）、 ３・・・インバータ部、４・・・起動部、ＳＣＲ＋　、
５ＣＲｚ　、５ＣＲ３・・・シリコン制御整流器、Ｔ・
・・変成器、Ｌ、・・・一次巻線、Ｌ２・・・二次巻線
、 Ｌｏ・・・チョークコイル（コイル）、Ｃ０・・・共振
用コンデンサ、 ＣＩ・・・起動用コンデンサ、

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｘ線の発生に供される高電圧を生成するＸ線装置
   において、直流電圧を出力する直流供給部の出力端にコ
   イルを接続し、このコイルの他端に変成器の一次巻線の
   センタータップを接続し、変成器の一次巻線の両端にシ
   リコン制御整流器をそれぞれ接続すると共に、この一次
   巻線と並列に共振用コンデンサを接続して成るインバー
   タ部と、このインバータ部の起動時に動作し、前記共振
   用コンデンサに充電することで前記インバータ部の安定
   起動を行う起動部とを有することを特徴とするＸ線装置
   。
2. （２）前記変成器は空心型である特許請求の範囲第１項
   に記載のＸ線装置。
3. （３）前記直流供給部はスイッチング動作により出力直
   流電圧の電圧調整を行うチョッパ部である特許請求の範
   囲第１項又は第２項に記載のＸ線装置。
4. （４）前記直流供給部はシリコン制御整流器の位相制御
   により出力直流電圧の電圧調整を行う整流平滑部である
   特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載のＸ
   線装置。
5. （５）前記起動部は、起動用コンデンサと、この起動用
   コンデンサに予め充電する充電回路と、起動用コンデン
   サの蓄積電荷を前記共振用コンデンサに出力する半導体
   スイッチとを有して成る特許請求の範囲第１項乃至第４
   項のいずれかに記載のＸ線装置。
6. （６）前記半導体スイッチはシリコン制御整流器である
   特許請求の範囲第５項に記載のＸ線装置。