JPS63126195A - Invertor type x-ray device - Google Patents

Invertor type x-ray device

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JPS63126195A
JPS63126195A JP27185786A JP27185786A JPS63126195A JP S63126195 A JPS63126195 A JP S63126195A JP 27185786 A JP27185786 A JP 27185786A JP 27185786 A JP27185786 A JP 27185786A JP S63126195 A JPS63126195 A JP S63126195A
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博文 日野
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植村 秀記
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Abstract

PURPOSE:To decrease pulsation of a tube voltage wave form at inversion of an invertor as well as constrain an overshoot by applying changing of a standing start time and a standing time of a switch by the tube voltage, a tube current, and a length of a high voltage cable to two current paths of the invertor. CONSTITUTION:A signal selector 110 selects output signals aB-dB of a programable timer B109 and outputs a selected signal to drive circuits 102-105. The programable timer B109 outputs a signal which controls a standing start time tB and a standing time tS in the second half period of the invertor on. When transistors 23 and 24 are turned on with base currents c and d inputted to transistors 23 and 24 respectively, a current flows to a current path B of an invertor 20, and a voltage of a reversed polarity to a previous polarity is outputted from the invertor 20. And the transistor 23 is turned off temporarily during the time from t5 to t6, and the transistor 23 is again turned on at the time t6. This makes the current path B to make the same operation as of the current path A and constrains a vibration of an impressed voltage Vx to a X-ray tube 60.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はインバータ式X線装置に係り、特にX線放射開
始時に、X線管電圧の立ち上がり特性を損うことなく、
管電圧のオーバシュートを抑制するとともに、管電圧の
脈動を低減する技術に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to an inverter type X-ray device, and in particular, an inverter-type
The present invention relates to a technique for suppressing tube voltage overshoot and reducing tube voltage pulsations.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

インバータを用いたX線装置は近年、様々な文献にて発
表されている。このインバータ式X線装置の代表的な概
略構成を第4図に示す。インバータ式X線装置は、起電
力Eを有す直流型g10と、直流電源10から人力され
た電圧を交流電圧に変換して出力するフルブリッジ形イ
ンバータ(以下単にインバータと称す)20と、インバ
ータ20からの交流電圧を昇圧する高圧変圧器30と、
高圧変圧器30で昇圧された交流電圧を直流電圧に変換
する余波整流回路40と、余波整流回路40の出力電圧
を平滑するコンデンサ50と、X線管60とを備えてい
る。インバータ20は、直流電源10の出力を交流に変
換して高圧変圧器30の一次巻線に交流電力を供給する
もので、それぞれペース電流a、b、c、dを流すこと
によってオンするトランジスタ21,22,23,24
と。
X-ray devices using inverters have been published in various documents in recent years. A typical schematic configuration of this inverter type X-ray apparatus is shown in FIG. The inverter type X-ray device includes a DC type g10 having an electromotive force E, a full bridge type inverter (hereinafter simply referred to as an inverter) 20 that converts the voltage manually applied from the DC power supply 10 into an AC voltage and outputs it, and an inverter. a high voltage transformer 30 that boosts the AC voltage from 20;
It includes an aftereffect rectifier circuit 40 that converts the AC voltage boosted by the high voltage transformer 30 into a DC voltage, a capacitor 50 that smoothes the output voltage of the aftereffect rectifier circuit 40, and an X-ray tube 60. The inverter 20 converts the output of the DC power supply 10 into AC power and supplies AC power to the primary winding of the high voltage transformer 30. The transistors 21 are turned on by flowing pace currents a, b, c, and d, respectively. ,22,23,24
and.

これらのトランジスタ21〜24にそれぞれ逆並列に接
続されたトランジスタ保護用のダイオード25.26,
27.28 (フライホイールダイオードと称す)とか
ら成る。そして、トランジスタ21と22とで一方の電
流路Aを、またトランジスタ23と24とでもう一方の
電流路Bを形成し、トランジスタ21と22とを同時に
オンさせて電流路Aに電流を流す動作と、トランジスタ
23と24とを同時にオンさせて電流路Bに電流を流す
動作とを交互に繰り返すことにより、高圧変圧器30の
一次巻線に交流電力を供給する。なお、電流路Aと電流
路Bとが交互にオンする動作の間には、休止時間を設け
、電流路Aのトランジスタ21.22と、他方の電流路
Bのトランジスタ23゜24とが同時にオンすることが
ないようにしている。
Transistor protection diodes 25 and 26 are connected in antiparallel to these transistors 21 to 24, respectively.
27.28 (referred to as a flywheel diode). Then, transistors 21 and 22 form one current path A, and transistors 23 and 24 form the other current path B, and transistors 21 and 22 are simultaneously turned on to cause current to flow through current path A. AC power is supplied to the primary winding of the high-voltage transformer 30 by alternately repeating the operation of turning on transistors 23 and 24 at the same time and causing current to flow through current path B. Note that a pause time is provided between the operations in which current path A and current path B are turned on alternately, and the transistors 21 and 22 of current path A and the transistors 23 and 24 of the other current path B are turned on at the same time. I try not to have anything to do.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

今、第4図の直流電源10から負荷であるX線管60ま
でを電流路Aについて等価回路で表わすと第5図の如く
なる。第4図における直流電源10からトランジスタ2
1.高圧変圧器のインダクタンスL、ダイオード41を
介して、コンデンサ50とX線巻60との並列接続回路
に電力を供給し、ダイオード44.トランジスタ22を
介して直流電源10に戻すというのは、第5図において
、直流電源1→第1のスイッチ2→インダクタンス3→
抵抗R→(コンデンサ50//負荷6)→直流電源1の
回路で流れる場合と同等である。ここで、第5図の第1
のスイッチ2は第4図のトランジスタ21に、また第2
のスイッチ8はダイオード28に相当する。
If the current path A from the DC power source 10 in FIG. 4 to the X-ray tube 60 as a load is represented by an equivalent circuit as shown in FIG. From the DC power supply 10 to the transistor 2 in FIG.
1. Power is supplied to the parallel connection circuit of the capacitor 50 and the X-wire winding 60 via the inductance L of the high voltage transformer and the diode 41, and the diode 44. Returning to the DC power supply 10 via the transistor 22 means that in FIG.
This is equivalent to the case where the current flows in the circuit of resistance R→(capacitor 50//load 6)→DC power supply 1. Here, the first
The switch 2 is connected to the transistor 21 in FIG.
The switch 8 corresponds to the diode 28.

第5図に示す回路において、第1のスイッチ2がオンす
ると、負荷6への印加電圧Vは、例えば第61閑(b)
に示すように、定常偵に達するまで振動することが多い
。特に電力供給回路の場合は、電力伝達効率を良くする
ため、電源から負荷までの抵抗、つまり第5図のRはで
きるだけ小さくされるため、過渡期における負荷電流増
加に対する制動効果が悪く、第5図のr7とCで振動を
生ずる。
In the circuit shown in FIG. 5, when the first switch 2 is turned on, the voltage V applied to the load 6 is changed to, for example, the 61st switch (b).
As shown in , it often oscillates until it reaches a steady state. Particularly in the case of power supply circuits, in order to improve power transfer efficiency, the resistance from the power supply to the load, that is, R in Figure 5, is made as small as possible, so the damping effect against the increase in load current during the transient period is poor, and the Vibration occurs at r7 and C in the figure.

インバータは前述のように電流路Aと電流路Bとが交互
にオンすると、この極性反転毎に第6図に示すような過
渡現象が第7図のように繰り返される。この脈動はX線
装置のように管電圧のピーク値を検出してX線撮影条件
とするものにあっては、ピーク値が所期の値であっても
、実際の43位時間当りのX線量(X線斌率)は低下し
たものとなってしまうので、脈動は小さくすることが必
要である。
In the inverter, when current path A and current path B are turned on alternately as described above, the transient phenomenon shown in FIG. 6 is repeated as shown in FIG. 7 every time the polarity is reversed. This pulsation occurs when the peak value of the tube voltage is detected as the X-ray imaging condition, such as an X-ray device, and even if the peak value is the expected value, the actual Since the dose (X-ray rate) will be reduced, it is necessary to reduce the pulsation.

そこで、本発明はインバータ式X線装置において、イン
バータを制御することによって、管電圧の立ち上がり時
間を遅延することなく、オーバシュートを抑制するとと
もに、インバータの極性反転時の管電圧波形の脈動を低
減する技術を堤供することを目的とする。
Therefore, in an inverter type X-ray apparatus, the present invention suppresses overshoot without delaying the rise time of tube voltage by controlling the inverter, and also reduces pulsation of the tube voltage waveform when the inverter polarity is reversed. The purpose is to provide technology to

〔問題点を解決するための手段〕 上記目的を達成するための本発明が特徴とする手段は、
直流電源と、第1.乃至第4のスイッチング素子とこれ
らのスイッチング素子の各々に逆並列に接続された第1
乃至第4のダイオードとによつて構成したフルブリッジ
形インバータと、このフルブリッジ形インバータの出力
側に接続された高圧変圧器と、この高圧変圧器の出力側
に接続された整流回路と、この整流回路に高圧ケーブル
を介して接続されたX線管とを備えたインバータ式Xa
装置において、第1のスイッチング素子と第4のスイッ
チング素子とが同時にオンするインバータの第1の半周
期と、第2のスイッチング素子と第3のスイッチング素
子とが同時にオンするインバータの第2の半周期とを所
定の周波数で交互に繰り返しを行わせるとともに、前記
インバータの第1及びそれに続く第2以後のオン周期間
内に。
[Means for solving the problems] The features of the present invention for achieving the above object are as follows:
A DC power source; to a fourth switching element and a first switching element connected in antiparallel to each of these switching elements.
a full-bridge inverter configured with a fourth diode, a high-voltage transformer connected to the output side of this full-bridge inverter, a rectifier circuit connected to the output side of this high-voltage transformer, and Inverter type Xa equipped with an X-ray tube connected to a rectifier circuit via a high-voltage cable
In the device, a first half period of the inverter in which the first switching element and the fourth switching element are turned on simultaneously, and a second half period of the inverter in which the second switching element and the third switching element are turned on simultaneously. and cycles are alternately repeated at a predetermined frequency, and within the first and subsequent on-cycle periods of the inverter.

オン開始後の各各の所定時間経過後に各々所定時間のイ
ンバータ休止期間を設ける手段を具備させた点にある。
The inverter is provided with means for providing a predetermined inverter stop period after each predetermined time has elapsed after turning on.

〔作用〕[Effect]

インバータの半周期中のオン期間内のインバータの休止
(オフ)期間の作用を第5図の回路で説明する。第5図
の回路の動作において、第8図に示すように、時刻to
で第1のスイッチ2を閉じると、第5図における1→2
→3→R→(50/6)→1の回路に電流が流れ、負荷
6へ電力が供給される。第1のスイッチ2を閉じたまま
では、負荷6への印加電圧Vは、第8図(c)に示すよ
うに実線203の如く上昇し、破線204で示す如くオ
ーバシュートして振動することになる。
The effect of the inverter's rest (off) period within the on-period of the inverter's half cycle will be explained with reference to the circuit of FIG. In the operation of the circuit shown in FIG. 5, as shown in FIG.
When the first switch 2 is closed, the change from 1 to 2 in FIG.
→3→R→(50/6)→A current flows through the circuit 1, and power is supplied to the load 6. If the first switch 2 remains closed, the voltage V applied to the load 6 will rise as shown by the solid line 203 as shown in FIG. 8(c), and will overshoot and oscillate as shown by the broken line 204. Become.

そこで、負荷6への印加電圧Vが所定電圧、例えば直流
電′g1の起電力Eと等しくなった時刻t1において、
第1のスイッチ2を開くとともに第2のスイッチ8を閉
じる。この時刻t1においては、第5図のコイル:3、
即ちインダクタンスLを流れる電流iは第8図(d)に
示す実線206の如く上昇し、過渡期を経過した後の定
常値i=E/R=EGよりも大きくなっている。この電
流変化のためインダクタンスLの磁気エネルギによって
、今度は電流iが3→R→(50//6)→8→3の回
路に流れるが、直流電g1からの電力供給は停止してい
るため、電流iは実線207の如く急激に減少する。こ
のとき、コンデンサ5−0の電圧は、負荷6への放電量
とインダクタンスLの磁気エネルギによる充電量とが略
等しくなるのであまり変化しない。
Therefore, at time t1 when the voltage V applied to the load 6 becomes equal to a predetermined voltage, for example, the electromotive force E of the DC current 'g1,
The first switch 2 is opened and the second switch 8 is closed. At this time t1, the coils in FIG. 5: 3,
That is, the current i flowing through the inductance L rises as shown by the solid line 206 shown in FIG. 8(d), and becomes larger than the steady value i=E/R=EG after the transition period has passed. Due to this current change, the magnetic energy of the inductance L causes current i to flow through the circuit 3→R→(50//6)→8→3, but since the power supply from DC current g1 has stopped, The current i rapidly decreases as shown by a solid line 207. At this time, the voltage of the capacitor 5-0 does not change much because the amount of discharge to the load 6 and the amount of charging of the inductance L due to magnetic energy are approximately equal.

そして次に、電流iが定常値EGと等しくなった時刻t
2において、第2のスイッチ8を開くとともに、第1の
スイッチ2を再び閉じる。すると、電流iは再び1→2
→3→R→(5◇//6)→1の回路で流れる。このと
き、上述のようにコンデンサ5の電圧はあまり変化せず
、第8図(c)に示すEと略等しい値であり、またイン
ダクタンスLを流れる電流iは定常値EGとなっている
ので。
Then, the time t when the current i becomes equal to the steady-state value EG
2, the second switch 8 is opened and the first switch 2 is closed again. Then, the current i changes from 1 to 2 again
→3→R→(5◇//6)→Flows in the circuit of 1. At this time, as described above, the voltage of the capacitor 5 does not change much and is approximately equal to E shown in FIG. 8(c), and the current i flowing through the inductance L is a steady value EG.

インダクタンスLのコイル3とキャパシタンスCのコン
デンサ5との間のエネルギの移動がなく。
There is no energy transfer between the coil 3 of inductance L and the capacitor 5 of capacitance C.

負荷6への印加電圧は一定となる。The voltage applied to the load 6 remains constant.

本発明は以上の回路をインバータ式X線装置のインバー
タの電流路A及び電流路Bに適用したものである。しか
し、インバータの極性反転時に生ずる管電圧波形の振動
周波数Jは ここに 管電圧 C:高圧ケーブルとコンデンサの静電容量L:高圧変圧
器の漏れインダクタンス R8回路抵抗 で示されるように、管電圧、管電流及び高圧ケーブル長
が変わると管電圧波形の振動周期も変化する。そこで1
本発明は管電圧、管電流及び高圧ケーブルの長さによっ
て、第8図に示す第1のスイッチの休止(オフ)開始時
間ta即ち(to〜t1)、及び休止時間TS即ち(1
,〜12)を変化させるということをインバータの2つ
の電流路A、iti流路Bに適用したものである。
The present invention applies the above circuit to current path A and current path B of an inverter of an inverter type X-ray apparatus. However, the oscillation frequency J of the tube voltage waveform that occurs when the polarity of the inverter is reversed is as follows: Tube voltage C: Capacitance of high voltage cable and capacitor L: Leakage inductance of high voltage transformer R8 As shown by circuit resistance, tube voltage, When the tube current and high voltage cable length change, the oscillation period of the tube voltage waveform also changes. So 1
In the present invention, depending on the tube voltage, tube current, and length of the high-voltage cable, the pause (off) start time ta of the first switch shown in FIG.
, ~12) is applied to the two current paths A and iti flow path B of the inverter.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図はインバータ式X線装置の主回路構成及びインバ
ータ制御回路のブロック構成を示している。
FIG. 1 shows a main circuit configuration of an inverter type X-ray apparatus and a block configuration of an inverter control circuit.

主回路構成において、第4図の直流電源[を可変直流電
源]1に置き替えた以外は同一構成である。
The main circuit configuration is the same except that the DC power supply [variable DC power supply] 1 in FIG. 4 is replaced.

この可変直流型g11は、例えば交流電圧を直流電圧に
変換する整流回路とこの整流回路に接続されたDC/D
CC/鉛Cようなもので構成され、その出力電圧は適宜
変圧されてインバータ20へ入力される。インバータ2
0への入力端子は、設定した管電圧値及び管電流値に応
じて電圧調整器101が可変直流電源11を制御して設
定される。
This variable DC type g11 includes, for example, a rectifier circuit that converts an AC voltage into a DC voltage, and a DC/D converter connected to this rectifier circuit.
It is composed of something like CC/lead C, and its output voltage is appropriately transformed and input to the inverter 20. Inverter 2
The input terminal to 0 is set by the voltage regulator 101 controlling the variable DC power supply 11 according to the set tube voltage value and tube current value.

106は中央演算処理装f!1(以下、CPUと称す)
であり管電圧、管電流及び高圧ケーブル長に対応したイ
ンバータ20のオン開始後の半周期中における最適な休
止開始時間TFS及び休止時間Tsを制御するデータを
格納した読出し専用メモリ(以下、ROMと称す)10
7から、設定した管を圧。
106 is a central processing unit f! 1 (hereinafter referred to as CPU)
A read-only memory (hereinafter referred to as ROM) stores data for controlling the optimum pause start time TFS and pause time Ts during the half cycle after the inverter 20 starts turning on, corresponding to the tube voltage, tube current, and high voltage cable length. 10
From 7, pressurize the set tube.

管電流及び高圧ケーブル長に応じて前記休止開始時間T
n及び休止時間Tsのデータを読み出し、プログラマブ
ルタイマ108及び109へ前記データを転送する。プ
ログラマブルタイマ108及び109は入力されたデー
タから、実際にインバータ20のトランジスタ21〜2
4のオン/オフを制御する信号を発生し、この信号を信
号選択器110へ出力する。信号選択器110はX線放
射信号及びインバータ20の動作周波数に応じて、プロ
グラマブルタイマAlO3とプログラマブルタイマB1
09の出力信号をトランジスタ21〜24の各々の駆動
回路102〜105へ選択的に出力する。駆動回路10
2〜105は信号選択器110の出力に従って、それぞ
れに対応するトランジスタ21〜24を駆動する。
The pause start time T depends on the tube current and high voltage cable length.
n and pause time Ts, and transfer the data to programmable timers 108 and 109. The programmable timers 108 and 109 actually control the transistors 21 to 2 of the inverter 20 based on the input data.
4 and outputs this signal to the signal selector 110. The signal selector 110 selects a programmable timer AlO3 and a programmable timer B1 according to the X-ray radiation signal and the operating frequency of the inverter 20.
The output signal of 09 is selectively outputted to drive circuits 102-105 of transistors 21-24, respectively. Drive circuit 10
2 to 105 drive the corresponding transistors 21 to 24 according to the output of the signal selector 110, respectively.

次に、第1図の橘成装置の動作を第2図のタイムチャー
トを用いて説明する。
Next, the operation of the system shown in FIG. 1 will be explained using the time chart shown in FIG. 2.

X線放射開始前に、管電圧及び管電流は所期の値に設定
されて、それらの値に対応した管電圧信号及び管電流信
号が電圧調整器101及びCPU106に入力され、電
圧調整器101は入力された2つの信号に応じて、設定
された管電圧が得られるように可変直流電源11を調整
する。一方、CPU106には前記2つの信号の他に、
高圧ケーブル長によって変化する静電容量Cに対応する
データが高圧ケーブル長信号として入力されている。こ
れらの3つの信号に対応して、 CPU106はインバ
ータ20の制御データを格納しであるROM]07から
制御データを読み出し、プログラマブルタイマAlO3
とプログラマブルタイマB109とへ制御データを転送
する。なお、この制御データは、インバータ20の動作
開始直後のインバータオンの第1半周期中の休止開始時
間t、so及び休止時間tsoと、インバータオンの第
2半周期以後のインバータのオン半周期間中の休止開始
時間ts及び休止時間tsとを設定するには、異ったデ
ータとする必要がある。これはコンデンサ50の電圧が
、インバータ20の動作開始前には零であるものが、一
度インバータ20が動作すると電力が負荷であるX線管
60に供給され、設定した管電圧に近い値になり、その
後の動作におけるコンデンサ50の設定管電圧に達する
までの時間が異なるためである。
Before starting X-ray radiation, the tube voltage and tube current are set to desired values, and the tube voltage signal and tube current signal corresponding to these values are input to the voltage regulator 101 and the CPU 106, and the voltage regulator 101 adjusts the variable DC power supply 11 according to the two input signals so that the set tube voltage is obtained. On the other hand, in addition to the above two signals, the CPU 106 also receives
Data corresponding to capacitance C that changes depending on the high voltage cable length is input as a high voltage cable length signal. In response to these three signals, the CPU 106 reads the control data from the ROM 07 that stores the control data for the inverter 20, and sets the programmable timer AlO3.
The control data is transferred to the programmable timer B109. Note that this control data includes the pause start time t, so and pause time tso during the first half cycle of the inverter on immediately after the inverter 20 starts operating, and the pause time tso during the inverter on half cycle after the second half cycle of the inverter on. In order to set the pause start time ts and the pause time ts, it is necessary to use different data. This is because the voltage of the capacitor 50 is zero before the inverter 20 starts operating, but once the inverter 20 starts operating, power is supplied to the X-ray tube 60, which is the load, and the voltage becomes close to the set tube voltage. This is because the time it takes for the capacitor 50 to reach the set tube voltage in subsequent operations is different.

プログラマブルタイマAlO3とプログラマブルタイマ
B i O9とはCPU106からの制御データに応じ
て、トランジスタ21〜24を動作させる信号a^〜d
^及びaB−dnを出力し続けている。
The programmable timer AlO3 and the programmable timer B i O9 are signals a^ to d that operate the transistors 21 to 24 according to control data from the CPU 106.
It continues to output ^ and aB-dn.

今、時刻t−xでX線放射開始信号が信号選択器110
に入力されると、信号選択器110は時刻toにプログ
ラマブルタイマAlO3からの信号a^〜d^を選択し
て駆動回路102〜105へ出力する。これによって、
先ずインバータ20の    ゛オンの第1半周期がス
タートする。第2図の(a)及び(b)に示すように、
時刻toでトランジスタ21及び22へそれぞれベース
電流aとbとを入力することによって、第4図と同様に
、インバータ20の一方の電流路Aに電流が流れ、第8
図に示した第1のスイッチ2がオンした状態となる。
Now, at time t-x, the X-ray emission start signal is sent to the signal selector 110.
, the signal selector 110 selects the signals a^ to d^ from the programmable timer AlO3 at time to and outputs them to the drive circuits 102 to 105. by this,
First, the first half cycle of turning on the inverter 20 starts. As shown in Fig. 2 (a) and (b),
By inputting base currents a and b to transistors 21 and 22, respectively, at time to, a current flows through one current path A of inverter 20, as in FIG.
The first switch 2 shown in the figure is in an on state.

この結果、11→21→L→41→(50//60)→
44→22→11の回路(以下、ループIと称す)に電
流が流れXi管60へ電力供給が開始される。このとき
、負荷電流iLは第2図(e)に示すように、変圧器3
0の漏れインダクタンスLと、コンデンサ50及び高圧
ケーブルのキャパシタンスCとによって急激に上昇し、
また変圧器30の出力電圧VTは第2図(f)に示すよ
うに増加する。
As a result, 11 → 21 → L → 41 → (50//60) →
A current flows through the circuit 44→22→11 (hereinafter referred to as loop I), and power supply to the Xi tube 60 is started. At this time, the load current iL is as shown in FIG.
Due to the leakage inductance L of 0 and the capacitance C of the capacitor 50 and high voltage cable,
Further, the output voltage VT of the transformer 30 increases as shown in FIG. 2(f).

次に、X線管60への印加電圧VXが所定電圧。Next, the voltage VX applied to the X-ray tube 60 is a predetermined voltage.

例えば可変直流電源11の起電力Evの高圧変圧器二次
側換算値EVZと等しくなった時刻t1において、第2
図(a)に示すようにベース電流aを停止してトランジ
スタ21をオフする。このとき、トランジスタ24に逆
並列に接続されたダイオード28は順バイアスされたオ
ン状態となり、第5図に示す第1のスイッチ2がオフし
、第2のスイッチ8がオンした状態と同じになる。する
と、今までループ■で流れていた電流は、L→41→(
50//60)→44→22→28→Lの回路(以下、
ループITと称す)で流れる。このとき、可変直流電源
11からの電力供給は停止しているので、X線管60へ
の電力供給はインダクタンスr、の有する磁気エネルギ
とコンデンサ50からの放電のみとなり、第2図(e)
に示すように、漏れインダクタンスLに流れる負荷電流
i!、は急激に減少する。
For example, at time t1 when the electromotive force Ev of the variable DC power supply 11 becomes equal to the high voltage transformer secondary side conversion value EVZ, the second
As shown in Figure (a), the base current a is stopped and the transistor 21 is turned off. At this time, the diode 28 connected in antiparallel to the transistor 24 is forward biased and turned on, which is the same state as when the first switch 2 is turned off and the second switch 8 is turned on, as shown in FIG. . Then, the current that was flowing in loop ■ until now becomes L → 41 → (
50//60) → 44 → 22 → 28 → L circuit (hereinafter,
(referred to as loop IT). At this time, since the power supply from the variable DC power supply 11 is stopped, the power supply to the X-ray tube 60 is only from the magnetic energy of the inductance r and the discharge from the capacitor 50, as shown in FIG. 2(e).
As shown in , the load current i! flows through the leakage inductance L! , decreases rapidly.

次に、上記負荷電流iしが可変直流電源11の起電力E
vの二次換算値EvzをX線管60の抵抗値で除した値
(EvzXG)と等しくなった時刻tILに、ベース電
流aを再びトランジスタ21に入力してトランジスタ2
1をオンさせる。すると、ループ■で流れていた電流は
再びループIで流れる。このとき、漏れインダクタンス
Lに流れる負荷電流iしは管電流を変圧器30の昇圧比
倍した値で流れ、即ち過渡現象が終了した定常的な値で
X線管60へ電力が供給される。また、コンデンサ50
は、時刻t1からt2の間では、X線管60へ電力を供
給する一方で、漏れインダクタンスLの磁気エネルギに
よって充電されるので、その電圧はほとんど変化なく、
可変直流電源11の起電力Evの高圧変圧器30の二次
側換算値Evzと等しくなり、X線管60への印加電圧
Vxもその値と等しくなっている。そして1時刻t2に
おいては、上記ループ■中の電圧及び電流は全て定常値
となっており、過渡現象は生じない6したがって、次に
インバータ20の極性反転のためトランジスタ21.2
2がオフする時刻t8までの間は、X線管60へ定常的
に電力が供給され、印加電圧Vxは振動を生ずることが
ない。
Next, the load current i is the electromotive force E of the variable DC power supply 11.
At time tIL when the secondary conversion value Evz of v becomes equal to the value (EvzXG) divided by the resistance value of the X-ray tube 60, the base current a is inputted to the transistor 21 again and the transistor 2
Turn on 1. Then, the current that was flowing in loop (■) flows in loop I again. At this time, the load current i flowing through the leakage inductance L flows at a value that is the tube current multiplied by the step-up ratio of the transformer 30, that is, power is supplied to the X-ray tube 60 at a steady value after the transient phenomenon has ended. Also, capacitor 50
Between times t1 and t2, while supplying power to the X-ray tube 60, it is charged by the magnetic energy of the leakage inductance L, so its voltage hardly changes.
It is equal to the secondary side conversion value Evz of the high voltage transformer 30 of the electromotive force Ev of the variable DC power supply 11, and the voltage Vx applied to the X-ray tube 60 is also equal to that value. At time t2, all the voltages and currents in the loop (1) have steady values, and no transient phenomenon occurs.6 Therefore, next, the polarity of the inverter 20 is reversed, so the transistors 21.2
Power is constantly supplied to the X-ray tube 60 until time t8 when Vx2 is turned off, and the applied voltage Vx does not oscillate.

次に、時刻t8からtaまでの間は、ベース電流a、b
、c、dは全て停止し、トランジスタ21.22,23
.24は全てオフとなり、X線管60への電力供給が停
止する。
Next, from time t8 to ta, base currents a, b
, c, d are all stopped, and transistors 21, 22, 23
.. 24 are all turned off, and power supply to the X-ray tube 60 is stopped.

次に、時刻t4となると、信号選択器110はプログラ
マブルタイマB109の出力信号aB〜dBを選択し、
駆動回路102〜105へ出力する6プログラマブルタ
イマB109はインバータオンの第2半周期における休
止開始時間tn及び休止時間tsを制御する信号を出力
している。第2図(Q)、(d)に示すベース電流C及
びdをそれぞれトランジスタ23.24に入力して、ト
ランジスタ23.24をオンする。すると、第4図に示
すと同様にインバータ20の電流路Bに電流が流れ、イ
ンバータ20からは第2図(f)に示すように、前述と
は逆極性の電圧が出力される。
Next, at time t4, the signal selector 110 selects the output signals aB to dB of the programmable timer B109,
A six programmable timer B109 outputting to the drive circuits 102 to 105 outputs a signal for controlling the pause start time tn and the pause time ts in the second half period of inverter ON. Base currents C and d shown in FIGS. 2(Q) and (d) are respectively input to transistors 23.24 to turn on transistors 23.24. Then, a current flows through the current path B of the inverter 20 in the same manner as shown in FIG. 4, and the inverter 20 outputs a voltage with a polarity opposite to that described above, as shown in FIG. 2(f).

そして、時刻t♂からtaの間はトランジスタ23が一
時的にオフし、時刻t6でトランジスタ23が再びオン
する。これによって電流路Bを前述の電流路Aと同様の
動作をさせ、X線管60への印加電圧Vxの振動を抑制
する。
Then, the transistor 23 is temporarily turned off from time t♂ to ta, and the transistor 23 is turned on again at time t6. This causes the current path B to operate in the same manner as the above-described current path A, thereby suppressing vibrations in the voltage Vx applied to the X-ray tube 60.

以後、インバータ20の極性反転毎に信号選択器110
はプログラマブルタイマB109の信号を駆動回路10
2〜105へ出力することを繰り返す。
Thereafter, every time the polarity of the inverter 20 is reversed, the signal selector 110
is the signal of the programmable timer B109 to the drive circuit 10.
2 to 105 are repeated.

X線管60への印加電圧Vxは、第2図(g)に示す波
形の如くなり、インバータ20が極性反転するときには
、可変直流電源11からの電力供給が停止するため、一
時的に低下するが振動は抑制されたものとなる。
The voltage Vx applied to the X-ray tube 60 has a waveform as shown in FIG. 2(g), and when the inverter 20 reverses the polarity, the power supply from the variable DC power supply 11 is stopped, so it temporarily decreases. However, the vibration is suppressed.

第3図に本実施例によって得られる管電圧波形を示す、
従来装置では、破線201で示すように、管電圧の立ち
上がり時に大きなオーバシュートを生じ、その後もイン
バータの極性が反転する毎に、振動を生ずるが1本実施
例によれば、管電圧の立ち上がり時にオーバシュートを
生ずることなく。
FIG. 3 shows the tube voltage waveform obtained by this example.
In the conventional device, as shown by the broken line 201, a large overshoot occurs when the tube voltage rises, and thereafter, vibration occurs every time the inverter polarity is reversed. However, according to this embodiment, when the tube voltage rises, without overshoot.

実1171202で示すように、インバータの極性が反
転しても管電圧の振動を抑制することができる。
As shown in Fig. 1171202, even if the polarity of the inverter is reversed, the oscillation of the tube voltage can be suppressed.

そして、管電圧、管電流及び高圧ケーブルの長さが変化
しても、それらの条件に応じた制御が可能である、この
振動抑制効果は、特に管電圧が振動しやすい管電流が小
さい場合に大きいものがある。
Even if the tube voltage, tube current, and length of the high-voltage cable change, control can be performed according to these conditions.This vibration suppression effect is especially effective when the tube current is small, where the tube voltage tends to oscillate. There is something big.

本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、以下
に説明するようにしても良い。
The present invention is not limited to the above embodiments, but may be explained as follows.

〔第2の実施例〕 第1図の構成において、高圧ケーブル長に関する人力信
号をなくすとともに、ROM107中にも多数の高圧ケ
ーブル長に関するインバータの制御データを格納しなく
ても良い、これは、X線装置は設置される時点又は設置
された時点では、高圧ケーブル長はある長さに決定され
るものであるから。
[Second Embodiment] In the configuration shown in FIG. 1, it is possible to eliminate the human input signal regarding the high voltage cable length and also eliminate the need to store a large number of inverter control data regarding the high voltage cable length in the ROM 107. This is because the high voltage cable length is determined to be a certain length at the time when the line equipment is installed or installed.

その決定した高圧ケーブル長に対する必要なインバータ
の制御データのみをROM107に予め格納すれば良い
ためである。
This is because it is sufficient to store only the necessary inverter control data for the determined high voltage cable length in the ROM 107 in advance.

〔第3の実施例〕 次の本発明の変形例として、第1図のCP旧06に、人
力される管電圧信号と管電流信号とから、(管電流)÷
(管電圧)=Gを計算する能力を持たせ、ROM107
にはこのGに応じたインバータの制御データを格納させ
ておいても良い。これは前述の(1)式が示すように、
インバータの極性反転時の振動周期を決める要因の1つ
がGであり、したがって管電圧及び管電流が異なっても
、Gが等しければ振動周期も等しくなるため、インバー
タの制御データも等しくて良いことによる。
[Third Embodiment] As the next modification of the present invention, from the tube voltage signal and the tube current signal manually input to CP old 06 in FIG.
(Tube voltage) = G, ROM107
Control data for the inverter corresponding to this G may be stored in . As shown in equation (1) above, this is
One of the factors that determines the vibration period when the inverter's polarity is reversed is G. Therefore, even if the tube voltage and tube current are different, if G is the same, the vibration period will be the same, so the inverter control data can also be the same. .

なお、第2の実施例と第3の実施例とを組み合わせるこ
とも可能である。
Note that it is also possible to combine the second embodiment and the third embodiment.

以上の第2の実施例、第3の実施例、あるいは第2の実
施例と第3の実施例の組み合わせによれば、インバータ
の制御データを低減することが可能で、その結果ROM
のメモリ容量を小さくすることができる。
According to the above second embodiment, third embodiment, or a combination of the second embodiment and the third embodiment, it is possible to reduce the control data of the inverter, and as a result, the ROM
memory capacity can be reduced.

〔効果〕〔effect〕

以上述べた如く、本発明によれば、インバータ式X線装
置において、インバータのスイッチング素子を制御する
のみで、種々の負荷条件に対して、管電圧の立ち上がり
時のオーバシュートの防止及びインバータの極性反転時
の管電圧の脈動の抑制ができ、その結果放射されるX線
量率を向上することができる。
As described above, according to the present invention, in an inverter-type X-ray apparatus, by simply controlling the switching elements of the inverter, overshoot at the rise of tube voltage can be prevented and the polarity of the inverter can be controlled under various load conditions. The pulsation of the tube voltage during reversal can be suppressed, and as a result, the emitted X-ray dose rate can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例によるインバータ式xg装置
の回路構成を示すブロック図、第2図は第1図の構成装
置の動作を説明するタイムチャート図、第3図は本発明
装置の管電圧波形図、第4図はインバータ式xIs装置
の概略構成を示す回路図、第5図は第4図の構成におけ
るインバータのオン半周期間の等価回路図、第6図は第
5図の動作タイムチャート図、第7図は従来装置の管電
圧波形図、第8図は第5図を用いて本発明の詳細な説明
するための図である。 10・・・直流電源、11・・・可変直流電源、20・
・・フルブリッジ形インバータ、21〜24・・・トラ
ンジスタ、25〜28・・・ダイオード、30・・・高
圧変圧器、40・・・全波整流回路、50・・・コンデ
ンサ、60・・・X線管、101・・・電圧調整器、1
02〜1、05 ・・・駆動回路、106・CPU、L
 O7−・・ROM、108,109・・・プログラマ
ブルタイマ、110・・・信号選択器。       
     1゛■゛:
FIG. 1 is a block diagram showing the circuit configuration of an inverter-type A tube voltage waveform diagram, Fig. 4 is a circuit diagram showing the schematic configuration of an inverter-type xIs device, Fig. 5 is an equivalent circuit diagram during an on-half period of the inverter in the configuration of Fig. 4, and Fig. 6 shows the operation of Fig. 5. A time chart diagram, FIG. 7 is a tube voltage waveform diagram of a conventional device, and FIG. 8 is a diagram for explaining the present invention in detail using FIG. 5. 10... DC power supply, 11... Variable DC power supply, 20.
...Full bridge inverter, 21-24...Transistor, 25-28...Diode, 30...High-voltage transformer, 40...Full-wave rectifier circuit, 50...Capacitor, 60... X-ray tube, 101...Voltage regulator, 1
02-1, 05...Drive circuit, 106・CPU, L
O7--ROM, 108, 109--programmable timer, 110--signal selector.
1゛■゛:

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、直流電源と、高圧変圧器と、前記直流電源から高圧
変圧器の一次巻線に対し逆電流を流す2つの電流路を成
し、各電流路が第1、第2のスイッチング素子を有する
と共にそのうちの第2のスイッチング素子には逆並列に
ダイオードが接続されて成るインバータと、前記高圧変
圧器が出力する交流電圧を直流電圧に変換する整流回路
と、この整流回路へ高圧ケーブルを介して接続されたX
線管と、前記インバータの2つの電流路を交互にある周
期で作動させるインバータ制御回路とを有すインバータ
式X線装置において、前記インバータ制御回路は、設定
されたX線条件信号に基づいて、前記2つの電流路の各
作動周期間内に前記直流電源から高圧変圧器への電力供
給停止を開始する時期及び停止時間を設定する信号を生
成する第1の制御回路と、この回路の信号に応じて前記
2つの電流路中の第1のスイッチング素子をオン・オフ
制御する第2の制御回路とを具備することを特徴とする
インバータ式X線装置。 2、前記インバータ式X線装置において、第1の制御回
路はX線条件に応じてX線放射開始信号に基づいてイン
バータが作動を開始したインバータオンの第1半周期と
それに続く第2半周期以後とで、直流電源から高圧変圧
器への電力供給停止の開始時期と停止時間を異なる値に
設定することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
インバータ式X線装置。 3、第1の制御回路に入力されるX線条件は、管電圧値
、管電流値及び高圧ケーブルの長さに対応した信号、又
は管電流と管電圧との比に対応した信号である特許請求
の範囲第1項、第2項記載のインバータ式X線装置。
[Scope of Claims] 1. A DC power source, a high voltage transformer, and two current paths through which a reverse current flows from the DC power source to the primary winding of the high voltage transformer, each current path being a first current path and a second current path. an inverter having two switching elements and a diode connected in antiparallel to the second switching element; a rectifier circuit that converts the AC voltage output from the high voltage transformer into a DC voltage; and the rectifier circuit. X connected via high voltage cable to
In an inverter-type X-ray apparatus that includes a ray tube and an inverter control circuit that alternately operates two current paths of the inverter at a certain period, the inverter control circuit operates based on a set X-ray condition signal. a first control circuit that generates a signal for setting a timing and a stop time to start stopping the power supply from the DC power source to the high voltage transformer within each operating cycle period of the two current paths; An inverter-type X-ray apparatus comprising: a second control circuit that controls on/off the first switching elements in the two current paths accordingly. 2. In the inverter type X-ray apparatus, the first control circuit controls the first half cycle of the inverter on and the subsequent second half cycle when the inverter starts operating based on the X-ray emission start signal according to the X-ray conditions. 2. The inverter-type X-ray apparatus according to claim 1, wherein the start time and stop time of stopping the power supply from the DC power source to the high-voltage transformer are set to different values thereafter. 3. The X-ray conditions input to the first control circuit are signals corresponding to the tube voltage value, tube current value, and length of the high-voltage cable, or a signal corresponding to the ratio of the tube current and tube voltage. An inverter type X-ray apparatus according to claims 1 and 2.
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