JPS63245285A - 電源装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、磁気共鳴イメージング装置の静磁場発生コイ
ル用電源装置等をはじめとする大容量且つ高安定が要求
される電流！Ｉ！運制御系を有する電源装置に関す゛る
。

（従来の技術） 磁気共鳴イメージング装置では、被検者に静磁場、傾斜
磁場、高周波磁場を作用させることにより、被検者の特
定部位に磁気共鳴現象を生じさ、これにより誘起される
信号を検出して前記被検者の解剖学的情報や組織の質的
情報を得るようにしている。ここで、上記静磁場は、磁
気共鳴現象の前提条件となる所望全領域における核スピ
ンによる巨視的磁化を生じさせるためのものであるため
、轟磁場、空間的に高均一性１時間的に高安定性が要求
される。このため、静ｆｆ！場発生コイル用電源装置も
大容量２時間的な高安定性のものが要求されている。以
下、この種の静磁場発生コイル用電源装置について説明
する。

第３図はこの種の電源装置の一構成例を示すブロック図
である。第３図において、交流電源１の交流電力は整流
器２により直流電力に変換し、これは電流制御器３及び
電流検出器４を介して静磁１ｉ発生コイル５に供給され
る。電流検出器４によるｉ！流流出出値帰還用電圧信号
として取出され、この検出電圧信号と電圧発生器６によ
る設定コイル電流に相当する設定電圧信号とは誤差増幅
器７により誤差出力が得られ、この誤差出力は電流制御
器３に与えられて、誤差出力が零となるつまり上述した
設定コイルＮ流に設定されるように電流制御が行なわれ
る。

この場合、電流検出器４としては、抵抗体くシャント抵
抗）が用いられ、通電によるジュール発熱（通常は数百
Ｗ）が抵抗値の上昇を招くので、第４図〜第６図に示す
ような冷却手段を備えた構成としている。すなわち、第
４図はバイブ状抵抗体８内に温度コントロールされた水
、油、気体等の媒体９を通流する構成である。第５図は
二重バイブ１０の中心部に抵抗体８を配置し、中ａｍに
温度コントロールされた媒体９を通流する構成である。

第６図は冷却板１１に抵抗体８とバイブ１０とを熱的に
密にして固着し、バイブ１０内に温度コントロールされ
た媒体９を通流する構成である。ここで、抵抗体８とし
ては、温度係数の小さいたとえばマンガニン、ゼラニン
等の素材が用いられている。

また、電圧発生器６も周囲温度や自身の発熱により出力
電圧が変動するので、温度変動があっても安定動作する
部品を使ったり、全体を恒温装置内に収納したりして出
力電圧に変化がないように手段を講じている。

上述の構成では、第７図に示すように、交流電源１を整
流器２に接続して電源をオフからオンにすると、コイル
５に出力電流が流れ、これに伴ってＷｉ電流検出器の抵
抗体はジュール熱により発熱し自身も温度上昇し、その
抵抗値Ｒ８Ｈが大きくなる。この場合、電流検出器４の
抵抗体は上述した冷却手段により冷却される。すなわち
、電源オフからオンにかけては媒体は通常温度に設定し
て過剰冷却を防止する。そして、電源オンから時間が経
って温度が高くなると、媒体は低温に設定して冷却を行
うようにしている。

このように、従来の構成では、抵抗体を直接に冷却する
媒体を、別に温度コントロールを行う、という応答性の
悪い冷却手段であるので、第７図に示すように、抵抗体
の抵抗値８９Ｈに対応する温度が変動を行ないつつ徐々
に大きくなり、出力電流１０ＵＴは変動（ドリフト）し
て設定値になかなか至ら・ない。この電源オンから出力
電流Ｉｏｕｒが設定値に至るまでの時間は余熱時間とし
て、装置運転の準備のための時間となり、この種の診断
装置に要求される即時撮影の条件を著しく損うものであ
った。

これは次のように説明できる。すなわち、検出電圧をＶ
ｃｕとし、設定電圧をＶＲＥとすると、出力電流１ｏｔ
ｙｒは次式のように表わされる。

１０１ＪＴ＝ＶＣυ／Ｒｓ　Ｈ−ＶＲＥ　／Ｒｓ　Ｈこ
の式より明らかなように、出力電流１０１ＪＴの安定性
は、設定電圧ＶＲＥの安定と、電流検出器４の抵抗体の
抵抗値ＲｓＨの安定とが実現されることである。ここで
、設定電圧ＶＲεは安定である。これは、電圧発生器６
は恒温化が図られ、出力電流等の装置運転により影響を
受けるものでないことによる。これに対し、電流検出器
４の抵抗体の抵抗値ＲｓＨは不安定である。これは、上
述したように電流検出器４の抵抗体は応答性の悪い冷却
手段を用いていることによる。

従って、出力電流ｌ０ＬＪＴの不安定要因ひいては余熱
時間の長時間化要因は、応答の恕い冷却がなされている
電流検出器４の抵抗体である。

（発明が解決しようとする問題点） このように、従来の技術において、電流帰還系を構成す
る電流検出器の抵抗体は、これを直接に冷却する媒体を
、別に温度コントロールを行うものであるため、抵抗体
の温度応答性は極めて悪く、余熱時間が多くかがるとい
う問題点があった。

そこで本発明は、電流帰還系を構成する電流検出器の抵
抗体の温度応答性を良くし、余熱時間を短縮できるよう
にした電源装置を提供することにある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は上記問題点を解決し且つ目的を達成するために
次のような手段を講じた構成としている。すなわち、本
発明は負荷に供給する電流量を電流検出器により検出し
該検出値に基づき前記電流量を調整するようにした電源
ｖＲ置において、前記電流検出器は、前記電流の全部又
は一部を被検出電流として通電する抵抗体と、この抵抗
体に熱的に密に取付けられ′Ｒ流の通電極性を切換える
ことにより加熱と冷却とを行うペルチエ効果を利用した
加熱冷却手段と、この加熱冷却手段を加熱又は冷却駆動
制御するＩＱ　１１１手段とを具備したこを特徴とする
。

（作用） このような構成によれば、ペルチエ効果を利用した加熱
冷却手段は抵抗体に熱的に密に取付けられ、また電流の
通電極性を切換えることにより加熱と冷却とをｍｔｓ、
に行うことができるので、直接に抵抗体を冷却又は加熱
することができ、抵抗体を時間遅れなしに一定温度に保
持でき、負荷を所望値にもってゆくまでの時間を短縮す
ることができるようになる。

（実施例） 以下本発明にかかるＮ源装置の一実施例を第１図を参照
して説明する。第１図は本実施例の要部を示す図であり
、本実施例における電流検出器４′は、電流の通電極性
を切換えることにより加熱と冷却とを行うペルチエ効果
を利用した加熱冷却器１２を、抵抗体１３に熱的に密に
取付けた構成となっている。この加熱冷却器１２はバイ
ポーラ型電源器１４により駆動する。また、抵抗体１３
と加熱冷却器１２との取付は部には温度センサ１５を設
け、この検出値は温度設定器１６の設定値と共に誤差増
幅器１７に入力され、この誤差出力によりバイポーラ電
源器１４は通電方向の切換制御及び電流量制御が行なわ
れるように構成する。なお、図示１８は加熱冷却器１２
に設けた放熱フィンである。

次に上記の如く構成された本実施例の作用について第１
図、第２図及び第３図を参照して説明する。すなわち、
第３図に示すように、交流Ｎ源１を整流器２に接続して
電源をオフからオンにすると、コイル５に出力電流ｌ０
ＵＴが流れ、これに伴って電流検出器４′の抵抗体１３
はジュール熱により発熱し自身も温度上昇し、その抵抗
値Ｒ８Ｈが大きくなる。

この場合、第２図に示すように抵抗体１３は加熱冷Ｗ器
１２により冷却され、抵抗体１３は一定温度になり、一
定抵抗値になる。すなわち、温度センサ１５による検出
温度信号と温度設定器１６による抵抗体設定温度に相当
する設定電圧信号とは誤差増幅器１７に入力し、ここで
誤差出力が得られ、この誤差出力はバイポーラ電源器１
４に与えられて、誤差出力が零となるつまり上述した抵
抗体設定湿度になるように冷却のための通電方向切換と
その電流量制御が行なわれる。

一方、交流電源１を整流器２から接続を解いて’；ａｍ
をオンからオフ（出力電流ｌ０ＵＴ−０）にすると、電
流検出器４′の抵抗体１３は通電されないので温度降下
し、その抵抗値Ｒ８Ｈは小さくなる。

この場合、第２図に示すように抵抗体１３は加熱冷却器
１２により加熱され、抵抗体１３は一定温度になり、一
定抵抗値になる。すなわち、上述した温度上昇と逆の動
作として、温度センサ１５による検出温度信号と湿ｒ！
１．設定器１６による抵抗体設定温度に相当する設定電
圧信号とは誤差増幅器１７に入力し、ここで誤差出力が
得られ、この誤差出力はバイポーラ電源器１４に与えら
れて、誤差出力が零となるつまり上述した抵抗体設定温
度になるように加熱のため逆方向の通電に切換え且つそ
の電流量制御が行なわれる。

このようにペルチエ効果を利用した加熱冷却器１２を抵
抗体１３に熱的に密に取付け、またペルチエ効果を利用
した加熱冷却器１２は、抵抗体１３の温度検出信号によ
り動作するバイポーラ電源器１４により電流の通電極性
を切換え且つ電流最制御することにより、所望の加熱と
冷却とを簡単に行うことができるので、抵抗体１３を時
間遅れなしに一定温度に保持でき且つ一定抵抗値に保持
できるようになる。従って、抵抗体の抵抗値Ｒ８Ｈは変
動が小さく、出力電流Ｉ。ＵＴは変動（ドリフト）が（
にめて小さくなり、電源オンがら出力電流ｌ０ＬＩＴが
設定値に至るまでの余熱時間は短いものとなる。よって
この種の診断装置に要求される即時阻影の条件を満足す
るものとなる。

上記実施例では、バイポーラ型電源器１４を温度センサ
１５の検出信号と温度設定器１６の設定信号とにより制
御するようにしているが、この構成のほかに第３図にお
ける出力電流のオン、オフによりバイポーラ型電源器１
４を制御する構成としてもよい。この場合、電源オンで
抵抗体１３を冷却するべく加熱冷却器１２を冷却駆動し
、電源オフで抵抗体１３を加熱するべく加熱冷却器１２
を加熱駆動する。また、磁気共鳴イメージング装置の静
磁場発生コイル用電源装置に限定されるものではなく、
負荷に供給する電流量を電流検出器により検出し該検出
値に基づき前記電流（至）を調整するようにした電ｍＷ
−ｄｉｆの全てに適用できる。このほか本発明の要旨を
逸ＪＡＲＬない範囲で種々変形して実施できるものであ
る。

［発明の効果コ 以上のように本発明によれば、通電極性を切換えること
により加熱と冷却とを行うペルチエ効果を利用した加熱
冷却手段を、電流の全部又は一部を被検出電流として通
電する抵抗体に、熱的に密に取付け、加熱冷却手段を加
熱又は冷却駆動制御するようにしたので、電流の通電極
性を切換えることにより加熱と冷却とを簡単に行うこと
ができて、直接に抵抗体を冷却又は加熱することができ
、抵抗体を時間遅れなしに一定温度に保持することがで
きる。

よって、電流帰還系を構成する電流検出器の抵抗体の温
度応答性を良くし、余熱時間を短縮できるようにした電
源装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にがる電源装置の一実流例の要部構成を
示すブロック図、第２図は同実施例の作用を示す特性図
、第３図は磁気共鳴イメージング装置の静磁場発生コイ
ル用電源装置の構成を示す１２・・・ペルチエ効果を利
用した加熱冷却器、１３・・・抵抗体、１４・・・バイ
ポーラ型電源器、１５・・・′ｆＡ度センサ、１６・・
・温度設定器、１７・・・誤差増幅器。 出願人代理人　　弁理士　鈴江武彦 第１図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）負荷に供給する電流量を電流検出器により検出し
   該検出値に基づき前記電流量を調整するようにした電源
   装置において、前記電流検出器は、前記電流の全部又は
   一部を被検出電流として通電する抵抗体と、この抵抗体
   に熱的に密に取付けられ電流の通電極性を切換えること
   により加熱と冷却とを行うペルチエ効果を利用した加熱
   冷却手段と、この加熱冷却手段を加熱又は冷却駆動制御
   する制御手段とを具備したこを特徴とする電源装置。
2. （２）制御手段は、前記抵抗体の温度を検出しこの検出
   値に基づき前記加熱冷却手段を加熱又は冷却駆動制御す
   る構成であることを特徴とする特許請求の範囲１項記載
   の電源装置。
3. （３）制御手段は、前記抵抗体が通電状態にあって前記
   加熱冷却手段を冷却駆動制御し、前記抵抗体が非通電状
   態にあって前記加熱冷却手段を加熱駆動制御する構成で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電源
   装置。