JPWO2020054034A1 - スイッチング電源装置及びそれを用いた核磁気共鳴イメージング装置用電源装置 - Google Patents
スイッチング電源装置及びそれを用いた核磁気共鳴イメージング装置用電源装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2020054034A1 JPWO2020054034A1 JP2019511794A JP2019511794A JPWO2020054034A1 JP WO2020054034 A1 JPWO2020054034 A1 JP WO2020054034A1 JP 2019511794 A JP2019511794 A JP 2019511794A JP 2019511794 A JP2019511794 A JP 2019511794A JP WO2020054034 A1 JPWO2020054034 A1 JP WO2020054034A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power supply
- switching power
- period
- output
- positive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves
- A61B5/055—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves involving electronic [EMR] or nuclear [NMR] magnetic resonance, e.g. magnetic resonance imaging
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Surgery (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Description
複数のスイッチング電源を並列に接続したスイッチング電源群を複数備え、このスイッチング電源群を直列に接続することで、高電圧、大容量を得ることのできる核磁気共鳴イメージング装置用電源装置が開示されている(特許文献1)。開示された構成により、並列接続したスイッチング電源群間の電流回り込みを防止し、並列接続したスイッチング電源群の位相をずらして動作させることにより、傾斜磁場のコイルに流れる電流のリップルを低減することが可能となる。
特許文献1の電源装置においては、複数のスイッチング電源の組合せにより、電源装置の負荷としての傾斜磁場コイルの電流リップルを小さくするものであり、個々のスイッチング電源の電流リップルを小さくするものではない。そのため、個々のスイッチング電源の電流リップルが大きいこともあり、複数のスイッチング電源の組合せることが前提となりこれが装置構成及び制御の簡素化の制約となる。また、傾斜磁場のコイルを流れる電流が小さい時の電流リップルの低減は、MRI装置における画像化に重要な課題であるが、それを低減することも示されていない。
以下、実施の形態1に係るスイッチング電源装置について図を参照して説明する。
図1は、実施の形態1に係るスイッチング電源装置100の構成を示す図である。スイッチング電源装置100は、SW11からSW14で示される4つのスイッチング素子をフルブリッジ型に構成した電力変換器(インバータ)1と電力変換器1に接続された直流電圧源2とを有するスイッチング電源10、電力変換器1の交流出力端子Q1、Q2の間に接続された負荷5に流れる電流及び電圧を計測する計測器7、計測器7で計測された電流及び電圧と電流指令値が入力され、各スイッチング素子SW11〜SW14へゲート信号を出力する制御回路8を備えている。ここで、負荷5はMRI装置の傾斜磁場コイルを例としているが、スイッチング電源装置100は負荷5であるコイルへの電流量と正負の向きを制御する定電流電源もしくは定電圧回路に相当する。また、スイッチング素子SW11〜SW14は、例えば半導体スイッチング素子としてMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor-Field-Effect-Transistor)を用いることができる。
図2は、電力変換器(インバータ)1を構成するスイッチング素子SW11〜SW14の動作と出力電圧との関係を示す図である。図中破線矢印は電流の向きを示している。
(1)正電圧出力
図1中の負荷5に流れる電流極性が正となるようにするには、電力変換器(インバータ)1から正電圧が出力されるように、スイッチング素子SW12、SW13をオン、スイッチング素子SW11、SW14をオフにする。
(2)スルー状態
負荷5から直流電圧源2を切り離してスルー状態にし、電圧を印加しないようにするには、スイッチング素子SW11、SW13をオン、スイッチング素子SW12、SW14をオフにする。あるいは図示してないが、スイッチング素子SW12、SW14をオン、スイッチング素子SW11、SW13をオフにする。
(3)負電圧出力
図1中の負荷5に流れる電流極性が負となるようにするには、電力変換器(インバータ)1から負電圧が出力されるように、スイッチング素子SW11、SW14をオン、スイッチング素子SW12、SW13をオフにする。
しかし、電流量を極めて小さくする場合あるいは直流電圧源2の電圧が高い場合など、電力変換器1からの出力が正常ではなくなる制御限界が生じてしまう。そのため、スイッチング素子SW11〜SW14の動作する一周期内に、負荷5に正方向の電流を流す場合においても、上述の(1)正電圧出力、(2)スルー、(3)負電圧出力の3つの期間を調整してバイポーラ出力することにより、また負荷5に負方向の電流を流す場合においても、同様に調整して出力することにより、低電流時の電流制御限界の問題は解決できる。
基準信号としての鋸波状信号と、所定の負荷電流(大)に対応した電圧出力期間Dが指令値となるD指令を基にPWM(Pulse Width Modulation)制御により、矩形波状の出力電圧波形が形成される。具体的には時刻t0でスイッチング素子SW12、SW13をオン、スイッチング素子SW11、SW14をオフにして正電圧を出力する。時刻t101で基準信号がD指令を越え、スイッチング素子SW12、SW13をオフ、スイッチング素子SW11、SW14をオンにして負電圧を出力する。1−Dの期間、すなわちt102まで負電圧が出力された後、再び正電圧出力期間となる。時刻t0からt102までが4つのスイッチング素子の動作の一周期(T:スイッチング電源周期)であり、時刻t102以降この動作シーケンスを繰り返す。
この時、矩形波状の正負の出力電圧期間の差が大きいため出力電流の平均値は大きくなり、電流リップルは出力電圧波形に追従するように大きくなる。
基準信号としての鋸波状信号と、所定の負荷電流(小)に対応した電圧出力期間Dが指令値となるD指令を基にPWM制御により、矩形波状の出力電圧波形が形成される。具体的には時刻t0でスイッチング素子SW12、SW13をオン、スイッチング素子SW11、SW14をオフにして正電圧を出力する。時刻t201で基準信号がD指令を越え、スイッチング素子SW12、SW13をオフ、スイッチング素子SW11、SW14をオンにして負電圧を出力する。1―Dの期間、すなわち時刻t202まで負電圧が出力された後、再び、正電圧出力期間となる。時刻t0からt202までが4つのスイッチング素子の動作の一周期(T:スイッチング電源周期)であり、時刻t202以降この動作シーケンスを繰り返す。
電流が大の場合(A)よりも、矩形波状の負の出力電圧期間が長く、正負の出力電圧期間の差が小さいため出力電流の平均値は小さくなる。また、電流リップルは電流が大の場合(A)よりも小さくなる。
図4は、実施の形態1に係るスイッチング電源装置100の動作シーケンスを示すタイミングチャートである。負荷5に流す電流に関し、電流が大の時の定常状態Aと電流が小の時の定常状態B−1とに分けている。
基準信号としての鋸波状信号は、上述の基本動作におけるスイッチング電源周期Tの1/2の周期で発生させ、所定の負荷電流(大)に対応した電圧出力期間Dが指令値となるD指令とする。このD指令をもとにPWM制御により、矩形波状の出力電圧波形を形成する。具体的には時刻t0でスイッチング素子SW12、SW13をオン、スイッチング素子SW11、SW14をオフにして正電圧を出力する。時刻t11で基準信号がD指令を越え、正負の電圧を印加しないスルー状態とするために、スイッチング素子SW13をオフ、スイッチング素子SW14をオンにする。2番目の鋸波状信号の立ち上がる、時刻t12はT/2周期であり、ここで負電圧を出力1−Dの期間出力する。すなわち、時刻t12でスイッチング素子SW11をオン、スイッチング素子SW12をオフにする。時刻t13で負電圧の出力期間は終了し、スイッチング素子SW13をオン、スイッチング素子SW14をオフにし、スルー状態とする。時刻t14で、スイッチング素子SW11をオフ、スイッチング素子SW12をオンにし再び正電圧を出力する。時刻t0からt14までがスイッチング電源周期Tであり、時刻t14以降この動作シーケンスを繰り返す。
基準信号としての鋸波状信号は、上述の電流が大の場合と同様、スイッチング電源周期Tの1/2の周期で発生させ、所定の負荷電流(小)に対応した電圧出力期間Dが指令値となるD指令とする。このD指令をもとにPWM制御により、矩形波状の出力電圧波形を形成する。具体的には時刻t0でスイッチング素子SW12、SW13をオン、スイッチング素子SW11、SW14をオフにして正電圧を出力する。時刻t21で基準信号がD指令を越え、正負の電圧を印加しないスルー状態とするために、スイッチング素子SW13をオフ、スイッチング素子SW14をオンにする。2番目の鋸波状信号の立ち上がる、時刻t22はT/2周期であり、ここで負電圧を1−Dの期間出力する。すなわち、時刻t22でスイッチング素子SW11をオン、スイッチング素子SW12をオフにする。時刻t23で負電圧の出力期間は終了し、スイッチング素子SW13をオン、スイッチング素子SW14をオフにし、スルー状態とする。時刻t24で、スイッチング素子SW11をオフ、スイッチング素子SW12をオンにし再び正電圧を出力する。時刻t0からt24までがスイッチング電源周期Tであり、時刻t24以降この動作シーケンスを繰り返す。
電流が大の場合(A)、矩形波状の正電圧の出力期間がスイッチング電源周期の1/2より短くなり、矩形波状の負電圧の出力期間と合算してもスイッチング電源周期の1/2程度であり、上述の基本動作と比して、電流リップルが半減している。
電流が小の場合(B−1)矩形波状の正電圧の出力期間がスイッチング電源周期の1/4程度となり、矩形波状の負電圧の出力期間と合算してもスイッチング電源周期の1/2程度であり、上述の基本動作と比して、電流リップルが半減している。
図において、負荷5の制御装置すなわち傾斜磁場装置のコイルを制御する制御装置(図示せず)からコイルに流す電流の指令値(負荷電流指令値)と、計測器7で計測された負荷電流計測値とがPI制御器81に入力される。PI制御器81の出力と基準信号発生器82で生成された鋸波状信号とが比較器83に入力され、負荷5であるコイルに所定の電流量が流れるようにスイッチング電源10から電圧を出力する出力電圧期間の指令値であるD指令が設定される。比較器83からの出力は指令値Dと負の指令値―Dに加算器より1が加算された1−Dとの2つがセレクター84に入力される。負荷5であるコイルの電流の極性を切り替える出力正負切替部85から正負のいずれかの信号がセレクター84に入力され、出力電圧の正負、出力電圧の出力期間と出力タイミングがゲート信号生成部86に入力される。ゲート信号生成部86では、4つのスイッチング素子SW11〜SW14のオンオフの動作とオンオフの期間を設定するゲート信号が生成され、各スイッチング素子SW11〜SW14を動作させる。
なお、基準信号の周期をスイッチング電源周期の1/nとすることは、基準信号の周波数をスイッチング電源周波数のn倍と同義である。
また、nを大きくすると電流リップルさらに低減するが、低電流時の電流制御限界の問題の生じない程度、概ねnは10以内で設定するのがよい。
以下、実施の形態2では電流が小の場合に実施の形態1に係るスイッチング電源装置よりもさらに電流リップルを低減可能なスイッチング電源装置について、図6から図8を参照して説明する。
図6は、実施の形態2に係るスイッチング電源装置100の動作シーケンスを示すタイミングチャートである。負荷5に流れる電流に関し、電流量が小の時の定常流状態B−2を示すが、比較のため実施の形態1の図4によるタイミングチャートB−1の一部も示している。なお、スイッチング電源装置100の基本的な構成は実施の形態1の図1と同様である。
時刻t0でスイッチング素子SW12、SW13をオン、スイッチング素子SW11、SW14をオフにして正電圧をD―α(i)の期間出力する。時刻t31で正負の電圧を印加しないスルー状態とするために、スイッチング素子SW13をオフ、スイッチング素子SW14をオンにする。2番目の鋸波状信号の立ち上がる、時刻t32はT/2周期であり、ここで負電圧を1―D―α(i)の期間出力する。すなわち、時刻t32でスイッチング素子SW11をオン、スイッチング素子SW12をオフにする。時刻t33で負電圧の出力期間は終了し、スイッチング素子SW13をオン、スイッチング素子SW14をオフにし、スルー状態とする。時刻t34で、スイッチング素子SW11をオフ、スイッチング素子SW12をオンにし再び正電圧を出力する。時刻t0からt34までがスイッチング電源周期Tであり、時刻t34以降この動作シーケンスを繰り返す。
負荷5の電流をIL、直流電圧源2の電圧をV、スイッチング電源周期をT、負荷5の抵抗をR、スイッチング素子SW11〜SW14のデッドタイムをtdとし、負荷5で消費される電力とスイッチング電源が充放電するエネルギーの関係の等式は式(1)で表わされる。ここで直流電圧源2からみて正電圧の出力を放電、負電圧の出力を充電とみなした。
式(1)より電流ILとDの関係は式(2)となる。
これら式(2)〜式(4)を満たすα(i)を負荷電流に応じて設定すれば、負荷5の電流リップルをさらに抑制できる。
図7はこの関係を概念的に示したもので、負荷電流が小さい程α(i)が大きいことがわかる。
図において、負荷5の制御装置すなわち傾斜磁場装置のコイルを制御する制御装置(図示せず)からコイルに流す電流の指令値(負荷電流指令値)と、計測器7で計測された負荷電流計測値がPI制御器81に入力される。PI制御器81の出力と基準信号発生器82で生成された鋸波状信号とが比較器83に入力され、負荷5であるコイルに所定の電流量が流れるようにスイッチング電源から電圧を出力する出力電圧期間の指令値であるD指令が設定される。比較器83からの出力は指令値Dと負の指令値Dに加算器より1が加算された1―Dとの2つに分かれ、それぞれに対しD制限器87からの出力α(i)が減算され、D―α(i)と1―D―α(i)とがセレクター84に入力される。負荷5であるコイルの電流の極性を切り替える出力正負切替部85から正負のいずれかの信号がセレクター84に入力され、出力電圧の正負、出力電圧の出力期間と出力タイミングがゲート信号生成部86に入力される。ゲート信号生成部86では、4つのスイッチング素子SW11〜SW14のオンオフの動作とオンオフの期間を設定するゲート信号が生成され、各スイッチング素子SW11〜SW14を動作させる。
以下、実施の形態3に係るスイッチング電源装置について図9から図14を用いて説明する。
図9は、実施の形態3に係るスイッチング電源装置200の概略構成図である。図において、このスイッチング電源装置200は、3つの電力変換器(インバータ)1、3a、3b、電力変換器1用の直流電圧源2及び電力変換器3a、3b用の直流電圧源4、リアクトル6a〜6d、負荷に出力される電圧及び負荷を流れる負荷電流を計測する計測器7、負荷(傾斜磁場装置のコイル)5、制御回路8を備えている。電力変換器3aの入力側にリアクトル6a、出力側にリアクトル6bが接続され、電力変換器3bの入力側にリアクトル6c、出力側にリアクトル6dが接続されている。これらリアクトル6a〜6dにより還流電流が抑制され、共通の直流電圧源4から電力変換器3a、3b間を流れる電流が制御される。リアクトル6a、6bが接続された電力変換器3aと、リアクトル6c、6dが接続された電力変換器3bは並列に接続され、電力変換器1と負荷5との間に直列に接続されている。計測器7で計測された電流及び電圧の計測値と電流指令値とが入力され、所定の向きの所定の電流量が負荷5に流れるように、電力変換器(インバータ)1、3a、3bの各スイッチング素子へゲート信号を出力する制御回路8を備えている。ここで、直流電圧源2の電圧をV1、直流電圧源4の電圧をV2とすると、V1>V2の関係にある。
電力変換器1、3a、3bはそれぞれ4つのスイッチング素子であるMOSFETを用いたフルブリッジ型のインバータを構成している。電力変換器1は図1と同様スイッチング素子SW11〜SW14、電力変換器3aはスイッチング素子SW31〜SW34、電力変換器3bはスイッチング素子SW35〜SW38で構成される。電力変換器3aと電力変換器3bは、直流電圧源4を共通にして並列に接続され、直流電圧源2は電力変換器1に接続されている。電力変換器1と電力変換器3a、3bは、リアクトル6a〜6dと負荷5とを介して直列に接続されている。
電流立ち下がり時間のtfin期間も電流立ち上がり時間tin期間と同様に、これら電力変換器1、3a、3bの電圧を組み合わせて負荷5への印加電圧と印加時間を調整し、負荷5の電流立ち下がり時間を調整する。
図12Aは、電力変換器1のスイッチング素子が正電圧印加状態、電力変換器3a、3bのスイッチング素子が正電圧印加状態のため、直流電圧源2の電圧V1と直流電圧源4の電圧V2の合計電圧が負荷5に印加されている状態である。具体的には、電力変換器1のスイッチング素子SW12、SW13をオンにしてスイッチング電源の入出力間に直流電圧V1を発生させ、電力変換器3aのスイッチング素子SW32、SW33をオンに、電力変換器3bのスイッチング素子SW36、SW37をオンにしてこのスイッチング電源の入出力に直流電圧V2を発生させ、負荷5にその合計電圧V1+V2が印加されている状態である。
電流が大の場合、急峻に立ち上げて大電流を流す必要があるが、過電流も避けなくてはならない。所定期間内(tin)に所定の電流となるように、破線の電流曲線を策定し、この曲線を分割し分割領域毎の電流の傾きに対応するように、所定の電圧を所定の期間出力すればよい。この例では4分割し、矩形波の示すようにV1―V2、V2、V1、V1+V2のいずれかの電圧が出力されるように各電力変換器のスイッチング素子を動作させている。
電流が小の場合も同様に、電流曲線を策定してこの曲線を分割し分割領域毎の電流の傾きに対応するように、所定の電圧を所定の期間出力すればよい。
簡略化して説明するため4分割とした例を挙げたが、さらに細分化して調整することが可能であることは言うまでもない。
図14は、スイッチング電源装置200の電流平坦部の動作シーケンスを示すタイミングチャートである。このtcon期間は、電力変換器1は図2に示したように直流電圧源2の電圧を出力せずSW11、SW13をオンもしくは、SW12、SW14をオンにして電流を通過させるスルー状態とし、並列接続された電力変換器3a、3bは互いに位相をずらしたPWM制御による動作を行い、電流量および電流極性を可変する(本図では正方向電流のみを記載している)。
また、mを大きくすると電流リップルさらに低減するが、低電流時の電流制御限界の問題の生じない程度、概ねmは10以内の偶数で設定するのがよい。
実施の形態1から3のスイッチング電源装置100、200は、出力する負荷5としてMRI装置の傾斜磁場装置のコイルと想定して説明したが、実施の形態4は、MRI装置用電源装置としての構成について説明する。
図16は、本実施の形態4に係るMRI装置用電源装置1000の構成図である。MRI装置用電源装置1000は、実施の形態1から3のいずれかのスイッチング電源装置100、200に負荷5であるコイル、コイル用制御装置500を備え、コイル用制御装置500からコイル5への電流指令値がスイッチング電源装置100、200の制御回路8へ出力されるようにすればよい。コイル用制御装置500はコイル5からの核磁気共鳴信号を取得して画像を創成し、画像表示装置(図示せず)に表示する。
また、実施の形態3のスイッチング電源装置200を用いると、急峻な電流の立ち上がりを達成することができ、信頼性の高いMRI装置用電源装置の提供が可能となる。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも1つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも1つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
Claims (10)
- 複数のスイッチング素子を有する電力変換器と直流電圧源とを備えたスイッチング電源と、前記スイッチング電源と前記スイッチング電源に直列に接続された負荷との間に設けられた前記負荷の電流及び電圧を測定する計測器と、前記複数のスイッチング素子の動作を制御する制御回路と、を備えたスイッチング電源装置であって、
前記制御回路は、
前記負荷に正負の電圧を出力し、該正負の電圧出力期間の差により負荷に流れる電流量と極性を制御するように、
かつ、前記スイッチング電源の一周期内の前記正負の電圧の出力期間の和が、前記スイッチング電源の一周期よりも小さくなるように、前記複数のスイッチング素子の動作を制御するスイッチング電源装置。 - 前記制御回路は、前記負荷に流す電流量に対応した正負の電圧出力期間を決める指令値と基準信号とを生成し、前記基準信号は前記スイッチング電源の周期の1/n(nは2以上の整数)の周期で生成し、最初の基準信号の期間で正負の一方の電圧を、残りの期間で正負の他方の電圧を出力するように前記複数のスイッチング素子の動作を制御する請求項1に記載のスイッチング電源装置。
- 前記制御回路は、前記負荷に流す電流量に対応した正負の電圧出力期間を決める指令値と基準信号とを比較して決定した電圧出力期間をDとする時、最初の基準信号の期間で正負の一方の電圧をD期間、残りの期間で正負の他方の電圧を1―D期間出力するように前記複数のスイッチング素子の動作を制御する請求項2に記載のスイッチング電源装置。
- 前記制御回路は、前記正負の電圧出力期間Dから前記直流電圧源の電圧、前記複数のスイッチング素子のデッドタイム、前記負荷の抵抗及び前記負荷を流れる電流量により求められる余剰期間α(i)を減算し、最初の基準信号の期間で正負の一方の電圧をD―α(i)期間、残りの期間で正負の他方の電圧を1―D―α(i)期間出力するように前記複数のスイッチング素子の動作を制御する請求項3に記載のスイッチング電源装置。
- 複数のスイッチング素子を有する電力変換器と直流電圧源とを備えたスイッチング電源を複数有し、並列に接続された第2及び第3のスイッチング電源は第1のスイッチング電源と負荷との間に直列に接続され、前記並列に接続された第2及び第3のスイッチング電源と前記負荷との間に設けられた前記負荷の電流及び電圧を測定する計測器と、前記複数のスイッチング電源の前記複数のスイッチング素子の動作を制御する制御回路と、を備えたスイッチング電源装置であって、
前記制御回路は、
前記負荷に正負の電圧を出力し、該正負の電圧出力期間の差により負荷に流れる電流量と極性を制御するように、前記複数のスイッチング電源の前記複数のスイッチング素子の動作を制御し、
前記負荷に流す電流の立ち上がり及び立ち下がり時には、前記第1、第2及び第3のスイッチング電源からの出力電圧の和が電流の傾きに応じた値となるように前記第1、第2及び第3のスイッチング電源の前記複数のスイッチング素子を動作させ、
前記負荷に流す電流が所定の電流に達した定常部においては、前記並列に接続された第2及び第3のスイッチング電源の前記複数のスイッチング素子を動作させ、
前記第2及び第3のスイッチング電源の一周期内の前記正負の電圧の出力期間の和が、前記スイッチング電源の一周期よりも小さくなるように、かつ前記第2及び第3のスイッチング電源の前記正負の電圧の出力期間の位相をずらすように前記第2及び第3のスイッチング電源の前記複数のスイッチング素子の動作を制御するスイッチング電源装置。 - 前記並列に接続された第2及び第3のスイッチング電源の直流電圧源を共通のものとした請求項5に記載のスイッチング電源装置。
- 前記制御回路は、前記負荷に流す電流が所定の電流値に達した定常部において、前記負荷に流す電流量に対応した正負の電圧出力期間を決める指令値と基準信号とを生成し、前記基準信号は前記スイッチング電源の周期の1/m(mは4以上の整数)の周期で生成し、前記第2及び第3のスイッチング電源のいずれかから最初の基準信号の期間で正負の一方の電圧を、残りの期間で正負の他方の電圧を出力するように前記複数のスイッチング素子の動作を制御する請求項5または6に記載のスイッチング電源装置。
- 前記制御回路は、前記負荷に流す電流が所定の電流値に達した定常部において、前記負荷に流す電流量に対応した正負の電圧出力期間を決める指令値と基準信号とを比較して決定した電圧出力期間をDとする時、前記第2及び第3のスイッチング電源のいずれかから最初の基準信号の期間で正負の一方の電圧をD期間、残りの期間で正負の他方の電圧を1―D期間出力するように前記複数のスイッチング素子の動作を制御する請求項7に記載のスイッチング電源装置。
- 前記制御回路は、前記負荷に流す電流が所定の電流値に達した定常部において、前記正負の電圧出力期間Dから前記直流電圧源の電圧、前記複数のスイッチング素子のデッドタイム、前記負荷の抵抗及び前記負荷を流れる電流量により求められる余剰期間α(i)を減算し、前記第2及び第3のスイッチング電源のいずれかから最初の基準信号の期間で正負の一方の電圧をD―α(i)期間、残りの期間で正負の他方の電圧を1―D―α(i)期間出力するように前記複数のスイッチング素子の動作を制御する請求項8に記載のスイッチング電源装置。
- 請求項1から9のいずれか1項に記載のスイッチング電源装置と、前記負荷である核磁気共鳴イメージング装置用コイルと、前記コイルを制御するコイル用制御装置とを備え、前記コイル用制御装置から出力された電流指令値を基に前記スイッチング電源装置の制御回路はスイッチング電源装置の前記複数のスイッチング素子の動作を制御する核磁気共鳴イメージング装置用電源装置。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2018/034028 WO2020054034A1 (ja) | 2018-09-13 | 2018-09-13 | スイッチング電源装置及びそれを用いた核磁気共鳴イメージング装置用電源装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP6556407B1 JP6556407B1 (ja) | 2019-08-07 |
JPWO2020054034A1 true JPWO2020054034A1 (ja) | 2020-12-17 |
Family
ID=67539800
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019511794A Expired - Fee Related JP6556407B1 (ja) | 2018-09-13 | 2018-09-13 | スイッチング電源装置及びそれを用いた核磁気共鳴イメージング装置用電源装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6556407B1 (ja) |
WO (1) | WO2020054034A1 (ja) |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3685514B2 (ja) * | 1994-12-05 | 2005-08-17 | 株式会社日立メディコ | 電源装置及びそれを用いた磁気共鳴イメージング装置 |
JP3722561B2 (ja) * | 1996-09-09 | 2005-11-30 | 株式会社日立メディコ | 磁気共鳴イメージング装置用電源装置 |
JP4343491B2 (ja) * | 2002-06-04 | 2009-10-14 | 株式会社日立メディコ | インバータ式x線高電圧装置 |
JP4698305B2 (ja) * | 2005-07-05 | 2011-06-08 | 株式会社日立メディコ | 電源装置及びこれを用いた磁気共鳴イメージング装置 |
WO2015198391A1 (ja) * | 2014-06-24 | 2015-12-30 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
US10338172B2 (en) * | 2014-12-18 | 2019-07-02 | Koninklijke Philips N.V. | Power device and method for driving a load |
-
2018
- 2018-09-13 JP JP2019511794A patent/JP6556407B1/ja not_active Expired - Fee Related
- 2018-09-13 WO PCT/JP2018/034028 patent/WO2020054034A1/ja active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6556407B1 (ja) | 2019-08-07 |
WO2020054034A1 (ja) | 2020-03-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5684783B2 (ja) | 負荷に電力を供給するための電源、方法及びコンピュータプログラム | |
RU2616773C2 (ru) | Градиентная система питания mri с добавленным накопителем энергии | |
CN109429541B (zh) | 逆变器的控制方法、控制装置及逆变器 | |
US10148256B2 (en) | Signal generating circuit, voltage conversion device, and signal generating method | |
JP2002369546A (ja) | 電力変換装置の制御回路 | |
US20180091036A1 (en) | Ripple current reduction system | |
EP3893375A1 (en) | Phase current balancer using artificial neural network | |
JP6122013B2 (ja) | デッドタイム及び順電圧の補償を有する傾斜増幅器、方法、コンピュータ読み取り可能媒体、及びコンピュータプログラム | |
JP2018074743A (ja) | Dc/dcコンバータの制御装置 | |
US9647546B2 (en) | Dual-mode voltage doubling buck converter with smooth mode transition | |
US9484815B2 (en) | Energy-based control of a switching regulator | |
JP6556407B1 (ja) | スイッチング電源装置及びそれを用いた核磁気共鳴イメージング装置用電源装置 | |
US8482231B2 (en) | Motor driving apparatus having adjustable slope of motor speed | |
JP2019041449A (ja) | Dc/dcコンバータの制御装置 | |
TWI798598B (zh) | 電壓調節器和調節電壓的方法 | |
US11489478B2 (en) | Power conversion device | |
JP2018170856A (ja) | Dc/dcコンバータの制御装置 | |
JP2018170858A (ja) | Dc/dcコンバータの制御装置 | |
Andriyanov | Nonlinear dynamics control for a single-phase voltage source inverter based on target-oriented control with control actions frequency reduction | |
JP2018137839A (ja) | 力率改善回路 | |
RU2793827C2 (ru) | Регулировка торможения двигателя в зависимости от среднего выпрямленного напряжения | |
JP7196880B2 (ja) | 電力供給システム、制御装置及びリアクトル電流測定方法 | |
JP4875428B2 (ja) | 半導体電力変換装置 | |
JPWO2020079745A1 (ja) | 電力変換装置および磁気共鳴イメージング装置用電源装置 | |
WO2020070864A1 (ja) | 電源装置および磁気共鳴イメージング装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190227 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190227 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20190227 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20190326 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190402 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190528 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190611 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190709 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6556407 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |