JP2000514280A - 高電圧装置用の整流装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 整流装置は、ダイオードやコンデンサなど構成要素がその上に平坦にはんだ付けされるセラミック基板を含む。整流装置は１つまたは複数の倍電圧回路を含む。整流子はｘ線管用の電源装置に応用できる。

Description

【発明の詳細な説明】 高電圧装置用の整流装置 発明の背景 本発明は、一般にセラミック基板を冷却絶縁液中で高電圧整流装置用の基板お よびヒート・シンクとして使用する方法、より詳細にはｘ線管の電源用の高電圧 変圧器の二次側に接続される整流装置用のヒート・シンクとして使用する方法に 関する。 これらの高い電位は、高電圧装置、通常はその二次側が整流子Ｒおよびフィル タリング・コンデンサＣの回路に接続される変圧器によって与えられる。これは しばしば倍電圧回路と呼ばれる。 従来、これらの高電圧整流子の回路は、ガラス・ファイバで強化されたエポキ シ樹脂から製造されたプリント回路板上に直列に実装される。この回路板および 基板の構成要素は、高電圧装置のチャンバ中の高電圧空間内に配置される。チャ ンバーには一般に特に鉱油など冷却絶縁液が充填されている。 ｘ線管は、数１０キロヘルツ程度のますます高くなるパルス周波数を使用して パルス・モードで動作することがますます多くなっている。これらの新しい動作 条件では、回路の性能特性は整流子伝導損失によってだけでなく、接合部を熱く させる整流子切替損失によっても制限される。 ガラス・ファイバで強化されたエポキシ樹脂から製造された回路板を高電圧整 流子回路用の基板として使用する方法には多数の欠点がある。 そのような回路板上に実装された高電圧整流子は絶縁油に対して高い静的およ び動的熱インピーダンスを有する。これは、その表面が油と接触するため、およ びガラス・ファイバで強化されたエポキシ樹脂の熱インピーダンスが高いためで ある。これら２つの値は、高電圧装置の所与の形状に対して熱放散、したがって 装置の最大出力を制限する。 ガラス・ファイバで強化されたエポキシ樹脂は一般に、高電圧電界が存在する 場合にコロナ効果を引き起こし、装置を破壊させることがある異物および気泡を 含むので高電圧用途には適していない。 これらのエポキシ回路板では、はんだビードのプロファイルが尖っており、し たがってコロナ放電を引き起こし易い部位を構成するので、プリント回路上のダ イオードなど構成要素を自動的にはんだ付けする従来の方法および機械が使用で きない。 最後に、ダイオードなど構成要素をガラス・ファイバで強化されたエポキシ樹 脂から製造された回路板上に平坦にはんだ付けすることができない。 発明の簡単な説明 したがって、構成要素用の基板が構成要素を平坦にはんだ付けすることを可能 にし、冷却環境内で良好な電気絶縁および良好な熱放散を保証する高電圧装置用 の整流装置、特にＸ線管の電源用の整流装置を製造することが望ましい。 図面の簡単な説明 第１図は整流子回路を示す図である。 第２図は第１図の周知の整流装置の一部を概略的に示す図である。 第３図は本発明の一実施形態の整流装置の一部を概略的に示す図である。 発明の詳細な説明 本発明の一実施形態では、高電圧装置用、特にＸ線管の電源用の整流装置は、 装置の構成要素がその上に平坦にはんだ付けされるセラミック基板を含む。 高電圧整流装置の構成要素用の基板としてのセラミックは、特に有利な熱特性 および電気特性の組合せを有する。 セラミック基板は、ガラス・ファイバで強化されたエポキシ樹脂から製造され た回路板よりもはるかに高い純度で得られ、したがってコロナ放電の危険が小さ くなる。ダイオードなど、整流装置の構成要素は、自動表面はんだ付け装置およ び方法を使用して平坦にはんだ付けでき、したがって製造がより容易になり、ま たすべてのはんだスパイクがなくなるので、コロナ放電の危険がさらに小さくな る。セラミック基板はさらに、ガラス・ファイバで強化されたエポキシ樹脂から 製造された基板よりも２０〜５０倍小さい熱インピーダンスを有し、平坦にはん だ付けされた構成要素はこの基板と良好な熱接触をする。したがって、整流装置 の構成要素中の損失によって発生した熱は、伝導によって油など周囲の絶縁冷却 媒質中により容易に放散される。このよりよい熱放散のために、整流装置はより 高い出力を処理できる。 高電圧整流装置用の基板として使用できるセラミック材料には、アルミナ（Ａ ｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、シリカ（Ｓ ｉＯ２）などがある。 本発明で推奨するセラミック材料はアルミナである。 第１図で、変圧器は、交流電圧がそれに印加される複数の一次巻線、例えば図 示の２つの一次巻線Ｐ１、Ｐ２、および整流子回路に接続され、出力ＨＶ１．． ．ＨＶｎを与える複数の二次巻線Ｓ１．．．Ｓｎを含む。従来、倍電圧回路が使 用される。倍電圧回路は一般に、それぞれ二次巻線が例えば第１図に示される形 で整流ダイオードｎＲおよびフィルタリング・コンデンサｎＣに接続されるｎ個 の二次巻線を有する。 各二次巻線の倍電圧整流子の回路は、Ｘ線管用の所望の高い電圧を得るために 、整流子の出力電圧が整流子の極性に対して増すように他の整流子に接続される 。ｘ線管では、管のアノードは１５０ｋＶまたはそれ以上にもなる電位まで上げ られる。 第２図に、そのような構造中に固有の欠陥を有するガラス・ファイバで強化さ れたエポキシ樹脂から製造された回路板を基板１として含む整流子回路を示す。 第２図を見れば分かるように、エポキシ樹脂基板は、誘電連続性にとって有害 であり、かつ装置の高い電界環境内で起こりうるコロナ放電の部位を構成する含 有物や気泡など、内部欠陥２を有する。さらに、ダイオードＲなど構成要素をは んだ付けすると、非常に高い電界密度を引き起こし、かつ装置の破壊をもたらす ことがあるコロナ効果の危険性の高い部位を構成するはんだスパイク３が生じる 。 第３図に、整流装置の一部を図式的に示す。第３図を見るとわかるように、こ の整流装置はセラミック基板１を含む。ダイオードＲなど装置の構成要素は、装 置がはんだスパイクをもたないようにセラミック基板上に平坦にはんだ付けし、 それによってコロナ放電の潜在部位をなくする。先に指摘したように、基板にセ ラミックを使用すると、周囲の冷媒との熱交換が改善され、それによって整流装 置の諸構成要素がより高電力で動作することが可能になる。その上、セラミック 基板は高純度にすることができ、吸蔵物や気泡などの内部欠陥が少なく、したが って電気絶縁の連続性がよくなる。 したがって、特により信頼でき、より高い電源で動作できるＸ線管の電源用の 整流装置が製造される。 当業者は、本発明の範囲から逸脱することなく開示の実施形態に構造および／ または機能および／またはステップの様々な修正を加えることができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．整流装置の構成要素がその上にはんだ付けされる基板を含み、基板がセラミ ック材料を含み、かつ構成要素が基板上に平坦にはんだ付けされる整流装置。 ２．セラミック基板がアルミナ、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、シリカから選 択される請求項１に記載の装置。 ３．セラミック基板がアルミナ製である請求項２に記載の装置。 ４．１つまたは複数の倍電圧回路を含む請求項１に記載の装置。