JPH0246170A - リップル成分を減少させた安定化電源装置 - Google Patents
リップル成分を減少させた安定化電源装置Info
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- JPH0246170A JPH0246170A JP1154405A JP15440589A JPH0246170A JP H0246170 A JPH0246170 A JP H0246170A JP 1154405 A JP1154405 A JP 1154405A JP 15440589 A JP15440589 A JP 15440589A JP H0246170 A JPH0246170 A JP H0246170A
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- 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
- H02M7/497—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 sinusoidal output voltages being obtained by combination of several voltages being out of phase
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- 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
- H02M3/00—Conversion of DC power input into DC power output
- H02M3/22—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC
- H02M3/24—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters
- H02M3/28—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC
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- 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
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- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05G—X-RAY TECHNIQUE
- H05G1/00—X-ray apparatus involving X-ray tubes; Circuits therefor
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- H05G1/30—Controlling
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、リップル成分を減少させた、医療用X線管の
電源として使用可能な安定化電源装置に関する。しかし
ながら、本発明の安定化電源装置は、例えば100kW
程度の高い電力および100kV程度の高電圧を必要と
する分野にも応用可能である。
電源として使用可能な安定化電源装置に関する。しかし
ながら、本発明の安定化電源装置は、例えば100kW
程度の高い電力および100kV程度の高電圧を必要と
する分野にも応用可能である。
本発明は、主に直流/交流コンバータを備えた直流/直
流昇圧型電源装置に関する。
流昇圧型電源装置に関する。
従来の技術
直流/直流型昇圧電源装置は、一般に電力主幹線に接続
可能な第1の整流器を具備する。この整流器によって整
流され、ろ波された電圧は、周波数可変型の直流/交流
コンバータに導かれる。その直流/交流コンバータから
出力された交流は、昇圧トランスに供給され、この昇圧
トランスは第2の整流器に接続され、第2の整流器は整
流した高電圧を発生する。この型の整流高電圧は、例え
ば、X線管のカソードとアノードとの間に必要な電位差
を与えることでこのX線管の制御に使用できる。このよ
うに発生される高電圧は、一般に、直流/交流コンバー
タのリップル周波数を変化させて、周波数に応じて直流
/交流コンバータの電力変換作用を変えることにより制
御される。あらゆる対策を講じても、特に、第2の整流
器に大容量のフィルタ回路を使用しても、または直流/
交流コンバータのリップル周波数を大きくしても、供給
される高電圧中にリップルが依然として残る。
可能な第1の整流器を具備する。この整流器によって整
流され、ろ波された電圧は、周波数可変型の直流/交流
コンバータに導かれる。その直流/交流コンバータから
出力された交流は、昇圧トランスに供給され、この昇圧
トランスは第2の整流器に接続され、第2の整流器は整
流した高電圧を発生する。この型の整流高電圧は、例え
ば、X線管のカソードとアノードとの間に必要な電位差
を与えることでこのX線管の制御に使用できる。このよ
うに発生される高電圧は、一般に、直流/交流コンバー
タのリップル周波数を変化させて、周波数に応じて直流
/交流コンバータの電力変換作用を変えることにより制
御される。あらゆる対策を講じても、特に、第2の整流
器に大容量のフィルタ回路を使用しても、または直流/
交流コンバータのリップル周波数を大きくしても、供給
される高電圧中にリップルが依然として残る。
これらのリップルの周波数は、直流/交流コンバータの
周波数に従う。さらに、X線管により消費可能なパワー
が大きいので、供給される高電圧中のこれらのリップル
は、それだけ大きくなる。従って、この問題は、特に高
出力の機器でより多く起こる。
周波数に従う。さらに、X線管により消費可能なパワー
が大きいので、供給される高電圧中のこれらのリップル
は、それだけ大きくなる。従って、この問題は、特に高
出力の機器でより多く起こる。
発明が解決しようとする課題
このような問題は、例えば50kWの出力で動作するこ
の型の直流/直流電源装置で起こり、現在ある電源装置
の2〜3倍あるいはn倍の出力の新規な電源装置が実用
化されることが望まれている。
の型の直流/直流電源装置で起こり、現在ある電源装置
の2〜3倍あるいはn倍の出力の新規な電源装置が実用
化されることが望まれている。
全ての構成要素の特性を2倍、3倍またはn倍にして新
規な電源装置を開発する方法が考えられるが、この方法
は工業的には実際的ではない。というのは、使用されて
いる電気的な構成要素の特性のばらつきにより、システ
ムを組み上げる際にさまざまな問題が起こるからである
。従って、これらの問題は、理論的には簡単なこの方法
では解決することができない。この方法のためには長時
間で、高コストの調査と設計作業とが、必要である。
規な電源装置を開発する方法が考えられるが、この方法
は工業的には実際的ではない。というのは、使用されて
いる電気的な構成要素の特性のばらつきにより、システ
ムを組み上げる際にさまざまな問題が起こるからである
。従って、これらの問題は、理論的には簡単なこの方法
では解決することができない。この方法のためには長時
間で、高コストの調査と設計作業とが、必要である。
さらに、直流/直流式の昇圧電源装置に直流/交流コン
バータを使用すると、電源線に好ましくない影響を与え
る。特に、直流/交流コンバータの整流による無効エネ
ルギーの主幹線システムに対する再注入は、発生させた
エネルギがこのように、2倍、3倍またはn倍になると
、単純に2倍、3倍またはn倍になる。この再注入を防
ぐため、非常に強力な、それゆえ非常に大きく且つ高価
なフィルタを、第1の整流器のフィルタ回路に備えるこ
とが必要となる。これらのフィルタのコストは、使用す
る出力とともに増大する。
バータを使用すると、電源線に好ましくない影響を与え
る。特に、直流/交流コンバータの整流による無効エネ
ルギーの主幹線システムに対する再注入は、発生させた
エネルギがこのように、2倍、3倍またはn倍になると
、単純に2倍、3倍またはn倍になる。この再注入を防
ぐため、非常に強力な、それゆえ非常に大きく且つ高価
なフィルタを、第1の整流器のフィルタ回路に備えるこ
とが必要となる。これらのフィルタのコストは、使用す
る出力とともに増大する。
課題を解決するための手段
本発明の目的は、出力値を倍増した際に、負荷端子にお
ける高電圧のリップル成分を減少させ、それにより主幹
線に再入力される無効エネルギをかなり減少させる既に
工業的に試された方法を提案してこれらの不都合に対処
することである。実際に、再入力される無効エネルギは
区に減少する。
ける高電圧のリップル成分を減少させ、それにより主幹
線に再入力される無効エネルギをかなり減少させる既に
工業的に試された方法を提案してこれらの不都合に対処
することである。実際に、再入力される無効エネルギは
区に減少する。
本発明の原理は、第1の整流器の出力に対して並列に接
続された2°台、3台またはn台の同一の直流/交流コ
ンバータを使用し、前記直流/交流コンバータを、それ
ぞれ互いに90度、2π/3または2π/n位相をずら
して制御するものである。
続された2°台、3台またはn台の同一の直流/交流コ
ンバータを使用し、前記直流/交流コンバータを、それ
ぞれ互いに90度、2π/3または2π/n位相をずら
して制御するものである。
各直流/交流コンバータは、総出力PのうちのP/nを
供給可能であることがわかるだろう。
供給可能であることがわかるだろう。
また、使用可能な受動および能動部品の特性値がわから
ない場合に、動作周波数を考慮した上で、これらの特性
値を制御することはより容易になる。
ない場合に、動作周波数を考慮した上で、これらの特性
値を制御することはより容易になる。
特に、この型式のより小さな部品を用いて、リップル周
波数そのものをより高(して動作させることができる。
波数そのものをより高(して動作させることができる。
好ましい実施例では、上記のように2台の二重交番直流
/交流コンバータを、90度ずらした位相で使用し、4
ピーク整流に等しいリップル(負荷のリップル周波数は
、直流/交流コンバータの周波数の4倍である)が、X
線管の電極で得られる。このようにすると、直流/交流
コンバータの商用動作周波数で使用した場合、同じ商用
周波数で動作する1台の直流/交流コンバータを備える
電源と比較して、高電圧リップルを少なくとも半分に減
少させる。さらに、この型の操作では、第1の整流器の
フィルタを流れる無効電流は、装置の定格出力に対して
、区に減少する。さらに、フィルタ容量の大きさに関し
て、かなり有利である。
/交流コンバータを、90度ずらした位相で使用し、4
ピーク整流に等しいリップル(負荷のリップル周波数は
、直流/交流コンバータの周波数の4倍である)が、X
線管の電極で得られる。このようにすると、直流/交流
コンバータの商用動作周波数で使用した場合、同じ商用
周波数で動作する1台の直流/交流コンバータを備える
電源と比較して、高電圧リップルを少なくとも半分に減
少させる。さらに、この型の操作では、第1の整流器の
フィルタを流れる無効電流は、装置の定格出力に対して
、区に減少する。さらに、フィルタ容量の大きさに関し
て、かなり有利である。
高電圧ユニットの構造は、正チャネルと負チャネルとの
間で完全にバランスがとれていなければならない。あら
ゆる対策を講じても、このように操作される全ての直流
/交流コンバータが等しい変換特性を有することはあり
得ないので、改善策の1つとしては、いずれの直流/交
流コンバータも一方で正チャネル、他方で負チャネルを
分担するようにする。この改善策では、直流/交流コン
バータ回路の出力電圧の昇圧回路への接続が多少複雑に
なるが、テスト済の昇圧トランスを使用すると、チャネ
ル間のバランスをとることができる。
間で完全にバランスがとれていなければならない。あら
ゆる対策を講じても、このように操作される全ての直流
/交流コンバータが等しい変換特性を有することはあり
得ないので、改善策の1つとしては、いずれの直流/交
流コンバータも一方で正チャネル、他方で負チャネルを
分担するようにする。この改善策では、直流/交流コン
バータ回路の出力電圧の昇圧回路への接続が多少複雑に
なるが、テスト済の昇圧トランスを使用すると、チャネ
ル間のバランスをとることができる。
このバランスは、直流/交流コンバータの特性に依存せ
ず、また、それらが二重交番直流/交流コンバータであ
るとき、交流波が異なっても影響されない。
ず、また、それらが二重交番直流/交流コンバータであ
るとき、交流波が異なっても影響されない。
本発明によれば、従って、リップル成分を減少させた、
特にX線管用の安定化電源装置であって、−電力主幹線
に接続可能な第1の整流器、−一定且つ等しい周波数で
動作し、互いにほぼ2π/nだけ位相がずれるようにト
リガされるn台の直流/交流コンバークユニットを有す
る、第1の整流器から供給される直流を交流に変換する
直流/交流コンバータ回路、 一前記直流/交流コンバータ回路が出力する交流の電圧
を昇圧する昇圧回路、 −およびこのように昇圧された交流信号を整流する第2
の整流器を具備し、 一前記昇圧回路は、それぞれn台ずつの第1および第2
のグループに分けられた2n台のトランスを具備し、第
1のグループの各トランスの1次捲線は、それぞれ第2
のグループの対応するトランスの1次捲線と並列に直流
/交流コンバータユニットの出力に接続され、それぞれ
のグループの全てのトランスの2次捲線は、互いに直列
に接続されている2台の第2の整流器の一方の入力に直
列に接続されている。
特にX線管用の安定化電源装置であって、−電力主幹線
に接続可能な第1の整流器、−一定且つ等しい周波数で
動作し、互いにほぼ2π/nだけ位相がずれるようにト
リガされるn台の直流/交流コンバークユニットを有す
る、第1の整流器から供給される直流を交流に変換する
直流/交流コンバータ回路、 一前記直流/交流コンバータ回路が出力する交流の電圧
を昇圧する昇圧回路、 −およびこのように昇圧された交流信号を整流する第2
の整流器を具備し、 一前記昇圧回路は、それぞれn台ずつの第1および第2
のグループに分けられた2n台のトランスを具備し、第
1のグループの各トランスの1次捲線は、それぞれ第2
のグループの対応するトランスの1次捲線と並列に直流
/交流コンバータユニットの出力に接続され、それぞれ
のグループの全てのトランスの2次捲線は、互いに直列
に接続されている2台の第2の整流器の一方の入力に直
列に接続されている。
好ましい実施例においては、直流/交流コンバータは二
重交番型で、その結果位相のずれはπ/nに等しくなる
。
重交番型で、その結果位相のずれはπ/nに等しくなる
。
実施例
以下の説明および添付図面により、本発明はさらに理解
されるであろう。これらの図面は、単に図示したものに
過ぎず、決して本発明の範囲を限定するものではない。
されるであろう。これらの図面は、単に図示したものに
過ぎず、決して本発明の範囲を限定するものではない。
第1図は、本発明によるリップル成分を減少させた安定
化電源装置を示す。この電源装置は、特に医療機器で使
用されるX線管lに電力を供給するように設計されてい
る。この電源装置は、電力主幹線系3に接続された第1
の整流器2を基本的に具備する。直流/交流コンバータ
回路4は、第1の整流器2で整流され、ろ波された直流
電圧を交流電圧に変換する。昇圧回路5は、直流/交流
コンバータ回路からの供給電圧を昇圧する。昇圧回路5
は、第2の整流器6に接続され、整流器6は、昇圧回路
5が出力する交流高電圧から直流高電圧を発生するよう
構成されている。本発明の必須の特徴は、実際のところ
、第1の整流器から出力される直流信号を交流信号に変
換する回路が、n台の複数のコンバータを具備すること
である(ここではn=2である)。このように、回路4
は、二重交番型直流/交流コンバータ7および8を具備
する。本実施例では、これら直流/交流コンバータ7お
よび8は二重交番型であり、それぞれのコンバータは、
共振回路で電流を交互にある方向から他の方向にする2
セツトのスイッチを具備する。
化電源装置を示す。この電源装置は、特に医療機器で使
用されるX線管lに電力を供給するように設計されてい
る。この電源装置は、電力主幹線系3に接続された第1
の整流器2を基本的に具備する。直流/交流コンバータ
回路4は、第1の整流器2で整流され、ろ波された直流
電圧を交流電圧に変換する。昇圧回路5は、直流/交流
コンバータ回路からの供給電圧を昇圧する。昇圧回路5
は、第2の整流器6に接続され、整流器6は、昇圧回路
5が出力する交流高電圧から直流高電圧を発生するよう
構成されている。本発明の必須の特徴は、実際のところ
、第1の整流器から出力される直流信号を交流信号に変
換する回路が、n台の複数のコンバータを具備すること
である(ここではn=2である)。このように、回路4
は、二重交番型直流/交流コンバータ7および8を具備
する。本実施例では、これら直流/交流コンバータ7お
よび8は二重交番型であり、それぞれのコンバータは、
共振回路で電流を交互にある方向から他の方向にする2
セツトのスイッチを具備する。
本発明による電源装置は、以下のように動作する。装置
に電力が供給される瞬間には、一連のスイッチ9〜11
が、それぞれ直列に接続された抵抗12〜14を介して
整流器2を電力主幹線3に接続する。抵抗12〜14は
、高い電力の供給が要求されることおよびシステムが主
幹線において始動するとき、立ち上がりサージ電流を制
限するためにある。
に電力が供給される瞬間には、一連のスイッチ9〜11
が、それぞれ直列に接続された抵抗12〜14を介して
整流器2を電力主幹線3に接続する。抵抗12〜14は
、高い電力の供給が要求されることおよびシステムが主
幹線において始動するとき、立ち上がりサージ電流を制
限するためにある。
抵抗12〜14は、下流のフィルタコンデンサを予め充
電するためにのみ使用される。これらは、コンバータが
起動されるときのみ用いられ、高電圧に昇圧されるのに
備える。抵抗12〜14は、整流器2のフィルタコンデ
ンサとともにローパスフィルタ回路として機能する。立
ち上がり電流は、過度に速くは上昇しない。この立ち上
がり電流が十分になったとき、それぞれスイッチ9〜1
1に直列である抵抗12〜14に並列な第2の一連のス
イッチ15〜17が、抵抗12〜14におけるエネルギ
のロスをなくすために閉じられる。この立ち上がり時間
または昇圧時間は、だいたい数ミリ秒である。
電するためにのみ使用される。これらは、コンバータが
起動されるときのみ用いられ、高電圧に昇圧されるのに
備える。抵抗12〜14は、整流器2のフィルタコンデ
ンサとともにローパスフィルタ回路として機能する。立
ち上がり電流は、過度に速くは上昇しない。この立ち上
がり電流が十分になったとき、それぞれスイッチ9〜1
1に直列である抵抗12〜14に並列な第2の一連のス
イッチ15〜17が、抵抗12〜14におけるエネルギ
のロスをなくすために閉じられる。この立ち上がり時間
または昇圧時間は、だいたい数ミリ秒である。
電力主幹線3から供給される交流信号は、このようにし
て、ダイオード18〜23を備える通常の整流器2の入
力に供給される。ダイオードを備える整流器は、フィル
タコンデンサ24と2個のチョークコイル25および2
6とを基本的に備えるフィルタ回路に整流電圧を供給す
る。コンデンサ24は、チョークコイル25と26との
間に直列に接続され、全体としてはダイオードを備える
整流器に並列に接続されている。これで上記のように整
流され、ろ波された電圧が、コンデンサ24の電極から
供給可能になる。スイッチ28と直列な抵抗27も、コ
ンデンサ24と並列に配置される。装置から電力が断た
れる瞬間には、(スイッチ9〜11および15〜17を
開いた後)スイッチ28を閉じ、ダイオード19〜22
を流れる漏れ電流によるコンデンサ24の長時間の放電
を待つことなく、素早く抵抗27にコンデンサ24を放
電させる。
て、ダイオード18〜23を備える通常の整流器2の入
力に供給される。ダイオードを備える整流器は、フィル
タコンデンサ24と2個のチョークコイル25および2
6とを基本的に備えるフィルタ回路に整流電圧を供給す
る。コンデンサ24は、チョークコイル25と26との
間に直列に接続され、全体としてはダイオードを備える
整流器に並列に接続されている。これで上記のように整
流され、ろ波された電圧が、コンデンサ24の電極から
供給可能になる。スイッチ28と直列な抵抗27も、コ
ンデンサ24と並列に配置される。装置から電力が断た
れる瞬間には、(スイッチ9〜11および15〜17を
開いた後)スイッチ28を閉じ、ダイオード19〜22
を流れる漏れ電流によるコンデンサ24の長時間の放電
を待つことなく、素早く抵抗27にコンデンサ24を放
電させる。
本発明に従うと、直流/交流コンバータ回路はn台の複
数の直流/交流コンバータを具備するが、本実施例では
、2台の直流/交流コンバータ7および8を備える好ま
しい例を述べる。各直流/交流コンバータは、その入力
が第1の整流器2の出力に並列に接続されているうこの
2台の直流/交流コンバータは同一である。例えば、直
流/交流コンバータ7は、2セツトのサイリスク、それ
ぞれTl5T4およびTz、Tyを具備する。サイリス
クの各セットは、チョークコイル29、コンデンサ30
およびトランス32の1次捲線31を含む共振回路のい
ずれかの側に直列に接続されている。
数の直流/交流コンバータを具備するが、本実施例では
、2台の直流/交流コンバータ7および8を備える好ま
しい例を述べる。各直流/交流コンバータは、その入力
が第1の整流器2の出力に並列に接続されているうこの
2台の直流/交流コンバータは同一である。例えば、直
流/交流コンバータ7は、2セツトのサイリスク、それ
ぞれTl5T4およびTz、Tyを具備する。サイリス
クの各セットは、チョークコイル29、コンデンサ30
およびトランス32の1次捲線31を含む共振回路のい
ずれかの側に直列に接続されている。
第2a〜2C図を参照して、この直流/交流コンバータ
の動作を以下説明する。1=0の瞬間には、サイリスタ
T1およびT4が、駆動回路33から出力されるコマン
ドによりトリガされる。このとき電流は、サイリスタT
l 、チョークコイル29、コンデンサ30およびト
ランスの1次捲線31を流れ、サイリスタT4により整
流器2の出力端子にループバックする。このとき共振回
路29〜31には、交流の正成分34が発生する。共振
により、この交流成分は、負の無効交流35を発生させ
る。無効交流電流35は、サイリスタT4およびT1に
それぞれ並列に接続されているダイオードD4およびり
、により、整流器2中に再流入する。ダイオードD1お
よびり、には、無効交流電流が通過可能で、サイリスタ
T、およびT4を次のトリガまでオフにすることを可能
にする。無効交流35の流れ始めた直後の時間tπ(第
2C図)の瞬間には、駆動回路33は、充電電流を共振
回路29〜31に(逆方向に)、流す機能を分担してい
るサイリスタT3およびT2のセットを起動する。サイ
リスタT3およびT2は、交流35と合成される負の交
流成分36を発生させる。交流36は、交流34と同様
に、無効交流37を発生させる。
の動作を以下説明する。1=0の瞬間には、サイリスタ
T1およびT4が、駆動回路33から出力されるコマン
ドによりトリガされる。このとき電流は、サイリスタT
l 、チョークコイル29、コンデンサ30およびト
ランスの1次捲線31を流れ、サイリスタT4により整
流器2の出力端子にループバックする。このとき共振回
路29〜31には、交流の正成分34が発生する。共振
により、この交流成分は、負の無効交流35を発生させ
る。無効交流電流35は、サイリスタT4およびT1に
それぞれ並列に接続されているダイオードD4およびり
、により、整流器2中に再流入する。ダイオードD1お
よびり、には、無効交流電流が通過可能で、サイリスタ
T、およびT4を次のトリガまでオフにすることを可能
にする。無効交流35の流れ始めた直後の時間tπ(第
2C図)の瞬間には、駆動回路33は、充電電流を共振
回路29〜31に(逆方向に)、流す機能を分担してい
るサイリスタT3およびT2のセットを起動する。サイ
リスタT3およびT2は、交流35と合成される負の交
流成分36を発生させる。交流36は、交流34と同様
に、無効交流37を発生させる。
この結果、振動回路29〜31を流れる電流は、はぼサ
インカーブを描き、そしてこの電流は、トランス32に
おいて昇圧され、トランス32の2次捲線38から出力
される。時間t2π(第2b図)の最初からは、前述の
現象が回路33の制御のもとで繰り返される。
インカーブを描き、そしてこの電流は、トランス32に
おいて昇圧され、トランス32の2次捲線38から出力
される。時間t2π(第2b図)の最初からは、前述の
現象が回路33の制御のもとで繰り返される。
直流/交流コンバータ8は、すべての点で直流/交流コ
ンバータ7と一致しているが、サイリスタT3、T8ま
たはT7、T6のトリガは、サイリスタT、ST、およ
びT3、T2のトリガがかかる瞬間と比較すると、直角
位相tπ7□またはt3π/2の瞬間にかかるところが
異なる。この結果、直流/交流コンバータ8の共振回路
のトランス40の2次捲線39は、2次捲線38が発生
する信号に関して、90度位相がずれたサイン信号を発
生する。この特徴は、簡単にn台の複数の直流/交流コ
ンバータがある場合に一般化できる。この場合、これら
の直流/交流コンバータが発生する信号は、2π/nだ
け位相がずれ、さらに正確には、二重交番型直流/交流
コンバータをこの場合に用いるならばπ/nだけ位相が
ずれる。
ンバータ7と一致しているが、サイリスタT3、T8ま
たはT7、T6のトリガは、サイリスタT、ST、およ
びT3、T2のトリガがかかる瞬間と比較すると、直角
位相tπ7□またはt3π/2の瞬間にかかるところが
異なる。この結果、直流/交流コンバータ8の共振回路
のトランス40の2次捲線39は、2次捲線38が発生
する信号に関して、90度位相がずれたサイン信号を発
生する。この特徴は、簡単にn台の複数の直流/交流コ
ンバータがある場合に一般化できる。この場合、これら
の直流/交流コンバータが発生する信号は、2π/nだ
け位相がずれ、さらに正確には、二重交番型直流/交流
コンバータをこの場合に用いるならばπ/nだけ位相が
ずれる。
2次捲線38および39で得られる信号は、選択された
実施例によれば2個のトランス41および42を備える
昇圧回路5へ送られる。これらのトランス41および4
2の1次捲線43および44は、それぞれ2次捲線38
および39に掛続されている。トランス41および42
のそれぞれ2次捲線45および46は、互いに直列に接
続され、第1の整流器2と同じ型のダイオード47〜5
0を備える第2の整流器に信号を供給する。この第2の
整流器は、2個の直列に接続されたコンデンサ51およ
び52に並列に接続されている。バランスをとるために
、コンデンサ51および52の間の点は、さらに2次捲
線45および46の間の点に接続されている。他の選択
も可能である。
実施例によれば2個のトランス41および42を備える
昇圧回路5へ送られる。これらのトランス41および4
2の1次捲線43および44は、それぞれ2次捲線38
および39に掛続されている。トランス41および42
のそれぞれ2次捲線45および46は、互いに直列に接
続され、第1の整流器2と同じ型のダイオード47〜5
0を備える第2の整流器に信号を供給する。この第2の
整流器は、2個の直列に接続されたコンデンサ51およ
び52に並列に接続されている。バランスをとるために
、コンデンサ51および52の間の点は、さらに2次捲
線45および46の間の点に接続されている。他の選択
も可能である。
後述する改善策とは別に、2次捲線が直列に接続されて
いる2個のトランス41.42またはn個の1次捲線を
有する1個のトランスが90度ずれた信号を合成するこ
とは、1台の直流/交流コンバータしかない場合と較べ
て、n倍多いピークを有する整流信号を与える効果があ
る。第2f図は、本発明の装置による信号を整流後に得
られるリップル53と、直流/交流コンバータが1台し
かないときの低周波数でかなり大きいリップル54とを
比較したものである。
いる2個のトランス41.42またはn個の1次捲線を
有する1個のトランスが90度ずれた信号を合成するこ
とは、1台の直流/交流コンバータしかない場合と較べ
て、n倍多いピークを有する整流信号を与える効果があ
る。第2f図は、本発明の装置による信号を整流後に得
られるリップル53と、直流/交流コンバータが1台し
かないときの低周波数でかなり大きいリップル54とを
比較したものである。
リップルの振幅の減少には、2つの要因が関係している
。第1には、90度ずれたリップルの合成は、小さい共
通のリップルを生じる。第2には、2倍高い割合で第2
の整流器を人為的に動作させるため、同じフィルタコン
デンサを用いると与えられた信号がろ波される効果は2
倍になる。同様な現象は、給電系3への転流無効電流の
再注入に関しても起こる。
。第1には、90度ずれたリップルの合成は、小さい共
通のリップルを生じる。第2には、2倍高い割合で第2
の整流器を人為的に動作させるため、同じフィルタコン
デンサを用いると与えられた信号がろ波される効果は2
倍になる。同様な現象は、給電系3への転流無効電流の
再注入に関しても起こる。
これらの整流の周波数は明らかに2倍高いので、再注入
は、工業的には出力値に適用されているチョークコイル
のインピーダンス25および26により、さらに有効に
弱められる。逆説的に言えば、本発明では、2倍の出力
またはn倍の出力とともに、基本的な単一直流/交流コ
ンバータよりもよい結果が得られる。さらには、無効電
流は、互いに補償しあい、これによってそれらの性能は
さらに改善される。上記のように、本発明はもちろん同
様の直流/交流コンバータを2倍使用する、言い換えれ
ば工業的なスケールで行われるテストに成功した直流/
交流コンバータよりも有利である。要するに、低リツプ
ル成分で極めて高出力な安定化電源装置を設計すること
が簡単になる。
は、工業的には出力値に適用されているチョークコイル
のインピーダンス25および26により、さらに有効に
弱められる。逆説的に言えば、本発明では、2倍の出力
またはn倍の出力とともに、基本的な単一直流/交流コ
ンバータよりもよい結果が得られる。さらには、無効電
流は、互いに補償しあい、これによってそれらの性能は
さらに改善される。上記のように、本発明はもちろん同
様の直流/交流コンバータを2倍使用する、言い換えれ
ば工業的なスケールで行われるテストに成功した直流/
交流コンバータよりも有利である。要するに、低リツプ
ル成分で極めて高出力な安定化電源装置を設計すること
が簡単になる。
実際には、工業的スケールで直流/交流コンバータを製
作するときにあらゆる対策を講じても、直流/交流コン
バータ7および8は厳密には同一にはならない。この欠
点に対処するために、41および42のような昇圧回路
のトランスを重複させることが推奨される。従って、も
う2台くもうn台)のトランス55および56が配置さ
れている。これらのトランス55および56の1次捲線
は、トランス41および42の1次捲線に並列に接続さ
れ、それらの2次捲線57および58は、互いに直列に
接続されている。これらの2次捲線57および58は、
回路48〜52と同一の別の第2の整流器にも接続され
ている。
作するときにあらゆる対策を講じても、直流/交流コン
バータ7および8は厳密には同一にはならない。この欠
点に対処するために、41および42のような昇圧回路
のトランスを重複させることが推奨される。従って、も
う2台くもうn台)のトランス55および56が配置さ
れている。これらのトランス55および56の1次捲線
は、トランス41および42の1次捲線に並列に接続さ
れ、それらの2次捲線57および58は、互いに直列に
接続されている。これらの2次捲線57および58は、
回路48〜52と同一の別の第2の整流器にも接続され
ている。
この同一の第2の整流器は、特に2個の直列に接続され
たコンデンサ59および60を出力端子の部分に具備し
ている。コンデンサ51右よび52と並列に正チャネル
を設け、コンデンサ59および60と並列に負チャネル
を設けることが可能である。ここでコンデンサ52およ
び59を直列接続することにより、接地可能な中間点を
設けることができる。このようにすると、困難な高電圧
の電気絶縁を減少させることができる。実際には、これ
で絶縁が強要される部分は半減する。
たコンデンサ59および60を出力端子の部分に具備し
ている。コンデンサ51右よび52と並列に正チャネル
を設け、コンデンサ59および60と並列に負チャネル
を設けることが可能である。ここでコンデンサ52およ
び59を直列接続することにより、接地可能な中間点を
設けることができる。このようにすると、困難な高電圧
の電気絶縁を減少させることができる。実際には、これ
で絶縁が強要される部分は半減する。
標準的な方法では、抵抗分割ブリッジ61および62が
X線管1の電極に接続されている。このブリッジの中間
点は、比較器63に接続されている。比較器63は、比
較入力に基準電圧V r @tを入力される。比較器6
3から発せられるエラー信号は、反転レジ第1の矩形波
信号を駆動回路33へ出力する電圧制御発振器64(V
CO)へ公知の方法で導入される。そして、電圧制御発
振器64の周波数が調整すべき電圧の関数として変化す
るとき、矩形波信号(第2a図)は、直流/交流コンバ
ータ7および8を駆動する位相のずれが90度を保つよ
うに変化する。反転レジ第1は、パルスが持続している
時間が、パルスが休止している時間に等し・いパルス信
号に相当する。改善策の1つとして、直流/交流コンバ
ータの異なるセットのサイリスクに交互にトリガをかけ
るために、電圧制御発振器64の周波数を直流/交流コ
ンバータの共振周波数の2倍(またはn倍)にする。こ
れにより、ある直流/交流コンバータのサイリスクのト
リガをパルスの立ち上がりのエツジでかけ、他の直流/
交流コンバータのサイリスタのトリガをパルスの立ち下
がりでかけることができる。パルスごとに周波数が2倍
になるので、それぞれの直流/交流コンバータでトリガ
がかかるのは、あるセットのサイリスクかまたは別のセ
ットのサイリスタであり、同時に両方のセットのサイリ
スクにトリガはかからない。この操作を実行するために
駆動回路33に論理回路が含まれることは、本発明の技
術的範囲に含まれるものである。
X線管1の電極に接続されている。このブリッジの中間
点は、比較器63に接続されている。比較器63は、比
較入力に基準電圧V r @tを入力される。比較器6
3から発せられるエラー信号は、反転レジ第1の矩形波
信号を駆動回路33へ出力する電圧制御発振器64(V
CO)へ公知の方法で導入される。そして、電圧制御発
振器64の周波数が調整すべき電圧の関数として変化す
るとき、矩形波信号(第2a図)は、直流/交流コンバ
ータ7および8を駆動する位相のずれが90度を保つよ
うに変化する。反転レジ第1は、パルスが持続している
時間が、パルスが休止している時間に等し・いパルス信
号に相当する。改善策の1つとして、直流/交流コンバ
ータの異なるセットのサイリスクに交互にトリガをかけ
るために、電圧制御発振器64の周波数を直流/交流コ
ンバータの共振周波数の2倍(またはn倍)にする。こ
れにより、ある直流/交流コンバータのサイリスクのト
リガをパルスの立ち上がりのエツジでかけ、他の直流/
交流コンバータのサイリスタのトリガをパルスの立ち下
がりでかけることができる。パルスごとに周波数が2倍
になるので、それぞれの直流/交流コンバータでトリガ
がかかるのは、あるセットのサイリスクかまたは別のセ
ットのサイリスタであり、同時に両方のセットのサイリ
スクにトリガはかからない。この操作を実行するために
駆動回路33に論理回路が含まれることは、本発明の技
術的範囲に含まれるものである。
第1図は、本発明に従う安定化電源装置のブロック図で
ある。 第2a〜2「図は、本発明による安定化電源装置中で動
作する制御信号のタイミング図である。 〔主な参照番号〕 1・・・X線管、 2.6・・・整流器、3・・・電
力主幹線系、 4・・・直流/交流コンバータ回路、 5・・・・昇圧回路、 7.8・・・直流/交流コンバータ、 9〜11.15〜17.28・・・スイッチ、12〜1
4.27・・・抵抗、 18〜23・ ・ ・ダイオード、 24・・・フィルタコンデンサ、 25.26.29・・・チョークコイル、30.51.
52・・・コンデンサ、 31.43.44・・・1次捲線、 32.40.41.42.55.56・・・トランス、
33・ ・駆動回路、 38.39.45.46.57.58・2次捲線、 63・ ・比較器
ある。 第2a〜2「図は、本発明による安定化電源装置中で動
作する制御信号のタイミング図である。 〔主な参照番号〕 1・・・X線管、 2.6・・・整流器、3・・・電
力主幹線系、 4・・・直流/交流コンバータ回路、 5・・・・昇圧回路、 7.8・・・直流/交流コンバータ、 9〜11.15〜17.28・・・スイッチ、12〜1
4.27・・・抵抗、 18〜23・ ・ ・ダイオード、 24・・・フィルタコンデンサ、 25.26.29・・・チョークコイル、30.51.
52・・・コンデンサ、 31.43.44・・・1次捲線、 32.40.41.42.55.56・・・トランス、
33・ ・駆動回路、 38.39.45.46.57.58・2次捲線、 63・ ・比較器
Claims (7)
- (1)−電力主幹線に接続可能な第1の整流器、−一定
且つ等しい周波数で動作し、互いにほぼ2π/nだけ位
相がずれるようにトリガされるn台の直流/交流コンバ
ータユニットを有する、第1の整流器から供給される直
流を交流に変換する直流/交流コンバータ回路、 −前記直流/交流コンバータ回路が出力する交流の電圧
を昇圧する昇圧回路、 −およびこのように昇圧された交流を整流する第2の整
流器を具備し、 −前記昇圧回路は、それぞれn台ずつの第1および第2
のグループに分けられた2n台のトランスを具備し、第
1のグループの各トランスの1次捲線は、それぞれ第2
のグループの対応するトランスの1次捲線と並列に直流
/交流コンバータユニットの出力に接続され、それぞれ
のグループの全てのトランスの2次捲線は、互いに直列
に接続されている2台の第2の整流器の1つの入力に直
列に接続されていることを特徴とする、リップル成分を
減少させた特にX線管用の安定化電源装置。 - (2)−電力主幹線に接続可能な第1の整流器、−一定
且つ等しい周波数で動作し、互いにほぼ2π/nだけ位
相がずれるようにトリガされるn台の直流/交流コンバ
ータユニットを有する、第1の整流器から供給される直
流を交流に変換する直流/交流コンバータ回路、 −前記直流/交流コンバータ回路が出力する交流の電圧
を昇圧する昇圧回路、 −およびこのように昇圧された交流を整流する第2の整
流器を具備し、 −前記昇圧回路は、少なくともn台の複数のトランスを
具備し、それぞれのトランスの1次捲線は1台の直流/
交流コンバータユニットに接続され、2次捲線は他のト
ランスの2次捲線と直列に第2の整流器の入力端子に接
続されていることを特徴とする、リップル成分を減少さ
せた特にX線管用の安定化電源装置。 - (3)請求項(1)に記載の電源装置において、前記直
流/交流コンバータが、二重交番型であり、位相のずれ
がπ/nに等しいことを特徴とする安定化電源装置。 - (4)請求項(3)に記載の電源装置において、前記昇
圧回路が2n台のトランスを具備し、該2n台のトラン
スの1次捲線がn台の直流/交流コンバータの各出力に
それぞれ2台ずつ並列に接続されていることを特徴とす
る安定化電源装置。 - (5)請求項(4)に記載の電源装置において、昇圧回
路がn本の1次捲線を有する2台のトランスを具備する
ことを特徴とする安定化電源装置。 - (6)請求項(1)または(2)に記載の電源装置にお
いて、電圧/周波数コンバータを具備する制御回路を更
に具備し、該電圧/周波数コンバータは、反転レシオ1
の矩形波信号を供給することを特徴とする安定化電源装
置。 - (7)請求項(1)または(2)に記載の電源装置にお
いて、前記nが2であることを特徴とする安定化電源装
置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR888112 | 1988-06-17 | ||
| FR8808112A FR2633115B1 (fr) | 1988-06-17 | 1988-06-17 | Alimentation stabilisee a taux d'ondulation reduit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0246170A true JPH0246170A (ja) | 1990-02-15 |
| JP2747532B2 JP2747532B2 (ja) | 1998-05-06 |
Family
ID=9367393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1154405A Expired - Fee Related JP2747532B2 (ja) | 1988-06-17 | 1989-06-16 | リップル成分を減少させた安定化電源装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4967333A (ja) |
| EP (1) | EP0347322B1 (ja) |
| JP (1) | JP2747532B2 (ja) |
| DE (1) | DE68900202D1 (ja) |
| ES (1) | ES2024719B3 (ja) |
| FR (1) | FR2633115B1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| NL9101453A (nl) * | 1990-09-10 | 1992-04-01 | Barmag Barmer Maschf | Frequentie-omvormer. |
| FR2672166B1 (fr) * | 1991-01-25 | 1995-04-28 | Gen Electric Cgr | Dispositif pour obtenir une tension continue a faible ondulation residuelle. |
| US5119283A (en) * | 1991-06-10 | 1992-06-02 | General Electric Company | High power factor, voltage-doubler rectifier |
| US5283727A (en) * | 1992-09-16 | 1994-02-01 | General Electric Company | Independent control of the AC line current and output DC voltage of a high power factor AC-to-DC converter |
| US5339349A (en) * | 1992-10-26 | 1994-08-16 | Xeno Millan Y | Portable x-ray unit |
| DE4443551A1 (de) * | 1994-12-07 | 1996-06-20 | Philips Patentverwaltung | Anordnung zur Leistungsversorgung eines elektrischen Verbrauchers, insbesondere Röntgen-Apparat |
| GB2327157B (en) * | 1996-04-04 | 2000-06-14 | Council Cent Lab Res Councils | DC power converter |
| GB9607381D0 (en) * | 1996-04-04 | 1996-06-12 | Council Cent Lab Res Councils | Dc power converter |
| JP3713521B2 (ja) * | 1997-11-10 | 2005-11-09 | 東北電力株式会社 | 電源装置およびこれが搭載される電気自動車 |
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| GB9820643D0 (en) | 1998-09-22 | 1998-11-18 | Cit Alcatel | A power feed for a submarine communications system |
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| US6738275B1 (en) * | 1999-11-10 | 2004-05-18 | Electromed Internationale Ltee. | High-voltage x-ray generator |
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| EP2806549A1 (en) * | 2013-05-21 | 2014-11-26 | GE Energy Power Conversion Technology Ltd | Control methods for power converters |
| WO2015145668A1 (ja) * | 2014-03-27 | 2015-10-01 | 株式会社ニコン | X線発生装置、x線装置および構造物の製造方法 |
| US10262829B2 (en) * | 2015-12-14 | 2019-04-16 | General Electric Company | Protection circuit assembly and method for high voltage systems |
| US9837924B1 (en) * | 2016-06-02 | 2017-12-05 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Precharge apparatus for power conversion system |
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