JPH03101098A

JPH03101098A - Ｘ線発生器

Info

Publication number: JPH03101098A
Application number: JP2235456A
Authority: JP
Inventors: Hans Negle; ハンス　ネグレ; Bernd Freiheit-Jensen; ベルント　フライハイト―イエンゼン
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1989-09-08
Filing date: 1990-09-05
Publication date: 1991-04-25
Anticipated expiration: 2014-11-02
Also published as: DE59008699D1; DE3929888A1; EP0416708A3; EP0416708A2; EP0416708B1; JP2970930B2; US5123038A

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】本発明は、物質に接続された管の一部を有するＸ線管と
、Ｘ線管の夫々アノード及びカソード用に正及び負の高
電圧を夫々発生する別個の２次巻線配置からなる高電圧
変圧器配置とを動作させるＸ線発生器に係る。かかるＸ
線発生器は欧州特許明細書第７４１４１号で知られてい
る。

物質に、例えばアノード及びカソード間に存在する金属
部分に随意に接続される金属筐体に接続された管の一部
を有するＸ線管では、カソードて発生した電流は完全に
はアノードには流れない；該電流の一部は問題の管の一
部を介して物質に流れる。この結果として、カソード側
の高電圧源はアノード側の高電圧源より一層強く負荷さ
れ、対称的に配置された高オーミツクの高電圧源では夫
々アノード及びカソードの高電圧間に非対称をもたらす
（すなわち、アノード及び物質量の高電圧はカソード及
び物質量の高電圧を上回る）。

この非対称性はアノード及びカソード間の電圧の値に依
存する負の効果を含む：ａ）　高管電圧でアノード及び物質量の電圧はアノード
及びカソード間の電圧がその最大許容値になる前に最大
許容管電圧の半分より大きい値に既に達する。Ｘ線管の
高電圧過負荷を避ける為に、Ｘ線管はかかる場合には全
電圧ては動作されず、そのように設定される。

ｂ）低管電圧で、カソード電圧はあまりにも低くなり、
カソードで放出された電流が空間電荷効果で制限される
。所定の管電流に達する為、カソード用のフィラメント
電流はこの場合には管の寿命の縮小をもたらすよう不必
要に大きくなければならない。

公知のＸ線発生器では、電圧非対称及びそれにより生じ
た負の効果は、１次巻線及び夫々整流器を有する３つの
２次巻線を有する高電圧変圧器が設けられることで、除
去される。３つの整流器出力は各アノード側の高電圧が
随意に１つ又は２つの整流器により発生され、カソード
側の高電圧が夫々逆に２つ又は１つの整流器により発生
されるような方法で切換装置を介して共に接続される。

この解決策（付加的に１つの２次巻線、１つの高電圧整
流器及び１つの高電圧切換装置）のコストは比較的高い
。

本発明の目的は望ましくない効果を低コストで除去する
ことである。

本発明によれば、この目的は、１次巻線が２っの２次巻
線の各々に関連し、アノード電圧発生用の１次巻線と直
列に、インダクタンスが切換えられることで達成される
。

本発明によれば、各２次巻線は、２次巻線での電圧が互
いに独立にある範囲で少なくとも予め設定されうるよう
１次巻線と関連する。１次巻線及び又２次巻線が互いに
対応するとすると、本発明によるＸ線発生器は、対称分
布を「通常のｊＸ線管、すなわち管の一部が物質に接続
されていないＸ線管、例えばガラス筐体を有するＸ線管
に提供し、アノード及び物質量の電圧の値がカソード及
び物質量の電圧の値と等しく大きいことを意味する。し
かし、Ｘ線管がカソード電流と異なるアノード電流に接
続される場合、インダクタンスは、切換装置によりアノ
ード側の高電圧を発生する１次巻線と直列に切換られる
。この結果として、アノード側の１次巻線の電圧はカソ
ード側の１次巻線の電圧と比べて低減して、その結果、
インダクタンスの適切な割合で、アノード電圧は少なく
とも高カソード電流の結果とのカソード電圧により少な
くとも略同じ値だけ低減される。

しかし、アノード電圧がカソード電圧より一層多く低減
し、カソード電圧が最大管電圧の半分を上回らない限り
、カソード電圧は管電圧の半分より大きいインダクタン
スを割当てることも可能である。この場合、カソードの
領域での空間電荷が除去され、これにより所定のカソー
ド温度で、カソード管を通る電流が増加するか、所定の
管電流にて、カソード温度が低下され、従って、カソー
ドの寿命が延ばされる。

原則として、カソード電圧及びアノード電圧を発生する
別々の変圧器を設け、別なインダクタンスをアノード電
圧用の変圧器の１次巻線と直列に配置することは可能で
ある。しかし、２つの別々な変圧器に伴うコストや、２
つの高電圧変圧器用の空間は依然として比較的高く、大
きい。従って、所望の実施例は、１次巻線及び２次巻線
が共通コアに巻回され、関連した１次及び２次巻線内の
漏洩インダクタンスが互いに関連しない巻線間の漏洩イ
ンダクタンスより実質的に小さくなるよう配置されるこ
とを提供する。

複数の巻線が、実質的に同じインダクタンスが巻線を流
れるように共通コアに巻回される場合、該巻線の電圧は
、アノード及びカソード用の１次巻線及び２次巻線の別
な制御が夫々可能でないよう予め設定される。しかし、
Ｘ線管用の高電圧変圧器で、１次巻線及び２次（高電圧
）巻線は、関連した１次及び２次巻線間の所定の漏洩磁
束又は漏洩インダクタンスを生じるよう互いに絶縁され
なければならない。互いに関連しない巻線間（例えばア
ノード電圧用の１次巻線及びカソード電圧用の２次巻線
間）の漏洩磁束又は漏洩インダクタンスが実質的に関連
した巻線内の漏洩磁束又は漏洩インダクタンスより大き
くなる巻線の適切配置により確実にされる場合、巻線対
は２つの別な高電圧変圧器としである制限内で作用する
。

本発明の別な実施例ではインダクタンスは複数の直列に
配置されたサブインダクタンスがらなり、切換装置は１
次巻線へのリードにて全体又は一部だけが切換えられる
ような方法でサブインダクタンスに結合されうるのを確
実にする。この実施例は関連した要求へのアノード側の
１次巻線と直列に配置されたインダクタンスの段階的適
合を可能にする。高管電圧で、比較的小さいインダクタ
ンスがアノード電圧及びカソード電圧の値が少なくとも
略等しくなるよう割当てられる切換装置により切換えら
れる。低管電圧で、反対に、大きいインダクタンスはカ
ソード電圧かアノード電圧より大きくなるよう動作可能
とされ、所定の管電流でカソード温度の低減を可能にす
る。

本発明の別な実施例は空気コアコイルとしてのインダク
タンスを構成することを提案する。原則的には、インダ
クタンスは強磁性コアを有するコイルにより形成されう
る。しかし、所望のインダクタンスが比較的小さいので
、かがるコイルは、ただの１回か数回の巻回のみを有し
、従って正確な割合いが困難である。更に、飽和現象は
、１次巻線を流れる高電流（数百へ）によりかかるコイ
ルに発生しうる。空気コアコイル、すなわち強磁性コア
なしのコイルは、逆に十分な数の巻回を有し、飽和効果
を示さない。

本発明の更に別な実施例では、インダクタンスは環状コ
アに巻回されることを確実にする。空気コアコイルは、
それ自体特に単に円筒形コアに巻回されうる（非強磁性
）環状コアの周囲に均一的に分布された巻回を有する空
気コアコイルは事実巻回するのにより困難であるが、そ
の周囲に小さな漂遊磁界を発生する。

本発明を図面を参照してより詳細に説明する。

第１図中、随意にＸ線発生器に接続される２つのＸ線管
ｌ及び２が設けられる。Ｘ線管２では、カソード電流は
、骸骨が例えばガラス筐体からなるのでアノード電流と
正確に同じ大きさであり、これはＸ線管ｌを有する状態
ではない。概略的に示される如く、該Ｘ線管は接地金属
筐体よりなり、これに電気的に接続された中央部はアノ
ード及びカソード間に配置される。それ自体知られてい
るかかるカソード管では（この為に、欧州特許明細書第
７４１４１号と比較して）、カソード電流の一部はカソ
ード電流がアノード電流を上回るよう中央部分及び金属
筐体を介して接地に流れうる。

異なる場所に位置する２つのＸ線管ｌ又は２（臨床業務
ではより多くのＸ線管が設けられる）の１つが毎回高電
圧切換装置３によりＸ線発生器に発生した高電圧に接続
され、図示されていない動作場所セレクタに結合されう
る。整流器１１及び１２用の高電圧は、夫々その１次巻
線３１及び３２が夫々関連する２次巻線２１及び２２に
より設けられる。４つの該巻線は共通変圧器コア４に巻
回される。夫々２次巻線２１及び３１の代りに、数個の
個別巻線からなる２次巻線装置が用いられてもよい。

各整流器１１及び１２の出力電圧は、コンデンサ４１及
び４２により夫々平滑化され、制御抵抗５１及び５２を
介して夫々スイッチ３に供給される。Ｘ線管ｌ又は２の
うちの１つが動作状態にて接続される各正及び負の高電
圧は夫々分圧器により測定及び制御目的の為検出される
。

第２図はコア４と、２つの１次巻線３１及び３２と、２
つの２次巻線２１及び２２とからなる高０電圧変圧器の断面図である。テープ巻回コアであるコア
４は矩形環状コアの形を有する。かかるコアは望ましく
はＵ字形を有する２つの同一コアからなり、これにより
巻線は、それらがコアに設けられ、２つのコアが共に設
けられる前に製造されうる。２次巻線２１及び２２は夫
々関連した１次巻線３１及び３２を囲み、１次巻線もそ
うであるように、１次巻線は同じ数の巻回を有するので
、中心線４０に関して対称である変圧器の構造が得られ
る。

この構成で、は、関連しない巻線間、例えば１次巻線３
２及び２次巻線２１間の磁気結合は実質的に弱く、従っ
て、漏洩インダクタンス及び漏洩磁束は、関連した巻線
間、例えば１次巻線３１及び２次巻線２１間より実質的
に大きい。６対ｌの該漏洩インダクタンスの比は、許容
し難い程度に等化電流が流れることなく巻線の非対称供
給をさせるのに十分であることを既に説明した。

第１図にも示される如く、２つの１次巻線３１及び３２
は例えば３−１２　ｋ　Ｈｚの動作周波数て中間周波直
列共振インバータを有する制御可能な交流電源により供
給される。しかし、一方、カソード電圧を発生する１次
巻線３２は直接に交流電源５の出力に接続され、インダ
クタンスは１次巻線３１及び交流電源間の接続リードの
１つに接続され、そのインダクタンスは直列配置サブイ
ンダクタンス７．８及び９からなり、それでスイッチ７
０．８０及び９０は毎回並列に接続される。一方、１次
及び２次巻線は例えば変圧器油で満たされた容器内に配
置されなければならず、サブインダクタンス７．８及び
９はスイッチ７０．８０及び９０と同様該容器外に配置
されてもよい。

Ｘ線発生器は以下の如く動作する：ＸＪｌ管２が（高電
圧スイッチ３の図示の位置で）接続される場合、全ての
スイッチ７０．８０及び９０は、インダクタンス７．８
．９が短絡されるよう閉成される。１次巻線３１及び３
２は、等しく大きい交流電圧が供給され、これによりｘ
＃！管２での対称電圧分布が得られ、すなわちアノード
電圧の値は（常に物質に関して）カソード電圧と同じ大
きさである。

Ｘ線管ｌの接続の為、高電圧スイッチ３は第１図に示さ
れない位置に切換えられる。高電圧で、ただ１つのスイ
ッチ、この場合には例えばスイッチ７０が開成され、こ
れにより１次巻線３１と直列のサブインダクタンス７だ
けが作動する。この結果として、１次巻線３１の電圧は
、１次巻線３２より小さく、従って、整流器１１の出力
での無負荷電圧（すなわちＸ線管Ｉを通る無負荷電圧）
は整流器■２の出力での無負荷電圧よりも小さい。

アノード及びカソード電流間の差の結果として、カソー
ドでの動作電圧はアノードでの電圧より大きく減少し、
これによりサブインダクタンス７の適切な割合いで、少
なくとも略対称電圧分布はＸ線管１で調整される。

低管電圧で、３つのスイッチのうちの２つ又は３つの全
てのスイッチは開成される。次に、１次巻線３１での電
圧は、アノード電圧が常にカソード電圧より小さくなる
よう大きく減少される。この非対称動作の利点は、アノ
ード及びカソード間の所定の電圧で、最大に可能な放出
電流が増加され、所定の管電流で、カソード温度が低減
しうろことからなり、これにより管の寿命が延びる。

従って、この場合には、スイッチ７０．８０及び９０は
Ｘ線管の電圧に応じて制御されなければならない。反対
に、たった１つのスイッチ及びたった１つのインダクタ
ンスが引用される場合、スイッチの制御は高電圧スイッ
チ３を作動させる作動場所セレクタ（図示せず）に応じ
て生じる。

比較的小さいインダクタンスは管】の型のＸ！ａ管で対
称電圧分布を達成するのに既に十分であることがわかっ
た：１４ｋＶの最大動作電圧非対称性（すなわち、イン
ダクタンスなしのアノード電圧及びカソード電圧間の差
）が略１３μＨのインダクタンスにより実質的に、全体
的に補償された。

かかるコイルの製造の為、強磁性コアが使用されつる場
合、該コイルはたった１回又は数回の巻回を有し、これ
により正確な製造が困難である。更に、飽和効果は、動
作中１次巻線を流れる非常に高い電流の結果（数１００
Ａ）としてコア内に発４− 生ずる。従って、インダクタンスは空気コアとして構成
される。該空気コアコイルの巻回は望ましくは非強磁性
環状コアに巻回され、均一に分布され、これにより空気
コアコイルの近辺で、小さい漂遊磁界が生じるだけであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるＸ線発生器の一部の原理的回路系
統図、第２図は該発生器に適した高電圧変圧器の断面図
である。１、　２・・・Ｘ線管、３，７０，８０．９０・・・切
換装置、４・・・コア、５・・・交流源、７．　８．　
９・・・インダクタンス、１１．１２・・・整流器、２
１．２２・・・２次巻線、３１．３２・・・１次巻線、
４０・・・中心線、４１．４２・・・コンデンサ、５１
．５２・・・制御抵抗、６１．６２・・・電圧分圧器。 ■

Claims

【特許請求の範囲】

（１）管の一部が物質に接続されたＸ線管（１）と、Ｘ
線管の夫々アノード及びカソード用に正及び負の高電圧
を夫々発生する別個の２次巻線配置（２１、２２）から
なる高電圧変圧器配置（４）とを動作させるＸ線発生器
であって、２つの２次巻線配置（２１、２２）は夫々１
次巻線（３１、３２）と関連し、アノード電圧発生用の
１次巻線（３１）と直列に、インダクタンス（７、８、
９）が切換装置（７０、８０、９０）により切換えられ
うることを特徴とするＸ線発生器。
（２）１次巻線（３１、３２）及び２次巻線配置（２１
、２２）は共通コア（４）に巻回され、関連した１次及
び２次巻線（例えば３１、２１）間の漏洩インダクタン
スは関連のない巻線（例えば３１、２２）間の漏洩イン
ダクタンスより本質的に小さくなるよう配置されること
を特徴とする請求項１記載のＸ線発生器。
（３）インダクタンスは複数の直列に配置されたサブイ
ンダクタンス（７、８、９）からなり、切換装置（７０
、８０、９０）は１次巻線へのリードにて全体又は一部
だけが切換えられるような方法でサブインダクタンスに
結合されうることを特徴とする請求項１乃至２のうちい
ずれか一項記載のＸ線発生器。
（４）インダクタンス（７、８、９）は空気コアコイル
として形成されることを特徴とする請求項１乃至３のう
ちいずれか一項記載のＸ線発生器。
（５）インダクタンス（７、８、９）は環状コアに巻回
されることを特徴とする請求項４記載のＸ線発生器。