JPH03269999A - 電子管のフィラメント電源 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明はＳ　ＸＩ線管、ブラウン管などの電子管の管
電流の制御音フィラメント電流の制御によって行うフィ
ラメント電源、ことにフィラメント温度が定常値に到達
する筐での立ち上り時間の短縮機能を有するフィラメン
ト″！Ｉｌ源に関する。

〔従来の技術〕

Ｘ線撮影装置などにかいては、Ｘ線管が発するＸ線の強
さとその発生時間の積によって被照射体へのＸ線量を制
御するが、そのＸ線量はＸＭ管の管電流の時間積に比例
する。そこで一般にはフィラメント電流をその設定値に
保ち、フィラメント温度が定常ＩＩ！度に到達した時点
で管電圧を所定時間印加して管電流時間積を制御する。

したがって、フィラメント温度が定常温度に到達するま
での予熱時間金できるだけ短縮して侍も時間を減ら丁こ
とが求められる。

第４図はフィラメント温度の刀ｒＪ速手段を待たない従
来のフィラメント電源Ｅ源を示す構成図であり、直流電
源１．チョッパ等からなる直流変換器２゜１８０６導通
形のトランジスタインバータ３．および絶縁変圧器４か
らなる主回路部と、その電流制御回路１０とで構成され
る。主回路にかいて、直流電源１の出力を流は直流変換
器２のトランジスタ２Ａでその通流重金制御し、チョー
クコイル２Ｂ＆よびコンデンサ２Ｃで平均化した後、絶
縁変圧器４の一虎巻ｉ４Ａに設けられた中点端子に電流
工Ｃとして供給される。−虎巻ａ４Ａの巻線端はインバ
ータ３の一対のスイッチングトランジスタ３Ａ、５Ｂに
よって１８０°づつ交互にオン・オフ制御されることに
より、電流工Ｃは一虎巻巌４Ａの半分づつを交互に方向
を変えて流れる交流電流となり、二次巻線４Ｂに接続さ
れた電子管としてのＸ線管５のフィラメント６には、所
定の変圧比で降圧したフィラメント電流工ｆが供給され
るとともに、高圧を源９から管電圧が印加されることに
より、陽極からＸ縁が発生する。

−万、ｉＥ流制御回路１０はインバータ電流（平均１厘
）の検出６１１の検出信号工ｄ　（ｆ圧器二次側に換算
した値）と電流設定器１２の設定信号工ｓとを誤差演算
する電流調Ｈ器１７と、その出力信号と搬送波発振器１
８の出力を比較して通流率を指示するパルスパターンを
発するパルス幅変調器１９と、このパルスパターンを直
流変換器２のトランジスタ２Ａの通１５！率制御信号に
変換して出力するパルスアンプ２０とで構成され、トラ
ンジスタ２Ａの通流率が′ε流設定信号工８と電流実際
埴工ｄ　との差を縮める方向に制御されることによシ、
フィラメント電流工ｆは電流設定値工８に指示された定
常ｔａ値工ｆｓＫ？ｔｒｌＪ御される。

第５図は上述の装置のフィラメント電流釦よびフィラメ
ント温度の制？ｉＩＪ特性線図であシ、フィラメント電
流工ｆか設定目標値工ｆＢ　一定に保持されるために、
フィラメントａ度θｆがその目標温度θＳに到達するに
要する予熱時間ｔｓが長（なシ、かつ温度が安定するま
での時間金澗えると菅′這圧金印刀Ωできる状態になる
までの待ち時間が著しく長くなる。

第６図はフィラメントｍ度の加速手段を備えた従来のフ
ィラメント電源の構成図であり、フィラメント温度の加
速手段として直流変換器２の出力電圧検出器２１と、そ
の検出信号釦よびｔ流設定４１２の設定信号とに基づい
てパルス幅変調器１９のパルスパターンを制御する電圧
調節器２２とを備え、運転指令に基づいて所定時間作動
するタイマー２４によって切換制御される切換スイッチ
２３を加速時には電圧調節器２２側に接続して定′９圧
制御によって注入電力を増し、目標温度到達後はスイッ
チを電流調節器１７側に切り換えて定電流制御を行う。

すなわち、フィラメント６の変圧器一次側に換算したイ
ンピーダンス金Ｒｆ１．インバータ５の入力電圧をＶｉ
、７（ラメント１［ｆｉ工ｆの一次側換算値を工ｆ、と
すると、ｖ１≧工ｆ□・Ｒｆ、　　を満足するよう電圧
検出器２１のゲインを央めて）けば、電流設定信号工Ｓ
と電圧検出信号と全同じ次元で取シ扱うことができるの
で、上記二つの入力信号をｒｔ　ＥＥ　、Ｎ節器２２で
比較演算し、タイマー２４が指示する運転初期の所定時
間ｔａだけスイッチ２３を電圧調節器２２側に切シ換え
てインバータ入力端子ｖ１を一定に保つ制御を行うこと
により、フィラメントｍ度θｆの上昇速度を加速するこ
とができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

、Ｌ Ｘ線管等の電子管の管電圧−青電ＦＥ％性とフィラメン
ト電流との間には密接な関係があり、鵠かなフィラメン
ト抵抗のばらつきと、これに基づく管電流の変化によっ
て管電圧−管’を流特性が大１鴫に変化する性質がある
。

第７図はフィラメントａ度の加速手段を有する従来の装
置にかけるフィラメント温度に及ぼすフィラメント抵抗
のばらつきの影響を示す特性線図であり、図中実線曲線
はフィラメント抵抗Ｒｆがその定格値よ□大きい場合の
特性を、破線曲線は小さい場合を示している。図にかい
て、定電圧制御期間をｔａ、フィラメント温度θｆが規
定ｍ度に安定するに要する時間をｔｏ　とすると、電圧
調節器２２によジインバータ入力電圧Ｖ１が高めの一定
値に制御されるｔａ時点筐では、フィラメント電流工ｆ
はフィラメント電流が規格値よシ小さい場合の万が大き
くなり、フィラメント電流の２乗に比例するフィラメン
ト６の消費電力が大きすぎ、フィラメント温度θｆＫ過
渡的なオーバーシュートが発生する。−万フィラメント
抵抗Ｒｆが規格値より大きい場合には上記とは逆にフィ
ラメント電流が少く、フィラメント温度もｔａ　４点で
は定常値筐で到達しない。したがって、フィラメント温
度θｆのオーバーシュートや加熱不足がｔａ時点からは
じ筐る定電流制御によって定常値θＳに安定するに要す
時間、すなわち待ち時間はいずれの場合も長くなシ、過
不足のない定電圧制御条件の設定が実際的には極めて難
かしいのが実情である。

この発明の目的は、管特性のばらつきに関わシなく、フ
ィラメント温度がその定常温度に到達するに要する刃口
速時間を短縮することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、この発明によれば、直流を
源から絶縁変圧器一次巻線の中点端子に供給する電流を
制御する直流変換器、ふ・よび前記一次巻線に流れる電
ｉを交流電流に変換する１８０゜導通形のインバータと
を備え、前記絶縁変圧器二次巻線側の電子管にフィラメ
ント電流を供給する主回路と、前記一次巻線電流の実際
値と電流設定信号とを誤差増幅した後、パルス幅変調し
た電流制御回路に変換して前記直流変換器に供給する電
流制御回路とを備えたものにおいて、運転指令によりカ
ウントを開始して所定時間クロック−くルスを出力する
カウンタと、前記クロックパルスが指示するアドレスに
前記電流設定信号の補正データを１以上の任意関数とし
て記憶する記憶部と、この記憶部の記憶データと前記″
を渡設定信号との積を求めて前記制御回路に向けて出力
する掛算器と金備えてなるもの、筐たは必要に応じて記
憶部がｔ渡設定値データ釦よびその補正データをあらか
じめ記憶し、両データの積をＤ　／　Ａ　’ｉ換換器仲
介て制御回路に向けて＠装出力するよう形成されてなる
ものとする。

〔作用〕

この発明の構成にかいて、フィラメントの抵抗および熱
放政抵抗を一定と近似すればフィラメント温度θｆはフ
ィラメントの消費電力Ｒｆｘ工ｆ”に比例するので、フ
ィラメント電流工ｆの補正係数として最初１より大きく
徐々に１に近づく時系列データをＲＯＭからなる記憶部
にアドレスデータとしてあらかじめ記憶させてかき、カ
ウンタが運転指令に基づいて所望の加速期間に発するク
ロックパルスにより記録データを逐次読み出し、アナロ
グ信号に変換したデータを掛算器で電流設定信号に掛は
合わせて電流調節器の入力信号を補正子れば、所望の加
速期間内にフィラメントの温度上昇を加速し、かつオー
バーシュートなどを生ずることなくフィラメント温度を
その定常値にＩＪ　ニアに近づけることができる。筐た
、フィラメント抵抗のばらつきはフィラメント電流を定
電流制御することによってその影響を回避する機能が得
られる。普た、記憶部に′ｌｃ流設定設定設定値正係数
を併せて記憶させ、両者の積をアナログ信号に変換して
電流調節器に直接人力するよう構成してもよく、掛算器
が不要になって回路構成を簡素化する機能が得られる。

〔実施例〕

以下この発明を実施例に基づいて説明する。

第１図はこの発明の実施例になる電子管のフィラメント
電源を示す概略構成図であり、従来の装置と同じ構成部
分には同一参照符号が付しである。

図にかいて、３１はフィラメント６の温度上昇の加速手
段であり、電流設定器１２の電流設定信号工８と補正信
号α（１）を掛算器３６で掛は合わせ、工ａｘα（Ｃ）
　　を電力調節器１７の設定信号として電流検出器１１
の検出電流工ｄとの比較演算を行わせるものであや、補
正係数α（１）は記憶部としてのＲＯＭ５４の各アドレ
スに１よジ大きいデータとしてあらかじめ設定される。

またカウンタ３３は運転指令に基づいてリセット状態を
解除してカウントを開始し、カウント＋ｉに相応するア
ドレスの補正データをＤ／Ａコンバータを介して逐次掛
算器３６に同けて出力する。筐た、カウント１直がＲＯ
Ｍ５４の最終アドレスになったとき、そのクロックイネ
ールブ入力（ＣＥ）ｔ−ロックし、アドレス指定を最終
値に固定するので、最終アドレスに記憶させた補正デー
タである補正係数１が掛算器３６に向けて持続的に出力
されることによシ、電流調節器１７が電流設定値工Ｓと
検出電流工ｄとの比較演Ｓを行う電流制御部１０として
の定常動作に移行する。

そこでＲＯＭ３４に４Ｆき込む設定１１に流の補正係数
α（１）としては、フィラメントの定常電流を工ｆａ（
Ｎ、フィラメント抵抗をＲｆ（ＯＪ（一定）、フィラメ
ント温度の定常値をθｆｓ（ｑ、　　フィラメント温度
の加速期間をＴｓ（Ｓ）、フィラメントの比熱をＣ／４
．２Ｘ１０−　（ｊ／＃・ｄｅｐ　）　、フィラメント
重量をｍ（＃）とした場合、次式の関係を満了なわち、
定常温度θｆｓ　　は各設定電流値工ｆｓに対してフィ
ラメント抵抗Ｒｆ＄−よびフィラメントの熱放散抵抗を
一定と近似丁れば、フィラメントの消費型？Ｒｆ・工ｆ
８　　に比例する。したがって、ＲＯＭ３４に設定する
アドレスデータとしての補正係数α（ｔＪは加速期間Ｔ
ｓに対して一つの関数系を選択して省き込むことができ
る。

第２図は実施例にかけるフィラメント温度の刀口速状態
を示すタイムチャートであり、ＲＯＭ３４に書き込筐れ
た電流設定値工Ｓの補正データα（１）は運転指令があ
ってから時刻ｔｃ　４では１より大きい一定ｆｌｉＥが
書き込まれ、その後ゆるやかに減少して加速期間ＴＳが
終了する時刻ｔ８で１になるよう各瞬時のα（１）値が
アドレスデータとして書き込筐れ、カウンタ５３のカウ
ント７１に対応したアドレスデータがＤ／Ａコンバータ
３５でアナログ信号に変換されて掛算器３６で電流設定
値工８と掛は合わされ、その出力信号工ｓ・α（１）が
電流調節器１７に入力され、電流検出器１１の検出信号
工ｄとの比較演算が行われる。その結果、フィラメント
電流工ｆ￥ｉ加速期間Ｔａ中図に示すように定常時工ｆ
ｓのα（１）倍となり、その２乗に比例した電力がフィ
ラメント乙に供給されるので、フィラメント温度θｆＩ
ｉｔｃｌでの初期状態では直線的に急上昇し、その後徐
々にゆるやかになって時刻ｔ８でリニヤに定常温度θｆ
Ｂに到達して平衡状態となる。したがって、加速手段２
１を持たない場合の温度上昇曲線を破線曲線で示したが
、これに比べて加速手段３１を備えた実施例では加速期
間Ｔ８が大幅に短縮され、管電圧を印加する１での待ち
時間を大幅に短縮することができる。なし、補正係数α
（１）や加速期間Ｔｓはフィラメント電源の過負荷耐量
などを考慮して電流のピーク値を抑さえた範囲内でなる
べく短かくなるようその値が決められる。

第３図はこの発明の異なる実施例になるフィラメント電
源を示す概略構成図である。図に）いて、加速手段４１
＆：ｊ掛算器を省略し、ＲＯＭ４４に掛算後のデータを
直接記憶させた点が前述の実施例と異なっている。すな
わち、例えばＲＯＭ４４の上位アドレスにフィラメント
電流の定常値工ｆｓを記憶させ、下位アドレスに補正係
数α（ｔ）　ｔ＝ニアドレスデータして記憶させ、電流
設定器としての例えばディジタルスイッチで一つの定常
値工ｆｓ　　ｔ″選択定し、カウンタ３３で下位アドレ
スデータとしての補正係数を逼次選択し、両者の積をＤ
／Ａコンバータ５５でアナログ信号に変換して出力する
よう構成すれば、電流調節器１７は補正後の電流設定１
ｉｉを基準に電流検出信号工ｄとの比較演算を行うこと
になシ、前述の実施例に釦けると同様にフィラメントの
温度上昇曲線速することができ、かつ電流調節器１７な
どをディジタル制御回路に容易に置き換えられる利点が
得られる。

〔発明の効果〕

この発明になる電子管のフィラメント電源は前述の実施
例に示すように、電子管のフィラメントの温度上昇を加
速するための電流設定値の補正係数をＲＯＭからなる記
憶部のアドレスデータとしてあらかじめ記憶させておき
、運転指令を受けて作動するカウンタのカウント値で指
定するアドレスデータを読み出し、掛算器で電流設定値
と掛は合わせ、補正された電流設定値信号を電流制御回
路の電流調節器に入力するよう構成した。その結果、ア
ドレスデータとしての補正係数を加速期間の初期では１
よシ大きい一定値とし、その後徐々に減少して加速期間
の終りで１となるよう決めて釦〈ことによシ、フィラメ
ント温度を最初速く、その後徐々に定常塩度に近づける
よう制御することが可能になシ、かつ定電圧制御形の従
来の装置のようにフィラメント抵抗のばらつきが原因で
フィラメントａ度にオーバーシュートを生じたり。

逆に温度上昇が鈍化するなどの問題点も回避できるので
、フィラメントａ度の加速期間を従来よシ大幅に短縮し
、これによって青電圧印７ＪＤｔでの待ち時間を短縮で
きる利点が得られる。

筐た、ＲＯＭからなる記憶部に掛算後の補正データを記
憶させるよう構成すれば、補正手段を簡素化できるとと
もに、電流制御回路のディジタル化を容易化できる利点
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施列になる電子管のフィラメント
電源を示す概略構成図、第２図は実施例にＰけるフィラ
メント温度の力Ｕ速状態を示すタイムチャート、第３図
はこの発明の異なる実施例を示す概略構成図、第４図は
フィラメント温度の加速手段を持たない従来のフィラメ
ント電源を示す概略構成図、第５図は従来のフィラメン
ト電源の動作を示すタイムチャート、第６図は加速手段
を有する従来のフィラメント電源を示す概略構成図、第
７図は第６図の装置の動作状態を示すタイムチャートで
ある。 １・・・直流電源、２・・・直流変換器、５・・・イン
バータ（１８０導通形）、４・・・絶縁変圧器、５・・
・電子管（ＸＭ管）、６・・・フィラメント、１０・・
・電流制御回路、１７・・・電流調節器、１９・・・パ
ルス幅変調器、１１・・・電流検出器、１２．４２・・
・電流設定器、３１．４１・・・加速手段、３３・・・
カウンタ、３４．４４１１．記憶部＜ＲＯＭ）５６＝掛
算器、工ｓ　−・−電流設定値、Ｉｆ・・・フィラメン
ト電流、α（１）・・・補−Ｊ３Ｂ 第２制

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）直流電源から絶縁変圧器一次巻線の中点端子に供給
   する電流を制御する直流変換器、および前記一次巻線に
   流れる電流を交流電流に変換する１８０゜導通形のイン
   バータとを備え、前記絶縁変圧器二次巻線側の電子管に
   フィラメント電流を供給する主回路と、前記一次巻線電
   流の実際値と電流設定信号とを誤差増幅した後、パルス
   幅変調した電流制御信号に変換して前記直流変換器に供
   給する電流制御回路とを備えたものにおいて、運転指令
   によりカウントを開始して所定時間クロックパルスを出
   力するカウンタと、前記クロックパルスが指示するアド
   レスに前記電流設定信号の補正データを１以上の任意関
   数として記憶する記憶部と、この記憶部の記憶データと
   前記電流設定信号との積を求めて前記制御回路に向けて
   出力する掛算器とを備えてなることを特徴とする電子管
   のフィラメント電源。 ２）記憶部が電流設定値データおよびその補正データを
   あらかじめ記憶し、両データの積をＤ／Ａ変換器を介し
   て制御回路に向けて直接出力するよう形成されてなるこ
   とを特徴とする請求項１記載の電子管のフィラメント電
   源。