JPH0428200A - Ｘ線発生装置の電源装置 - 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］ 本発明は、Ｘ線発生装置を駆動するための電源装置に関
する。

［従来の技術］ Ｘ線発生装置は、一般に、フィラメントおよびそれに対
向して配置されたターゲットを有している・フィラメン
トとターゲットとの間には直流高電圧が印加される。ま
た、フィラメントに電流を流すことにより、そのフィラ
メントが高温に加熱され、そこから電子が放出される。

放出された電子は、直流高電圧により加速され、フィラ
メントに対向して配置されたターゲットに衝突し、そこ
からＸ線が放射される。

従来、フィラメントおよびターゲットに電力を供給する
ための電源として、第２図に示す装置が知られている。

この装置においては、商用電源１から供給された交流電
圧を整流回路２によって整流して直流電圧に変換し、そ
の直流電圧をインバータ３によって交流電圧に変換し、
さらに昇圧トランスなどを内蔵した高圧発生器４によっ
てその電圧を昇圧し、そしてその高圧電圧を整流回路５
によって整流した後にフィラメント６とターゲット７と
の間に印加するようになっている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら上記の従来装置においては、フィラメント
６およびターゲット７に供給される電力に関して、電［
１の周期に対応した脈動が残り、それ故、ターゲット７
から放射されるＸ線が不安定になるという問題があった
。

また、フィラメント６から流れる電流、いわゆる管電流
を大きくとったとき、フィラメント６とターゲット７と
の間に印加される電圧、いわゆる管電圧に電圧降下など
が発生して、管電圧が不安定になるという問題もあった
。

本発明は、従来装置における上記の問題点に鑑みてなさ
れたものであって、Ｘ線発生装置に脈動のない安定した
電力を常に供給することのできる電源装置を提供するこ
とを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するため、本発明に係る電源装置は、
電源電圧を整流するための整流手段と、整流された電圧
を交流に変換するインバータとの間に、スイッチング素
子を内蔵したＤＣ−ＤＣコンバータを配置し、そして整
流手段から出力された電圧を、そのスイッチング素子に
よって導通制御した後にインバータに供給することを特
徴としている。

一般に、上記スイッチング素子は、パルス信号などのド
ライブ信号に基づいてＯＮ１０　Ｆ　Ｆ動作する。本発
明においては、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力信号をその
ドライブ信号に帰還させるためのフィードバックループ
をそのＤＣ−ＤＣコンバータに付設させることもできる
。

［作用］ ＤＣ−ＤＣコンバータ（８）内に設けられたスイッチン
グ素子（トランジスタＴＲＩ）のスイッチング動作によ
り、整流手段（２）から出力された電圧について電力変
換が行われる。このとき同時に、上記の直流電圧に含ま
れる電源周期の脈動が除去される。

ＤＣ−ＤＣコンバータの出力を、スイッチング素子（Ｔ
ＲＩ）を駆動するためのスイッチング駆動手段（ＰＷＭ
回路１７．ドライブ回路１８）へフィードバックするよ
うにしておけば、Ｘ線発生装置（３３）内のＸ線管内に
流れる電流、すなわち管電流に変動が生じる場合にも、
Ｘ線発生装置へ供給される電力を常に一定に保持するこ
とができる。

［実施例］ 第１図は、本発明に係る電源装置の一実施例を示す回路
図である。この電源装置は、フィラメント６およびター
ゲット７を有するＸ線発生装置３３に電力を供給するも
のである。

この実施例においては、商用電源１、例えばＡＣ２００
ｖから供給される電圧が整流回路２によって整流されて
直流に変換され、次いでＤＣ−ＤＣコンバータ８によっ
て直流電圧の安定化がなされる。

ＤＣ−ＤＣコンバータ８の出力は２つに分けられ、その
一方は、フルブリッジ方式の管電圧用インバータ３によ
って交流に変換された後、昇圧トランス９によって昇圧
され、さらに整流器１ｏによって整流され、例えば８０
　Ｋｖの電圧として、フィラメント６とターゲット７と
の間に印加される。

ＤＣ−ＤＣコンバータ８の出力は、他方において、ハー
フブリッジ方式（もちろん、フルブリッジ方式でも良い
）の管電流用インバータ１３によって交流に変換され、
そしてトランス１９によって降圧され、さらに整流器２
ｏによって整流された後にフィラメント６へ送り込まれ
る。これにより、そのフィラメント６が発熱してそこか
ら電子が放出される。

放出された電子は、フィラメント６とターゲット７との
間の電位差によって加速されてターゲット７に衝突し、
そこからＸ線が放射される。放射されたＸ線は、Ｘ線回
折装置その他種々のＸ線機器においてＸ線源として用い
られる。これらのＸ線機器については、従来より良く知
られているものをそのまま適用することができるので、
詳しい説明は省略する。

本実施例において、整流回路２は、２つのダイオードＤ
Ｉ、Ｄ２および２つのサイリスタＴＨＩ　。

ＴＲ２によって構成されるブリッジ１１と、コイルＬ１
およびコンデンサＣＩによって構成される平滑回路１２
と、そして直列接続された２つの抵抗Ｒ１，Ｒ２によっ
て構成される分圧回路１４とを有している。ブリッジ１
１を構成するサイリスタの数は４つとすることもできる
。

ブリッジ１１内のサイリスタＴＨＩ、ＴＨ２は、いずれ
も管電圧・管電流設定回路１６からの指令に基づいて動
作するドライブ回路１５によって駆動されてＯＮ１０　
Ｆ　Ｆ動作する。この０Ｎ１０ＦＦ動作によって整流さ
れた電圧は、平滑回路１２によって平滑化された後にＤ
Ｃ−ＤＣコンバータ８へ送られる。このときその出力信
号は、分圧回路１４によって電圧信号として取り出され
てドライブ回路１５の入力端にフィードバックされる。

ＤＣ−ＤＣコンバータ８は、管電圧・管電流設定回路１
６からの指令に基づいて動作するＰＷＭ（パルス幅変調
）回路１７およびドライブ回路１８によって０Ｎ１０Ｆ
Ｆ駆動されるトランジスタＴＲＩと、コイルＬ２および
コンデンサＣ２によって構成された平滑回路２１と、そ
して直列に接続された２つの抵抗Ｒ３，Ｒ４によって構
成された分圧回路２２とを有している。

ＤＣ−ＤＣコンバータ８へ入力された電圧は、トランジ
スタＴＲＩの０Ｎ１０ＦＦ動作によってパルス状の交流
電流に変換され、さらに平滑回路２１によって平滑化さ
れることによって電力変換され、その後、管電圧用イン
バータ３および管電流用インバータ１３へ送り込まれる
。

管電圧用インバータ３は、４つのトランジスタＴＲ２〜
ＴＲ５によって構成されるブリッジ２３（いわゆる、フ
ルブリッジ）によって形成されている。これらの各トラ
ンジスタＴＲ２〜ＴＲ５のゲートＧ２〜Ｇ５は、ＰＷＭ
回路２４を介して管電圧・管電流設定回路１６からの指
令に基づいて動作するドライブ回路２５に接続されてい
る。

管電流用インバータ１３は、２つのコンデンサＣ２，Ｃ
３および２つのトランジスタＴＲ６゜ＴＲ７によって構
成されるブリッジ２６（いわゆる、ハーフブリッジ）に
よって形成されている。

これらの各トランジスタＴＲ６およびＴＲ７のゲートＧ
６およびＧ７は、ＰＷＭ回路２７を介して管電圧・管電
流設定回路１６からの指令に基づいて動作するドライブ
回路２８に接続されている。

管電圧供給用の整流器１０からＸ線発生装置３３へ至る
給電回路内には、直列に接続された２つの抵抗Ｒ５，Ｒ
６によって構成された分圧回路２９が設けられている。

この分圧回路、２９により、フィラメント６とターゲッ
ト７との間に印加される管電圧の変動が検出され、その
変動信号が電気絶縁手段３０を介して管電圧制御用のＰ
ＷＭ回路２４の入力端にフィードバックされている。

また、上記給電回路には電流検出回路３１が接続されて
いて、この電流検出回路３１により、この給電回路内を
流れる電流、すなわち管電流の変動が検出される。この
電流変動は、電気絶縁手段３２を介して管電流制御用の
ＰＷＭ回路２７の入力端にフィードバックされている。

上記の管電圧・管電流設定回路１６には、希望する管電
圧および管電流をＸ線発生装置３３に供給するにあたっ
て、整流回路２内のサイリスタＴＨ１，ＴＨ２、ＤＣ−
ＤＣコンバータ８内のトランジスタＴＲＩ、フルブリッ
ジ２３を構成するトランジスタＴＲ２〜ＴＲ５、そして
ハーフブリッジ２６を構成するトランジスタＴＲ６，Ｔ
Ｒ７の各素子をどのように駆動すればよいのかというこ
とについてのデータが記憶されている。従って、この管
電圧・管電流設定回路１６に任意の希望する管電圧およ
び管電流の値をセットすれば、上記の各サイリスタおよ
びトランジスタに適宜の駆動パルス信号が印加され、結
果的に、フィラメント６およびターゲット７に希望する
管電圧および管電流が付与される。

この場合、本実施例においては、整流回路２とインバー
タ３，１３との間にＤＣ−ＤＣコンパータ８が設けられ
、そのコンバータ８内におけるトランジスタＴＲＩによ
るスイッチング動作および平滑回路２１による平滑作用
により、整流回路２からの８力信号に含まれる電源周期
に対応した脈動成分が除去されるようになっている。ま
た、ＤＣ−ＤＣコンバータ８の出力信号は１分圧回路２
２によって取り出されてトランジスタＴＲＩのゲート入
力側へフィードバックされている。従って、管電流に変
動が生じた場合には、それを補正するようにトランジス
タＴＲＩのＯＮ／○ＦＦタイミングが制御される。これ
により、常に安定した電力供給を行うことが可能となる
。

なお本実施例では、整流回路２、管電圧制陣用フルブリ
ッジ２３、そして管電流制御用ハーフブリッジ２６にも
それぞれフィードバックループを設けであるので、きわ
めて変動の少ない安定した電力をＸ線発生装置３３に供
給することができる。

本実施例においては、管電圧制御用ＰＷＭ回路２４への
フィードバックループおよび管電流制御用ＰＷＭ回路２
７へのフィードバックループのそれぞれに、電気絶縁手
段３０および３２を配置しであるので、Ｘ線発生装Ｗｔ
３３内において放電などの異常事態が発生しても、異常
電流がトランジスタ駆動系へ流れるという事故を防止す
ることができる。この場合、電気絶縁手段３０．３２と
しては、電気信号を光信号に変換して伝達するホトカプ
ラとか、電気信号をＶ／Ｆ　（電圧／周波数）変換して
光ファイバを通して伝達する信号伝達系とか、あるいは
いわゆるアイソレーションアンプなどといった。電気的
には絶縁状態にある信号伝達系が用いられる。

以上、一つの実施例を用いて本発明を説明したが、本発
明はその実施例に限定されるものではな１、Ｘ。

上記実施例では、ＤＣ−ＤＣコンバータ８に内蔵される
スイッチング素子としてトランジスタＴＲ１を用いたが
、トランジスタ夙外の任意のスイッチング素子あるいは
それと同じ機能を奏するスイッチング回路を用いること
もできる。また、そのスイッチング素子などに付随する
平滑回路などの各種機器も任意に取捨選択して使用する
ことができる。

整流回路２、管電圧用インバータ３、そして管電流用イ
ンバータ１３も、図に示した回路構成に限らず、同様の
機能を奏する他の任意の回路構成とすることができる。

［発明の効果］ 本発明によれば、電源からＸ線発生装置へ至る給電路内
にＤＣ−ＤＣコンバータを配置し、そのコンバータ内に
設けられているスイッチング素子のスイッチング制御に
よって電源電力を電力変換してＸ線発生装置に供給する
ようにしたので、電源周期の脈動成分が完全に除去され
た状態でＸ線発生装置に電力が供給される。従って、Ｘ
線発生装置からは、脈動のない安定したＸ線が得られる
。

また、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力を上記スイッチング
素子を駆動するための駆動手段へフィードバックするよ
うにしておけば、管電流に変動が生じる場合にもＸ線発
生装置に供給される電力を常に一定量に保持することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電源装置の一実施例を示す回路図
、第２図は従来の電源装置の一例を示す回路図である。 １・・・商用電源、２・・・整流回路、３・・・管電圧
泪インバータ、６・・・フィラメント、７・・・ターゲ
ット、８−・・ＤＣ−ＤＣコンバータ、９・・・昇圧ト
ランス、１３・・・管電流用インバータ、１７・−・Ｐ
ＷＭ回路、１８・・・ドライブ回路、３３・−・Ｘ線発
生装置、ＴＲＩ・・・トランジスタ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）交流電圧を整流手段によって整流して直流電圧に
   変換し、その直流電圧をインバータによって交流電圧に
   変換した後に昇圧し、その昇圧された電圧を整流してフ
   ィラメントとターゲットとの間に印加するＸ線発生装置
   の電源装置において、 上記整流手段と上記インバータとの間に、スイッチング
   素子を内蔵したＤＣ−ＤＣコンバータが配置されており
   、 整流手段から出力された電圧は、上記スイッチング素子
   によつて導通制御された後にインバータに供給されるこ
   とを特徴とする電源装置。
2. （２）請求項１記載の電源装置において、 ＤＣ−ＤＣコンバータはフィードバックループを有して
   おり、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力信号がそのフィード
   バックループによつて、上記スイッチング素子を駆動す
   るためのスイッチング駆動手段へ帰還されることを特徴
   とする電源装置。