JPH0451499A - X-ray high voltage device - Google Patents
X-ray high voltage deviceInfo
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- JPH0451499A JPH0451499A JP16102990A JP16102990A JPH0451499A JP H0451499 A JPH0451499 A JP H0451499A JP 16102990 A JP16102990 A JP 16102990A JP 16102990 A JP16102990 A JP 16102990A JP H0451499 A JPH0451499 A JP H0451499A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
本発明は、X線CT装置等の高電圧電源装置として適用
されるX線高電圧装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to an X-ray high-voltage device that is applied as a high-voltage power supply device for an X-ray CT device or the like.
(従来の技術)
X線CT装置、X線診断装置等の医療装置においてはX
線を発生させるための高電圧電源が必要であるが、この
電源としてスイッチング方式の直流安定化電源が一般に
用いられている。このスイッチング方式の電源は商用交
流電源(100V。(Prior art) In medical equipment such as X-ray CT equipment and
A high voltage power supply is required to generate the line, and a switching DC stabilized power supply is generally used as this power supply. This switching type power supply is a commercial AC power supply (100V).
50H2又は60H2)を利用して、この直流入力をト
ランジスタ等のスイッチング素子によりスイッチングし
て高周波交流(15KH2乃至20KH,)に変換した
後、整流して高電圧を得るものであり、安定した出力電
圧が得やすいという利点を有している。すなわちこのス
イッチング方式の電源はいわゆるインバータ回路を構成
して、このインバータ回路のスイッチング動作により直
流の入力から出力へ伝達させる時間を断続させて、所望
の出力が得られるよう□に制御するものである。50H2 or 60H2), this DC input is switched by a switching element such as a transistor to convert it into high frequency AC (15KH2 to 20KH,), and then rectified to obtain a high voltage, resulting in a stable output voltage. It has the advantage of being easy to obtain. In other words, this switching type power supply constitutes a so-called inverter circuit, and the switching operation of this inverter circuit intermittents the time during which direct current is transmitted from input to output, and is controlled in such a way that the desired output is obtained. .
第5図はこのようなインバータ回路を利用したX線高電
圧装置の従来の構成を示すもので、1は交流入力電源、
2は整流回路、3は直流入力をスイッチングして高周波
交流に変換するインバータ回路、4は高周波交流を昇圧
する高圧トランス。Figure 5 shows the conventional configuration of an X-ray high voltage device using such an inverter circuit, in which 1 is an AC input power source;
2 is a rectifier circuit, 3 is an inverter circuit that switches DC input and converts it into high-frequency AC, and 4 is a high-voltage transformer that boosts the high-frequency AC.
5は昇圧交流を整流する整流回路である。6はX線管等
の負荷で整流回路5から出力された高電圧が印加される
。5 is a rectifier circuit that rectifies the boosted alternating current. 6 is a load such as an X-ray tube, to which the high voltage output from the rectifier circuit 5 is applied.
インバータ回路3は一対のトランジスタQ 。The inverter circuit 3 includes a pair of transistors Q.
Q2によるプッシュプル型から成り、電圧共振回路から
構成されている。Q、、Q2は発振回路9で発生された
スイッチング信号に基いてドライバ8によって駆動され
てスイッチング動作を行う。It is a push-pull type with Q2, and is composed of a voltage resonant circuit. Q, , Q2 are driven by a driver 8 based on a switching signal generated by an oscillation circuit 9 to perform a switching operation.
この場合トランジスタQ、、Q2を制御するスイッチン
グ信号の周波数は、最も効率良いスイッチング動作が行
われるような値に固定されている。In this case, the frequency of the switching signal that controls the transistors Q, . . . Q2 is fixed at a value that provides the most efficient switching operation.
通常このスイッチング周波数は最大負荷が接続されたと
き最も効率が良くなるように調整されている。なおイン
バータ回路3とドライバ8との間は絶縁トランス7を介
して絶縁されており、これによって高圧のインバータ回
路3側と低圧のドライバ8側との分離が図られている。Typically, this switching frequency is adjusted for maximum efficiency when the maximum load is connected. Note that the inverter circuit 3 and the driver 8 are insulated via an isolation transformer 7, thereby separating the high-voltage inverter circuit 3 side from the low-voltage driver 8 side.
すなわちインバー回路3側は比較的高い電圧によって動
作しているのに対して、ドライバ8側は比較的低い電圧
によって動作しているので、両者の相互干渉が防止され
ている。Cはコンデンサである。That is, while the inverter circuit 3 side operates with a relatively high voltage, the driver 8 side operates with a relatively low voltage, so mutual interference between the two is prevented. C is a capacitor.
(発明が解決しようとする課題)
ところで従来のX線高電圧装置では、負荷によって共振
回路の共振周波数が変化するので、共振周波数のスイッ
チング周波数のズレが変化するという問題がある。この
ため電磁ノイズ等を招くことによってスイッチング歪が
増加するようになる。この場合影響を抑えるべく調整を
試みても固定スイッチング周波数では最適周波数に調整
することは不可能である。(Problems to be Solved by the Invention) However, in the conventional X-ray high voltage apparatus, the resonant frequency of the resonant circuit changes depending on the load, so there is a problem in that the deviation of the switching frequency of the resonant frequency changes. Therefore, switching distortion increases due to electromagnetic noise and the like. In this case, even if adjustment is attempted to suppress the influence, it is impossible to adjust to the optimum frequency with a fixed switching frequency.
本発明は以上のような問題に対処してなされたもので、
負荷の変動にかかわらずスイッチング周波数が常に最適
値に自動調整されるようにしたX線高電圧装置を提供す
ることを目的とするものである。The present invention has been made in response to the above-mentioned problems.
It is an object of the present invention to provide an X-ray high voltage device in which the switching frequency is always automatically adjusted to an optimum value regardless of load fluctuations.
[発明の構成]
(課題を解決するための手段)
上記目的を達成するため本発明は1、直流入力をインバ
ータ回路によってスイッチングして交流に変換した後整
流して高電圧を得るX線高電圧装置において、インバー
タ回路の出力電圧波形をモニタし最適スイッチングポイ
ントを検出してこれに応じたパルス信号を発生する手段
と、このパルス信号に同期して前記インバータ回路をス
イッチングする駆動手段とを備えたことを特徴とするも
のである。[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) In order to achieve the above objects, the present invention provides (1) an X-ray high voltage that converts DC input into AC by switching it with an inverter circuit, and then rectifies it to obtain a high voltage; The apparatus includes means for monitoring an output voltage waveform of an inverter circuit, detecting an optimal switching point, and generating a pulse signal corresponding to the optimum switching point, and a driving means for switching the inverter circuit in synchronization with the pulse signal. It is characterized by this.
(作 用)
インバータ回路の出力電圧波形をモニタすることにより
この出力波形から常に最適のスイッチングポイントを検
出してこれに応じたゼロクロスパルスのようなパルス信
号を発生する。(Function) By monitoring the output voltage waveform of the inverter circuit, the optimum switching point is always detected from this output waveform and a pulse signal such as a zero-cross pulse is generated in accordance with this point.
続いてこのパルス信号に同期して発振回路を制御してイ
ンバータ回路を駆動する。これによって常に最適のスイ
ッチングタイミングを得ることができるので、負荷の変
動にかかわらずスイッチング周波数を最も効率良いスイ
ッチング動作が行われるような最適値に自動調整するこ
とができる。Subsequently, the oscillation circuit is controlled in synchronization with this pulse signal to drive the inverter circuit. As a result, the optimum switching timing can always be obtained, so that the switching frequency can be automatically adjusted to the optimum value that allows the most efficient switching operation to be performed regardless of load fluctuations.
(実施例) 以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。(Example) The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
第1図は本発明のX線高電圧装置の第1の実施例を示す
もので、1は商用電源から成る交流入力電源、この交流
入力を整流して出力する整流回路。FIG. 1 shows a first embodiment of the X-ray high-voltage apparatus of the present invention, in which reference numeral 1 denotes an AC input power source consisting of a commercial power source, and a rectifier circuit that rectifies and outputs this AC input.
3は一対のトランジスタQl、Q2のプッシュプル型か
ら成り直流入力をスイッチングして高周波交流に変換し
て出力するインバータ回路、4は高周波交流を昇圧する
高圧トランス、5は昇圧交流を整流して出力する整流回
路、6は整流高電圧が印加されるX線管から成る負荷で
ある。また、7は絶縁トランス、8はドライバ、9は発
振回路で、以上は従来の構成と同じである。3 is an inverter circuit consisting of a pair of push-pull transistors Ql and Q2 that switches DC input, converts it to high-frequency AC, and outputs it; 4 is a high-voltage transformer that boosts the high-frequency AC; 5 rectifies the boosted AC and outputs it. 6 is a load consisting of an X-ray tube to which a rectified high voltage is applied. Further, 7 is an isolation transformer, 8 is a driver, and 9 is an oscillation circuit, which are the same as the conventional configuration.
10は波形検出回路でインバータ回路3の出力端子T1
.T2から得られる共振電圧波形をモニタするものであ
る。この波形検出回路10によって第3図(a)に示す
ような波形が検出され、これに基いて波形検出回路10
は第3図(b)のようなゼロクロスパルスを発生する。10 is a waveform detection circuit and the output terminal T1 of the inverter circuit 3
.. This monitors the resonant voltage waveform obtained from T2. The waveform detection circuit 10 detects a waveform as shown in FIG. 3(a), and based on this, the waveform detection circuit 10
generates a zero-cross pulse as shown in FIG. 3(b).
すなわち波形検出回路10は各出力端子T 1. T
2から検出された第3図(a)の共振電圧波形がゼロレ
ベルを横切るごとに、出力レベルが正負に変化するゼロ
クロスパルスを発生する。すなわち最適スイッチングポ
イントを検出してこれに応じたパルス信号としてゼロク
ロスパルスを発生する。11.はクロック発生回路でゼ
ロクロスパルスの立上り又は立下りに応じて制御されて
、発振回路9を制御するスイッチングクロックを発生す
るためのものである。このクロック発生回路11.によ
って第3図(C)に示すようなスイッチングクロックが
発生され、ゼロクロスパルスに比べて1..12のタイ
ミングだけずれてそのスイッチングクロックを発生可能
に構成されている。VRはタイミングtI+j2の調整
用ボリュームである。タイミング1..12は本発明の
目的からすると小さいことが望ましいが、スイッチング
効率の向上とは相反する出力特性の改善を考慮すると多
少は大きいことが望ましい。発振回路9はスイッチング
クロックに同期して制御され、ドライバ8を介してイン
バータ回路3の一対のトランジスタQ、、Q、。That is, the waveform detection circuit 10 has each output terminal T1. T
Each time the resonant voltage waveform of FIG. 3(a) detected from 2 crosses the zero level, a zero-cross pulse whose output level changes positive or negative is generated. That is, the optimum switching point is detected and a zero-crossing pulse is generated as a pulse signal corresponding to the optimum switching point. 11. is a clock generation circuit that is controlled according to the rising or falling edge of the zero-cross pulse to generate a switching clock that controls the oscillation circuit 9. This clock generation circuit 11. A switching clock as shown in FIG. 3(C) is generated by 1. compared to the zero-cross pulse. .. The switching clock is configured to be able to generate the switching clock with a timing shift of 12. VR is a volume for adjusting timing tI+j2. Timing 1. .. Although it is desirable that 12 be small from the purpose of the present invention, it is desirable that it be somewhat large in consideration of improvement in output characteristics, which is contrary to improvement in switching efficiency. The oscillation circuit 9 is controlled in synchronization with a switching clock, and is connected to a pair of transistors Q, , Q, of the inverter circuit 3 via a driver 8.
のスイッチング動作を行わせる。The switching operation is performed.
次に本実施例の作用を説明する。Next, the operation of this embodiment will be explained.
インバータ回路3のスイッチング動作中の共振電圧波形
はその出力端子T1.T2において波形検出回路10に
よってモニタされ、波形検出回路10は最適スイッチン
グポイントを検出して第3図(b)のようなゼロクロス
パルスを出力する。The resonant voltage waveform during switching operation of the inverter circuit 3 is generated at its output terminal T1. At T2, it is monitored by the waveform detection circuit 10, and the waveform detection circuit 10 detects the optimum switching point and outputs a zero-crossing pulse as shown in FIG. 3(b).
このゼロクロスパルスはクロック発生回路11に出力さ
れ、クロック発生回路11はそれに応じて第3図(C)
のようなスイッチングクロックを発生して発振回路9に
出力する。これによって発振回路9はスイッチングクロ
ックに同期してドライバ8を介してインバータ回路3の
一対のトランジスタQ、、Q2をスイッチングさせる。This zero-cross pulse is output to the clock generation circuit 11, and the clock generation circuit 11 responds to the clock generation circuit 11 as shown in FIG. 3(C).
A switching clock is generated and output to the oscillation circuit 9. As a result, the oscillation circuit 9 switches the pair of transistors Q, Q2 of the inverter circuit 3 via the driver 8 in synchronization with the switching clock.
このような本実施例によれば、発振回路9を制御するス
イッチングクロックは常に最適スイッチングポイントを
検出して発生されたゼロクロスパルスに応じて発生され
ているので、最適スイッチングタイミングが発振回路9
にフィードバックされてインバータ回路3がスイッチン
グされることになる。これによって常に最適なスイッチ
ングタイミノジを得てインバータ回路3のスイッチング
動作を制御することができるので、負荷の変動にかかわ
らずスイッチング周波数を最も効率良いスイッチング動
作を行わせるような最適値に自動的に調整することがで
きる。すなわち、常に最大の効率でインバータ回路3を
動作させることが可能となる。従って電磁ノイズ等の増
加を招くことは防止されるのでスイッチング歪が低減さ
れるようになる。またスイッチング周波数が自動的に最
適値に調整されるので、煩雑な調整作業が不要となるた
めオペレータに対する負担を軽減することができる。According to this embodiment, the switching clock that controls the oscillation circuit 9 is always generated in response to the zero-cross pulse generated by detecting the optimal switching point, so that the optimal switching timing is determined by the oscillation circuit 9.
This is fed back to the inverter circuit 3 and the inverter circuit 3 is switched. This allows the switching operation of the inverter circuit 3 to be controlled by always obtaining the optimum switching timing, so the switching frequency is automatically set to the optimum value that allows the most efficient switching operation regardless of load fluctuations. Can be adjusted. That is, it becomes possible to always operate the inverter circuit 3 with maximum efficiency. Therefore, an increase in electromagnetic noise, etc. is prevented, and switching distortion is reduced. Furthermore, since the switching frequency is automatically adjusted to the optimum value, complicated adjustment work is no longer necessary, and the burden on the operator can be reduced.
第2図は本発明の第2の実施例を示すもので、インバー
タ回路3を構成している一対のトランジスタQ、、Q2
の各出力端子E + C1間及びE2−C2から出力
される電圧波形を第1の波形検出回路10a及び第2の
波形検出回路10bによってモニタするようにしたもの
である。これら第1−及び第2の波形検出回路10a、
10bによって第4図(a)に示すような波形か検出さ
れ、これに基いてこれら波形検出回路10a、10bは
第4図(b)のような検出パルスを発生する。FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention, in which a pair of transistors Q, , Q2 forming an inverter circuit 3 is shown.
A first waveform detection circuit 10a and a second waveform detection circuit 10b monitor the voltage waveforms output between each output terminal E+C1 and from E2-C2. These first and second waveform detection circuits 10a,
10b detects a waveform as shown in FIG. 4(a), and based on this, these waveform detection circuits 10a and 10b generate detection pulses as shown in FIG. 4(b).
そしてこの検出パルスはクロック発生回路11に出力さ
れ、これに応じてクロック発生回路11は第4図(C)
のようなスイッチングクロックを発生して発振回路9に
出力する。Cはコンデンサである。This detection pulse is output to the clock generation circuit 11, and the clock generation circuit 11 responds to the clock generation circuit 11 as shown in FIG. 4(C).
A switching clock is generated and output to the oscillation circuit 9. C is a capacitor.
このような第2の実施例によっても、第1及び第2の波
形検出回路10a、10bが最適スイッチングポイント
を検出してこれに応じた検出パルスが発生されることに
より、最適スイッチタイミングが発振回路9にフィード
バックされることになる。従って前記第1−の実施例同
様にインバータ回路3は、負荷の変動にかかわらず、常
に最も効率良いスイッチング動作を行うように制御され
るので、第1の実施例と同様な効果を得ることができる
。In the second embodiment as well, the first and second waveform detection circuits 10a and 10b detect the optimum switching point and generate detection pulses accordingly, so that the optimum switch timing is determined by the oscillation circuit. 9 will be fed back. Therefore, as in the first embodiment, the inverter circuit 3 is controlled to always perform the most efficient switching operation regardless of load fluctuations, so that the same effects as in the first embodiment can be obtained. can.
なお各実施例においてクロック発生回路によるスイッチ
ングクロックの発生タイミングを調整することによって
、必要に応じてスイッチング動作の効率をわずかに低下
させる代りに、負荷に対する出力の向上を図ることが可
能となる。In each embodiment, by adjusting the generation timing of the switching clock by the clock generation circuit, it is possible to improve the output to the load at the cost of slightly reducing the efficiency of the switching operation as necessary.
本発明によってX線CT装置、X線診断装置等のように
特に高電圧電源を必要とする医療装置に対して、安定に
高電圧を提供することができ、必要に応じて類似の他の
装置に対して適用することも可能である。According to the present invention, high voltage can be stably provided to medical devices that particularly require a high voltage power supply, such as X-ray CT devices and X-ray diagnostic devices, and other similar devices can be provided as necessary. It is also possible to apply it to
[発明の効果]
以上述べたように本発明によれば、インバータ回路の出
力波形をモニタして最適スイッチングタイミングを検出
するようにしたので、負荷の変動にかかわらず常にイン
バータ回路を効率良くスイッチング動作させるようにそ
のスイッチング周波数を自動的に調整することができる
。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the optimal switching timing is detected by monitoring the output waveform of the inverter circuit, so that the inverter circuit can always switch efficiently regardless of load fluctuations. Its switching frequency can be automatically adjusted to
第1図は本発明のX線高電圧装置の第1の実施例を示す
ブロック図、第2図は本発明の第2の実施例を示すブロ
ック図、第3図(a)乃至(C)は第1の実施例の作用
を説明する波形のタイムチャート、第4図(a)乃至(
C)は第2の実施例の作用を説明する波形のタイムチャ
ート、第5図は従来装置を示すブロック図である。
3・・・インバータ回路、6・・・X線管(負荷)、8
・・・ドライバ、9・・・発振回路、10.10a、1
.Ob・・・波形検出回路、1−1・・・クロック発生
回路、
Ql、Q2・・・トランジスタ。FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the X-ray high voltage apparatus of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention, and FIGS. 3(a) to (C) 4(a) to 4(a) are waveform time charts explaining the operation of the first embodiment.
C) is a waveform time chart explaining the operation of the second embodiment, and FIG. 5 is a block diagram showing a conventional device. 3... Inverter circuit, 6... X-ray tube (load), 8
...Driver, 9...Oscillation circuit, 10.10a, 1
.. Ob... Waveform detection circuit, 1-1... Clock generation circuit, Ql, Q2... Transistor.
Claims (2)
して交流に変換した後整流して高電圧を得るX線高電圧
装置において、インバータ回路の出力電圧波形をモニタ
し最適スイッチングポイントを検出してこれに応じたパ
ルス信号を発生する手段と、このパルス信号に同期して
前記インバータ回路をスイッチングする駆動手段とを備
えたことを特徴とするX線高電圧装置。(1) In an X-ray high-voltage device that converts DC input into AC using an inverter circuit and then rectifies it to obtain a high voltage, the output voltage waveform of the inverter circuit is monitored to detect the optimal switching point and respond accordingly. 1. An X-ray high voltage apparatus comprising: means for generating a pulse signal; and driving means for switching the inverter circuit in synchronization with the pulse signal.
子から構成された請求項1記載のX線高電圧装置。(2) The X-ray high voltage device according to claim 1, wherein the inverter circuit is comprised of push-pull switching elements.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16102990A JPH0451499A (en) | 1990-06-18 | 1990-06-18 | X-ray high voltage device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16102990A JPH0451499A (en) | 1990-06-18 | 1990-06-18 | X-ray high voltage device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0451499A true JPH0451499A (en) | 1992-02-19 |
Family
ID=15727245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16102990A Pending JPH0451499A (en) | 1990-06-18 | 1990-06-18 | X-ray high voltage device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0451499A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109768711A (en) * | 2019-02-28 | 2019-05-17 | 深圳市西林电气技术有限公司 | A kind of synchronous commutating control circuit and method |
-
1990
- 1990-06-18 JP JP16102990A patent/JPH0451499A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109768711A (en) * | 2019-02-28 | 2019-05-17 | 深圳市西林电气技术有限公司 | A kind of synchronous commutating control circuit and method |
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