JPH0451499A - Ｘ線高電圧装置 - 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】 ［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。

（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。

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。

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。

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
。

インバータ回路３は一対のトランジスタ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。

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。

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。

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。

（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。

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。

［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。

（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。

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。

（実施例） 以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。

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。

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。

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。

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、。

のスイッチング動作を行わせる。

次に本実施例の作用を説明する。

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。

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。

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。

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。

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。

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
。

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。

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。

［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
。

【図面の簡単な説明】

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。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （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Ｘ線高電圧装置。
2. （２）インバータ回路がプッシュプル型スイッチング素
   子から構成された請求項１記載のＸ線高電圧装置。