JPH0556638B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、Ｘ線管の陽極とフイラメントとの間
に印加される高電圧（以下、「Ｘ線管電圧」と称
する）を発生するＸ線装置に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 従来のＸ線装置として、例えば米国特許第
4225788等に開示されているように、所謂直列共
振型ブリツジインバータ方式によるものがある。

この直列共振型ブリツジインバータ方式による
従来のＸ線装置は、例えば電源（一般に商用電
源）より供給される交流電圧を整流、平滑して直
流電圧を得、この直流電圧を、互いに直列接続さ
れた第１、第２のサイリスタにより交互にスイツ
チングし、このスイツチング電圧を、変圧器の１
次巻線に共振用コンデンサが直列接続されて成る
共振回路に印加することにより減衰振動を誘発
し、前記変圧器の２次巻線に誘起された電圧を基
にＸ線関電圧を得ている。

ところで、このようなＸ線装置におけるＸ線管
電圧の値は、第１、第２のサイリスタの点弧周期
を変えることにより可変することができる。

しかしながら、第１、第２のサイリスタの点弧
周期を変えてＸ線管電圧を広範囲に可変すると、
以下に述べるような問題を生ずる。

第１図及び第２図は、それぞれ第１、第２のサ
イリスタのスイツチングにより変圧器巻線に流れ
る電流とサイリスタのゲートパルスとの関係を示
す波形図であり、図中ａは第１のサイリスタがオ
ンすることにより流れる電流を、またｂは第２の
サイリスタがオンすることにより流れる電流をそ
れぞれ示している。尚、斜線で示す領域は、共振
回路の減衰振動により、逆方向に流れ得る電流で
ある。

第１図に示すように、第１、第２のサイリスタ
のゲートに印加されるゲートパルスGP１，GP２
の繰り返し周期が短い（最大点弧周波数）場合に
は、変圧器に流れる電流が連続するので、Ｘ線管
電圧は高くなり、またこのＸ線管電圧に含まれる
脈流成分（リツプル）は少ない。

一方、第２図に示すように、第１、第２のサイ
リスタのゲートに印加されるゲートパルスGP１，
GP２の繰り返し周期が長い（低点弧周波数）場
合には、変圧器に流れるリツプルは多くなる。

したがつて、第１、第２のサイリスタの点弧周
期を変えてＸ線管電圧を広範囲に可変した場合、
Ｘ線管電圧が低い時程リツプルが多くなる。この
ように、Ｘ線管電圧に含まれるリツプルが多い
と、Ｘ線管より発生するＸ線量が低下し、良好な
Ｘ線写真を得ることができない（特に低Ｘ線管電
圧領域で行われる乳房撮影において不利となる）
等の問題を生ずる。

［発明の目的］ 本発明は前記事情に鑑みて成されたものであ
り、リツプルを増すことなくＸ線管電圧を可変し
得るところのＸ線装置の提供を目的とする。

［発明の概要］ 前記目的を達成するための本発明の概要は、入
力される交流電圧を整流、平滑して直流電圧を出
力可能な整流・平滑手段と、１次、２次巻線を有
する変圧器と、この変圧器の１次巻線に共振用コ
ンデンサが直列接続されてなる共振回路とを具備
し、前記共振回路に前記整流・平滑手段より出力
される直流電圧を所定の周期で印加することによ
り前記１次巻線に１次電流を流し、前記２次巻線
に誘起された電圧を基にＸ線管電圧を得るＸ線装
置において、前記交流電圧を入力し、かつ、前記
整流・平滑手段より出力される直流電圧を可変し
得る電圧切り換え手段と、前記共振回路に前記整
流・平滑手段より出力される直流電圧を、前記変
圧器の１次巻線電流値および前記変圧器の２次巻
線間電圧値に基づいて決定される周期で印加する
手段とを具備したことを特徴とするものである。

［発明の実施例］ 以下、本発明の一実施例について図面を参照し
ながら説明する。

第３図は本発明に係るＸ線装置の構成を示す回
路図であり、１は本装置に交流電圧を供給する電
源である。また、２は整流器２ａ，２ｂ，２ｃ，
２ｄがブリツジ接続され、かつ、前記電源１より
供給される交流電圧を整流するための整流手段、
３はコンデンサ３ａ及び３ｂが互いに直列接続さ
れ、かつ、前記整流手段２より整流された電圧を
平滑するための平滑手段である。

尚、前記整流手段２と前記平滑手段３とを整
流・平滑手段２２と総称する。

また、２１は前記整流・平滑手段２２より出力
される直流電圧を可変し得る電圧切り換え手段で
あり、例えば前記電源１より前記整流・平滑手段
２２に印加される交流電圧の印加個所を切り換え
る切り換え手段である。

６は１次巻線６ａ及び２次巻線６ｂを有する変
圧器であり、この変圧器６の１次巻線６ａに共振
用コンデンサ５が直列接続されて共振回路が構成
されている。

２０は前記共振回路に所定の周期で直流電圧を
印加することにより、前記１次巻線６ａに１次電
流を流し得る１次電流発生手段、１６は前記１次
電流を検出する第１の検出手段（例えばカーレン
トトランスを含んで構成される）、１７は前記第
１の検出手段１６の出が（電流信号）を電圧信号
に変換するＩ／Ｖ（電流・電圧）変換手段、７は
前記２次巻線６ｂに誘起された電圧を整流する整
流手段、８は前記整流手段７に並列に接続され、
かつ、整流手段７の出力を平滑するコンデンサで
ある。このコンデンサ８により平滑された電圧
（以下、この電圧を「Ｘ線管電圧」と称する）は、
高圧ケーブル１０ａ，１０ｂを介してＸ線管９の
陽極９ａとフイラメント９ｂとの間に印加される
とともに、例えば抵抗１１ａ，１１ｂが直列接続
されて成る第２の検出手段１１によつて検出され
る。１９は、前記１次電流発生手段２０に所定の
周期でタイミング信号（ゲートパルス）を出力
し、前記共振回路への直流電圧印加のタイミング
を制御するとともに、前記第１、第２の検出手段
１６，１１の検出信号を基にフイードフオワード
制御及びフイードバツク制御（後に詳述する）を
行い得る制御手段である。

次に、このように構成される装置の作用につい
て説明する。

電源１より供給された交流電圧は、切り換え手
段２１を介して整流・平滑手段２２に印加され、
整流手段２により整流された後、平滑手段３によ
り平滑される。

ここで、前記切り換え手段２１が接点ａ側に切
り換えられた場合（図示状態）、電源１より供給
される交流電圧は、整流器２ａ，２ｃの直列接続
点と整流器２ｃ，２ｄの直列接続点との間に印加
され、整流手段２より全波整流される。よつて、
コンデンサ３ａ及び３ｂのそれぞれの端子間に
は、電源１の電圧のほぼ1/2に等しい直流電圧が
生ずる。

また、前記切り換え手段２１が接点ｂ側に切り
換えられた場合、電源１より供給される交流電圧
は、整流器２ｂ及び２ｄの直列接続点とコンデン
サ３ａ，３ｂの直列接続点との間に印加され、整
流手段２により半波倍電圧整流される。よつて、
コンデンサ３ａ及び３ｂのそれぞれの端子間に
は、電源１の電圧にほぼ等しい直流電圧が生ず
る。

したがつて、切り換え手段２１により整流・平
滑手段２２に印加される交流電圧（電源１より供
給される電圧）の印加個所を切り換えることによ
り、整流・平滑手段２２から出力される直流電圧
を２段階に可変するこができる。

次に、制御手段１９より所定の周期で出力され
るタイミング信号によつて、１次電流発生手段２
０内のサイリスタ１２及び１４が交互にスイツチ
ングされる。

サイリスタ１２がターンオフすると、先ずコン
デンサ３ａの直流電圧による電流がサイリスタ１
２を介して１次巻線６ａに半周期（順方向）流
れ、次に共振用コンデンサ５及び１次巻線６ａ
（厳密には変圧器６の２次側も影響する）により
決定される減衰振動により、それまでオン状態に
あつたサイリスタ１２がターンオフし、次の半周
期（逆方向）の電流が整流器１３を介して流れ
る。よつて、サイリスタ１２が一旦ターンオフす
ると、１周期の１次電流が１次巻線６ａに流れる
ことになる。

同様にサイリスタ１４がターンオンすると、１
周期の１次電流が１次巻線６ａに流れるが、その
電流方向は、前述したサイリスタ１２がターンオ
ンする場合とは逆方向となる。

このように、１次電流が１巻線６ａに流れる
と、２次巻線６ｂに電圧が誘起される。この誘起
電圧は、整流手段７により整流され、コンデンサ
８により平滑された後、Ｘ線管電圧としてＸ線管
９の陽極９ａ及びフイラメント９ｂ間に印加され
る。

次に、Ｘ線管電圧の可変について説明する。

Ｘ線管電圧の可変は、切り換え手段２１の切り
換え操作及び制御手段１９より出力されるタイミ
ング信号の繰り返し周期を変えることにより行い
得る。すなわち、Ｘ線曝射前に、切り換え手段２
１により共振回路（１次巻線６ａ及び共振用コン
デンサ５）に印加すべき直流電圧を予め設定し、
次いで制御手段１９より出力されるタイミング信
号の繰り返し周期を変えることによりＸ線管電圧
を可変すればよい。

このように、切り換え手段２１により共振回路
に印加すべき直流電圧を予め設定（例えば低電圧
に設定）すれば、サイリスタ１２及び１４を、第
２図に示すように低点弧周波数にしなくとも、Ｘ
線管電圧を所望の値にまで低下させることができ
る。したがつて、低Ｘ線管電圧時に含まれるリツ
プルは、従来装置に比べて極めて少なくなり、低
Ｘ線管電圧領域で行われる例えば乳房撮影におい
て有利となる。

次に、制御手段１９におけるフイードフオワー
ド制御及びフイードバツク制御について説明す
る。

１次巻線６ａに流れる１次電流は第１の検出手
段１６により検出され、その検出信号がＩ／Ｖ変
換手段１７を介することにより電圧信号に変換さ
れた後、第２の制御手段１９に入力される。

ここで、第２の制御手段１９は、前記第１の検
出手段１６より出力される検出信号を基にサイリ
スタ１２又は１４のターンオフを確認（減衰振動
による１周期の１次電流より電流方向が反転する
のを確認）しない限り、次のタイミング信号を出
力しない。すなわち、オン状態にある一方のサイ
リスタ（例えば１２）がターンオフしない限り他
方のサイリスタ（例えば１４）をターンオンさせ
ないようにフイードフオワード制御するのであ
る。

このように、第１の検出手段１６の検出信号を
基にフイードフオワード制御することにより、サ
イリスタ１２及び１４の双方が共にオン状態にな
るという最悪の状態を避けることができる。よつ
て装置は安定動作する。

また、Ｘ線管電圧は第２の検出手段１１により
検出され、その検出信号が制御手段１９に入力さ
れる。

ここで、制御手段１９は、前記第２の検出手段
１１の検出信号を基にＸ線管電圧を安定させるべ
くフイードバツク制御を行う。例えばＸ線管電圧
が所定の値より低くなつた場合には、タイミング
信号の繰り返し周期を短くし、Ｘ線管電圧を上昇
すべく作用するのである。

このように、第２の検出手段１１の検出信号を
基にフイードバツク制御することにより、ダンピ
ングが抑えられ安定したＸ線管電圧を得ることが
できる。

尚、本発明は前記実施例によつて限定されるも
のではなく、本発明の要旨の範囲内で適宜に変形
実施が可能であるのはいうまでもない。

例えば、前記実施例における整流・平滑手段２
２内に整流手段２は、整流器２ａ，２ｂ，２ｃ，
２ｄをブリツジ接続して構成したが、これに限定
されず、例えば第４図に示すように整流器２ｅ，
２ｆで構成することもできる。

第４図は第３図に示す装置の変形例を示す回路
図であり、電源１、切り換え手段２１及び整流・
平滑手段２２のみを示す。

切り換え手段２１が接点ａ側に切り換えられた
場合（図示状態）、電源１より供給される交流電
圧は、整流器２ｅ及び２ｆにより半波整流され
る。よつて、コンデンサ３ａ及び３ｂのそれぞれ
の端子間には、電源１の電圧のほぼ1/2に等しい
直流電圧が生ずる。

また、切り換え手段２１が接点ｂ側に切り換え
られた場合、電源１より供給される交流電圧は、
整流器２ｅ及び２ｆにより半波倍電圧整流され
る。よつて、コンデンサ３ａ及び３ｂのそれぞれ
の端子間には、電源１の電圧にほぼ等しい直流電
圧が生ずる。

尚、その他の構成は第３図と同様であるので省
略する。

このように構成しても、整流・平滑手段２２よ
り出力される直流電圧を可変することができるの
で、前記実施例と同様の効果を奏する。

また、前記実施例における電圧切り換え手段２
１は、整流・平滑手段２２に印加される交流電圧
の追加個所を切り換える切り換え手段としたが、
例えば、電源１と整流手段２との間に、複数の巻
線タツプを有する変圧器を接続し、巻線タツプ切
り換え手段により変圧器の巻線タツプを切り換え
るようにしてもよいし、あるいは、摺動式変圧器
を接続し、摺動子を摺動させることにより、整
流・平滑手段２２から出力される直流電圧を可変
するようにしてもよい。

前記実施例における第１の検出手段１６はカー
レントトランスを含んで構成したが、シヤント抵
抗を含んで構成してもよい。この場合、Ｉ／Ｖ変
換手段１７は必ずしも必要とはならない。尚、前
記カーレントトランスは貫通型を用いるのが望ま
しい。その理由は瞬時的に大電流が流れ、第１の
検出手段１６の温度上昇が懸念されるからであ
る。

さらに、前記実施例におけるサイリスタは
GTO、GTR等でも適用可能である。

［発明の効果］ 以上説明した本発明によれば、共振回路への直
流電圧印加のタイミング制御のみならず、共振回
路に印加される直流電圧を可変することより、Ｘ
線管電圧に含まれるリツプルを増すことなくＸ線
管電圧を可変し得るところのＸ線装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来のＸ線装置の作用を説
明するための波形図、第３図は本発明に係るＸ線
装置の構成を示す回路図、第４図は第３図に示す
装置の変形例を示す回路図である。 １……電源（交流）、２……整流手段、３……
平滑手段、５……共振用コンデンサ、６……変圧
器、６ａ……１次巻線、６ｂ……２次巻線、９…
…Ｘ線管、１１……第２の検出手段、１６……第
１の検出手段、２１……切り換え手段（電圧切り
換え手段）、２２……整流・平滑手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 入力される交流電圧を整流、平滑して直流電
   圧を出力可能な整流・平滑手段と、１次、２次巻
   線を有する変圧器と、この変圧器の１次巻線に共
   振用コンデンサが直列接続されてなる共振回路と
   を具備し、前記共振回路に前記整流・平滑手段よ
   り出力される直流電圧を所定の周期で印加するこ
   とにより前記１次巻線に１次電流を流し、前記２
   次巻線に誘起された電圧を基にＸ線管電圧を得る
   Ｘ線装置において、前記交流電圧を入力し、か
   つ、前記整流・平滑手段より出力される直流電圧
   を可変し得る電圧切り換え手段と、前記共振回路
   に前記整流・平滑手段より出力される直流電圧
   を、前記変圧器の１次巻線電流値および前記変圧
   器の２次巻線間電圧値に基づいて決定される周期
   で印加する手段とを具備したことを特徴とするＸ
   線装置。 ２ 前記電圧切り換え手段は、前記整流・平滑手
   段に印加される交流電圧の印加個所を切り換える
   切り換え手段よりなることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載のＸ線装置。 ３ 前記電圧切り換え手段は、複数の巻線タツプ
   を有する変圧器と、この変圧器の巻線タツプを切
   り換える巻線タツプ切り換え手段とを含んで構成
   されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のＸ線装置。 ４ 前記電圧切り換え手段は、摺動式変圧器より
   なることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   のＸ線装置。