JPS6217840B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は医用あるいは工業用Ｘ線装置、特に
透視時の管電圧を制御する透視管電圧制御装置に
関するものである。

一般に医用Ｘ線装置では撮影及び透視の２方式
がある。透視の場合は撮影の場合に較べて管電流
が少く、時間が長く、また管電圧は連続的に変化
することが望ましい。

この透視管電圧制御のために、これまで摺動式
オートトランス、サイリスタ、トランジスタなど
が用いられている。

第１図は摺動式オートトランスを用いた透視管
電圧制御装置の一例を示す電気回路図である。

１は摺動式オートトランス、１Ａは摺動子、２
は高電圧変圧器、３は高電圧整流器、４はＸ線
管、Coは高電圧ケーブルに含まれる分布容量で
ある。

この場合の透視管電圧制御は摺動子１Ａを動か
せて高電圧変圧器２の入力電圧が設定される。こ
の出力電圧は高電圧整流器３で整流され、Ｘ線管
４に印加される。この方式では高電圧変圧器２の
入出力波形は共に正弦波であるため波形歪などの
問題は起らないが、機械的な制御であるため、応
答速度や耐久性が悪く、また小型・軽量化が難し
い。従つて最近ではサイリスタやトランジスタを
用いた制御方式が採用される傾向にある。

第２図はサイリスタを用いた方式の一例を示す
電気回路図で、５は電源電圧を補正するためのオ
ートトランス、６はサイリスタユニツト、７は位
相制御ユニツトで他は第１図と共通である。

この方式では管電圧の制御は、高電圧変圧器２
の１次回路に逆並列に接続された２個のサイリス
タ（又はトライアツク）で構成されるサイリスタ
ユニツト６を位相制御し、高電圧変圧器２の入力
電圧を調整することにより設定される。

第３図は第２図の各部の電圧波形を示すもので
ａは位相制御ユニツト７からの同期信号、ｂの斜
線部はサイリスタユニツト６により位相制御され
た高電圧変圧器２への入力電圧波形、ｃの実線は
Ｘ線管４に印加される実線の管電圧波形で、点線
は高電圧変圧器２の巻数比から計算した管電圧波
形である。

なお、管電圧波形は高電圧ケーブルに含まれる
分布容量Coにより平滑化が行なわれるので、第
３図のｃに示す波形となる。この方式では高電圧
変圧器２の出力電圧、すなわち位相制御された管
電圧は一般に計算値よりも高くなり、しかもこれ
は管電流値により変化するという面倒な問題を含
んでいる。このような現象が起るのは第４図の高
電圧変圧器２の等価回路で示すように浮遊インダ
クタンスＬと浮遊容量Ｃが共振現象を起すためで
ある。

すなわち、第３図ｂの波形ではその立上り部分
が急峻であるため、多くの高周波を含んでいる。
従つてこれらのうち高電圧変圧器２の共振周波数
１／２π√付近のものが共振現象を起し出力
電圧を上昇させるのである。

このため、この方式で正確な電圧制御を行なう
ためには出力管電圧を位相制御部に帰還して制御
するという非常に複雑な手段を講じなければなら
ない。

第５図は全波整流回路とトランジスタを用いた
方式の一例を示す電気回路図で、８は整流器をブ
リツジ接続した全波整流回路８Ａとその出力回路
に設けられたトランジスタ８Ｂとよりなるトラン
ジスタユニツト、９はベース制御ユニツトであ
る。

すなわち、第５図では高電圧変圧器２の１次回
路に整流器をブリツジ接続した全波整流回路８Ａ
を挿入して、その出力回路のトランジスタ８Ｂに
常に直流が印加されるように構成され、トランジ
スタ８Ｂはベース制御回路９で制御される。

一般にトランジスタはON／OFFを任意に制御
可能なため第６図のように入力電源電圧の立上り
部分だけを高電圧変圧器２に与えたり、第７図の
ように入力電源電圧のうち一定値以上のものをト
ランジスタ８Ｂで消費させ、結局斜線部だけを高
電圧変圧器２に与えるという方法は容易に考えら
れるところである。

しかし、これらの方法をそのまま透視管電圧制
御回路に応用すると次のような問題が発生する。

すなわち、第６図の方式では、トランジスタ８
Ｂが入力電流を供給する期間が短いため出力管電
圧のリツプルが大きい。また第７図ではリツプル
は少くなるがトランジスタ８Ｂの発熱量が非常に
大きい。

一般に透視の場合、高電圧変圧器２の入力電圧
は50〜120V、入力電流は３〜8Aの範囲を連続的
に調整されなければならない。この場合、トラン
ジスタ８Ｂは最大（120−50）^V×８^A＝560Wとい
う非常に大きな容量のものが必要になる。

現在このような大容量のトランジスタを１個で
実現することは不可能で数個を並列に使用するこ
とになるが、この放熱量も機器の小型化という見
地から問題が多い。

このように従来の方式はいずれも実用的な見地
から種々の問題を含んでいた。

この発明は上記に鑑み、正確なＸ線管電圧の制
御を行なうことができると共にそれに加えて応答
時間を非常に早くすることのできるＸ線管電圧制
御装置を提供しようとするものである。

第８図は、この発明による透視管電圧制御装置
の一例を示す電気回路図で、１１はパルスユニツ
ト１０とトランジスタユニツト８を結合するため
のフオトカプラである。１０Ａは変圧器で、その
入力側はトランジスタユニツト８の電源側に接続
されている。変圧器１０Ａの出力は、ダイオード
ブリツジ１０Ａを通して全波整流され、１０Ｃ比
較器の反転端子に入力される。一方１０Ｄは一定
の直流電圧を与える可変抵抗器で、この可変出力
端子は比較器１０Ｃの非反転側入力端子に接続さ
れる。

比較器１０Ｃの出力は電流抑制抵抗１０Ｅを通
してフオトカプラ１１のフオトダイオード１１Ａ
に接続されているため、フオトトランジスタ１１
Ｂでトランジスタ８Ｂを駆動させることができ
る。

第９図は、第８図の動作説明図でａはフオトダ
イオード１１Ａの出力であり、電源電圧が可変抵
抗器１０Ｄの所定値以下の位相でONになり、ト
ランジスタ８Ｂを導通させる。この位相は可変抵
抗器１０Ｄで設定される。ｂは高電圧変圧器２の
入力電圧、ｃは管電圧波形である。すなわち、管
電圧は可変抵抗器１０Ｄで設定されることにな
る。

以上のように、この発明によれば交流電源電圧
の1/2サイクル当り２回トランジスタ８Ｂと導通
することになり、従来の第６図の方式に較べて管
電圧のリツプルは1/2になる。また初めの立上り
部分は正弦波で立上りが緩やかであるため、管電
圧が異常に上昇することはないか、また次の立上
り部分は急峻であるが、第４図で示した浮遊容量
Ｃは初めのパルスですでに充電されているため、
この時も管電圧の異常上昇現象は起らず、入力電
圧と管電圧は比例することから、極めて正確で、
且つ応答速度の速いＸ線管電圧の制御が可能とな
る。

さらに全波整流回路の出力回路に設けられたト
ランジスタ８Ｂは単にON／OFFで制御されるの
みであるので、熱の発生は非常に少いので小容量
のものでよい。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第７図は従来の透視管電圧制御装置
の構成を示す電気回路図ならびに説明用図、第８
図は、この発明の一実施例を示す電気回路図、第
９図は第８図の動作説明用波形図である。 ２……高電圧変圧器、３……高電圧整流器、４
……Ｘ線管、５……オートトランス、８Ａ……全
波整流回路、８Ｂ……トランジスタ、１０……パ
ルスユニツト、１０Ａ……高圧器、１０Ｂ……ダ
イオードブリツジ、１０Ｃ……比較器、１０Ｄ…
…可変抵抗器（管電圧設定器）、１１……フオト
カプラ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 交流電源で付勢される高電圧変圧器の１次回
   路に全波整流回路を接続し、この整流回路の出力
   回路に設けられたトランジスタの導通位相を制御
   してＸ線管電圧を調整するようにしたＸ線装置に
   おいて、前記トランジスタを交流電源電圧の設定
   管電圧に対応する所定値以下の位相期間のみ導通
   制御するように構成したことを特徴とするＸ線管
   電圧制御装置。 ２ 前記トランジスタの導通を制御する回路は交
   流電源電圧の全波整流出力と、管電圧の設定信号
   を比較する比較器であり、この比較器の出力でト
   ランジスタの導通位相を制御することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載のＸ線管電圧制御装
   置。