JPS63291397A - Ｘ線装置 - 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、直列共振型ブリッジインバータ方式のＸ線装
置に関するものである。

（従来の技術） 一般に直列共振型ブリッジインバータ方式のＸ線方式に
おいては、交流電源（一般に商用電源）からの交流入力
電圧を整流、平滑して直流電圧を得ると共に、これを大
容聞のコンデンサを含む直列共振型ブリッジインバータ
を介して所定の交流電圧に変換し、これを基に、Ｘ線管
の曝射に必要な直流電圧（Ｘ線管電圧）を発生させるよ
うにしている。

ところで、このようなＸ線装置においては、一般に躍影
と呼ばれる比較的負荷の重い短時間曝射と透視と呼ばれ
る負荷の軽い長時間曝射とのモールドが使われるが、こ
れらいずれのモードにおいても、Ｘ線出力を一定に維持
する必要があり、そのだめには管電圧を広範囲に可変で
きなければならない。

しかしながら従来装置においては、軽負荷時すなわち出
力が小さい時に出力（特に管電圧）の制御範囲が狭くな
る欠点があった。そこで直列共振型ブリッジインバータ
において共振回路に直列にインダクタを挿入すると共に
変圧器の一次巻線と並列にスイッチを接続し、このスイ
ッチの閉成タイミングをインバータのドライバーパルス
のタイミングから任意の時間遅延させて設定可能として
いた。

（発、明が解決しようとする問題点） しかしながら、前記ドライバーパルスから任意の時間遅
延させて前記スイッチを駆動するようにしても、共振回
路の減衰振動により逆方向（１／２周期以降）に流れる
電流を制御していなかったため、この逆方向電流が変圧
器の一次巻線に流れ管電圧生成に供されることになり、
高圧出力を十分に絞り込むことができなかった。

そこで本発明は上記の欠点を除去するもので、軽負荷時
においても高圧出力を十分に絞り込むことができ、十分
に広い管電圧制御範囲が得られるＸ線装置を提供するこ
とを目的としている。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は、一次巻線及び二次巻線を備えた変圧器と、こ
の変圧器の一次巻線と共に直列共振回路を形成するコン
デンサと、ドライバーパルスのタイミングにより、前記
直列共振回路に直流電圧を断続的に印加するスイッチン
グ回路とを有して直列共振型ブリッジインバータ回路を
形成して成り、前記変圧器の二次巻線出力よりＸ線管電
圧を生成するＸ線装置において、前記直列共振回路に直
列接続されたインダクタと、前記変圧器の一次巻線に並
列接続されたスイッチと、このスイッチの閉成タイミン
グ及び閉成期間を制御するスイッチ制御手段とを有する
ものである。

（作　用） 上記構成によれば、スイッチ制御手段により前記スイッ
チの閉成タイミング及び閉成期間を制御することができ
るため、この制御により、共振回路の減衰振動により逆
方向に流れる電流をも制御することができ、高圧出力を
十分に絞り込むことができる。このため軽負荷時におい
ても十分に広い管電圧制御範囲が得られる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図において、１は本発明装置に交流電圧を供給する
主たる電源である。２は４個の整流器２ａ、２ｂ、２ｃ
、２ｄをブリッジ接続して成る整流手段、３は２＠のコ
ンデンサ３ａ及び３ｂを互いに直列接続し、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、両者をもって第１の整流平滑手段２２を構成する。

６は一次巻線６ａ及び二次巻線６ｂを有する変圧器で、
この変圧器６の一次巻線６ａと前記コンデンサ３ａ、３
ｂの接続点との間には、インダクタ３０と共（辰用コン
デンサ５とが直列に接続され、これにより直列共振回路
が構成されている。

３１は一次巻線６ａに対して並列に設けられたスイッチ
（例えば双方向サイリスタ）である。

１６は変圧器６の一次巻線６ａに流れる電流（−微電流
）を検出する第１の検出手段（例えばカーレントトラン
ス）、１７はこの第１の検出手段１６の検出電流を電圧
信号に変換するＩ／Ｖ　（電流−電圧）変換手段である
。

２０は前記第１の整流平滑手段２２からの出力を所定の
周期をもって前記直列共振回路に供給するためのスイッ
チング回路で、互いに直列接続されたサイリスタ（ＳＣ
Ｒ）１２．１４及び各サイリスタに逆並列接続されたダ
イオード１３．１５を有して成る。

１９は、前記スイッチング回路２０及び前記スイッチ３
１の動作制御を司る制御部であり、この制御部１９は、
機能的に、所定の周期で前記サイリスタ１２．１４のゲ
ートにドライバーパルス（ＧＰｌ、ＧＰ２＞を送出して
前記直列共振回路への直流電圧の印加タイミングを制御
するサイリスタ制御手段２４と、前記スイッチ３１の閉
成りイミング及び閉成期間を制御するスイッチ制御手段
２５と、前記Ｉ／Ｖ変換手段１７の変換出力及び後述す
る第２の検出手段１１の検出出力に基づいてサイリスタ
制御手段２４及びスイッチ制御手段２５を制御するメイ
ンコントローラ２６とを有し、このメインコントローラ
２６の制御によりＸ線管電圧のフィードバック制御が行
われるようになっている。例えば前記スイッチ制御手段
２５は遅延時間可変なる第１．第２のタイマー機能を有
し、第１のタイマー機能により、前記ドライバーパルス
（ＧＰｌ、ＧＰ２＞から任意時間経過後にスイッチ閉成
信号（ＧＰ３）を生成し、第２のタイマー機能によりス
イッチ閉成信号（パルス信号）ＧＰ３の終期が直列共振
による電流の１／２周期以降となるようにパルス幅制御
を行うようにしている。

そして、前述した各要素によって直列共振型ブリッジイ
ンバータ回路２１が構成される。

７は前記二次巻線６ｂに誘起された電圧を４個の整流器
によって整流する整流手段、８はこの整流手段７の整流
出力を平滑するコンデンサで、この両者でもって第２の
整流平滑手段２３が構成されている。１０ａ、１０ｂは
この第２の整流平滑手段２３からの直流出力電圧（Ｘ線
管電圧）をＸ線管９の陽極９ａ及びフィラメント９ｂに
印加するための高圧ケーブル、１１は前記Ｘ線管電圧を
検出するための第２の検出手段で、これは前記第２の整
流平滑手段２３の出力端子と接地との間に直列に接続し
た抵抗１１ａ、１１ｂから成り、これらの抵抗１１ａ、
１１ｂによりＸ線管電圧を検出するようになっている。

そして、これらの各要素により高圧側回路が構成される
。

次にこのように構成された装置の作用について説明する
。

先ず、スイッチ３１の働きについて述べる。

スイッチ３１が閉成されると、−次電流が変圧器６の一
次巻線６ａをバイパスして流れるため、二次巻線６ｂに
は電圧が誘起されない。従って、−次電流における電流
波形の１インパルス（１／２周期）の任意の時間でスイ
ッチ３１を閉成すれば、出力電圧（すなわち、最終的に
Ｘ線管電圧）を制御することが可能になる。この場合、
スイッチ３１にはインダクタ３０及び共振用コンデンサ
５が直列に接続されることになるため、−次巻線６ａの
短絡後においても直列共振条件を満たし正常の共振動作
が行われる。

これは、第２図に示すように、ドライバーパルスＧＰ１
．ＧＰ２の論理和に相当する信号をそれぞれスイッチ制
御手段２５にてＴ秒間遅延させ、これをスイッチ３１の
閉成信号（パルス信号）ＧＰ３とすることによって達成
できるものである。

Ｘ線管電圧の変更はサイリスタ１２．１４の点弧周期を
可変にすることやスイッチ３１の投入位相を可変的に制
御することで達成可能となるが、負荷条件によりまだ十
分な可変領域が１ｑられない場合もある。このような問
題は出力の絞り込みが不完全のときに生ずる。すなわち
第２図においてＴ＝Ｏの時ドライバーパルスＧＰ１とＧ
Ｐ３とは同時となり、変圧器６の一次巻線６ａがスイッ
チ３１により短絡され正方向の共振電流はスイッチ３１
側に流れる。しかしスイッチ３１に双方向のサイリスタ
を用いた場合、共振電流が零になると該サイリスタがオ
フするために負方向の共振電流が変圧器６の一次巻線６
ａに流れてしまい、この結果第３図ａに示すように出力
Ｐを完全に零とすることが不可能となる。出力を完全に
絞り込むためには負方向共振電流を零にする必要があり
、これを実現するにはスイッチ３１の閉成期間をスイッ
チ制御手段２５により制御し、スイッチ閉成信号ＧＰ３
の期間（パルス幅）をＴ′秒間に延長し、ＧＰ３の終期
（立ち下りタイミング）を負方向の共振電流が流れるま
でとすればよい。これにより、第３図すに示すように出
力Ｐが完全に零となるまで絞り込むことができる。

このように本実施例装置においては、Ｘ線管電圧を広範
囲に制御できるので、軽負荷時においても過電圧や過電
流を生ずることがなく、Ｘ線管や整流素子などの破損が
防止され、また、安定なＸ線出力を得ることができる。

尚、スイッチ３１として自己消弧渫能を有するＧ−ＴＲ
ヤＧＴＯを適用してもよい。

本発明は、前述した実施例に限定されるものではなく、
その要旨の範囲内で種々変形することが可能である。例
えば図示実施例の場合、直列共振型ブリッジインバータ
回路２１内をハーフブリ′ツジとしているが、フルブリ
ッジでも良く、また、共振回路に直列に挿入したインダ
クタ３０の代わりに、前記スイッチング回路において直
列接続された素子間に巻方向が互いに逆方向となるよう
にインダクタを２個直列に接続し、その直列接続点を前
記直列共振回路に接続するようにしても良く、さらに第
１の整流平滑手段２２と直列共振型ブリッジインバータ
回路２１との間にインダクタを挿入しても良い。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、軽負荷時において
も高圧出力を十分に絞り込むことができ、十分に広い管
電圧制御範囲が得られる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図は本発明一実施例装置の回路図、第２図及び第３
図は本実施例装置の作用を説明するためのタイミング図
及び特性図である。 ５・・・コンデンサ、６・・・変圧器、６ａ・・・−次
巻線、６ｂ・・・二次巻線、１９・・・制御部、２０・
・・スイッチング回路、２１・・・直列共振型ブリッジ
インバータ回路、２５・・・スイッチ制御手段、３０・
・・インダクタ、３１・・・スイッチ。 、−ζＤ−１

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一次巻線及び二次巻線を備えた変圧器と、この変
   圧器の一次巻線と共に直列共振回路を形成するコンデン
   サと、ドライバーパルスのタイミングにより、前記直列
   共振回路に直流電圧を断続的に印加するスイッチング回
   路とを有して直列共振型ブリッジインバータ回路を形成
   して成り、前記変圧器の二次巻線出力よりＸ線管電圧を
   生成するＸ線装置において、前記直列共振回路に直列接
   続されたインダクタと、前記変圧器の一次巻線に並列接
   続されたスイッチと、このスイッチの閉成タイミング及
   び閉成期間を制御するスイッチ制御手段とを有すること
   を特徴とするＸ線装置。
2. （２）前記スイッチは双方向サイリスタであり、前記ス
   イッチ制御手段は、この双方向サイリスタをオンさせる
   パルス信号の終期が、直列共振による電流の１／２周期
   以降となるように制御する特許請求の範囲第１項に記載
   のＸ線装置。