JPS63298997A - 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（辰型ブリッジインバータ方式のＸ線
装置に関するものでおる。

（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ｉ＞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
容幡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、−股に踊影
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、そのた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
る欠点がおった。そこで直列共振型ブリッジインバータ
において共（辰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
イッチの開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。このた
め、例えば交流電源電圧変動や負荷変動により過電圧や
過電流が発生し、Ｘ線管や各種回路素子の劣化、破損等
を生じていた。

そこで本発明は上記の欠点を除去するもので、高圧出力
を十分に絞り込むことができ、過電圧や過電流の発生を
防止することができる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漸えた変圧器と、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、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
とを有して・成る直列共振型ブリッジインバータ回路を
備え、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、主要部の電圧若しくは電流を検
出する検出手段と、共振電流の零クロス前及び零クロス
後の半周期中に前記スイッチに対してスイッチ閉成信号
を送出し得る第１の制御手段と、前記検出手段の検出結
果に応じて前記スイッチ閉成信号の発生タイミングを制
御する第２の制御手段とを有するものである。

（作　用） 上記構成によれば、前記第１の制御手段により共振電流
の零クロス前及び零クロス後の周期中にスイッチ閉成信
号が発生されるので、共振回路の減衰振動により逆方向
に流れる共（辰電流をも制御することができ、しかも、
前記第２の制御手段により前記検出手段の検出出力に応
じてスイッチ閉成信号の発生タイミングを制御するよう
にしているので、過電圧や過電流の発生防止を図ること
ができる。

（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個のコ
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と共振用コンデ
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（−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）、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）変換手段であり
、共振電流の零クロスを検出する機能（回路）を有して
いる。零クロス検出回路は既存の技術により容易に実現
できる。

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、共振電流の零クロス前
及び零クロス後の半周期中に前記スイッチ３１に対して
スイッチ閉成信号を送出し得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
．第３．第４の検出手段１１゜４０．４１の検出出力に
応じてサイリスタ制御手段２４及びスイッチ制御手段２
５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耽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
後に第１のスイッチ閉成信号３２を生成し、第２のタイ
マー機能により共振電流の零クロスタイミングから任意
時間経過後に第２のスイッチ閉成信号３３を生成するよ
うにしている（第２図参照）。

尚、前記スイッチ制御手段２５及びメインコントローラ
２６が、本発明における第１．第２の制御手段にそれぞ
れ対応する。

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。’ｌｏａ、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、１Ｂ）から成り、これらの抵抗１１８
．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。

また、前記第３の検出手段４０はＸ線管９の管電流を検
出するものであり、前記第４の検出手段４１は電源１の
交流電圧を検出するものである。

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。したがつて、−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６
ａ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１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　（ここでは３２で示す
信号を意味する）とすることによって達成できる。

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、交流電源電圧や管電流
の変動がおる場合、及び負荷条件によりまだ十分な可変
領域が得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ＧＰＩとＧＰ３　（３
２）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共振電流の零クロスタイミング３
４から所定時間Ｔ′経過後に第２のスイッチ閉成信＠３
３を生成し、これをスイッチ３１に供給すればよい。こ
の第２のスイッチ閉成信号３３の発生はスイッチ制御手
段２５により行われ、発生タイミング制御はメインコン
トローラ２６により行われる。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。第２のスイッチ閉成信号３３の発生タイミング
は、第３の検出手段３０及び第４の検出手段３１の検出
結果、すなわち管電流、電源電圧の変動に応じて制御さ
れる。この第３．第４の検出手段４０．４１が本発明に
おける検出手段に相当する。

勿論、通常は第２のスイッチ閉成信号３３を発生しない
ようにしておき、管電流、電源電圧が許容範囲を越えた
場合にのみ第２のスイッチ閉成信号３３を発生させるよ
うにすることもできる。

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、過電圧や過電流を生ずることがな
く、Ｘ線管や回路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として自己消弧機能を有するＧ−ＴＲ
や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、直列共振型プＩノ′ツジインバ
ータ回路２１内をハーフブリッジとしているが、フルブ
リッジでも良く、また、共成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
前記直列共成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。また
、第４の検出手段４１を直流側に配置し、直流電圧を検
出するようにしても良い。

［発明の効果］ 以上詳）ホしたように本発明によれば、高圧出力を十分
に絞り込むことができ、過電圧や過電流の発生を防止す
ることができる。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
共成型ブリッジインバータ回路、２５・・・スイッチ制
御手段（第１の制御手段）、２６・・・メインコントロ
ーラ（第２の制御手段）、３０・・・インダクタ、　３
１・・・スイッチ、４０．４１・・・検出手段。

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、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を
   有して成る直列共振型ブリッジインバータ回路を備え、
   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、主要部の電圧若しくは電流を検出する
   検出手段と、共振電流の零クロス前及び零クロス後の半
   周期中に前記スイッチに対してスイッチ閉成信号を送出
   し得る第１の制御手段と、前記検出手段の検出結果に応
   じて前記スイッチ閉成信号の発生タイミングを制御する
   第２の制御手段とを有することを特徴とするＸ線装置。
2. （２）前記零クロス前のスイッチ閉成信号は前記ドライ
   バーパルスの発生タイミングに基づいて生成され、前記
   零クロス後のスイッチ閉成信号は共振電流の零クロスタ
   イミングに基づいて生成される特許請求の範囲第１項に
   記載のＸ線装置。