JPS63318096A - 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１ （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
容量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ＪＥＥ（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
する必要が必り、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Ｊ−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ンスを挿入する
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（１７２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、軽負荷時において過電圧や過電流が発生し易くＸ線
管や回路素子に損傷を与える虞れがあった。

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、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、このスイッチ開閉動作を制御するス
イッチ制御手段とを有し、前記変圧器の二次巻線出力に
基づいてＸ線管電圧を生成するＸ線装置において、前記
直列共振回路の減衰振動により逆方向に流れる電流のみ
を制限する電流制限手段を設けたものである。

（作　用） 上記構成によれば、共振回路の減衰振動により逆方向に
流れる電流をを前記電流制限手段によって制限するよう
にしているので、高圧出力を十分に絞り込むことかでき
、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
主たる電源で必る。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が構成される
。

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６日と前記コンデンサ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ク）で必る。

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のグ
ー１〜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
開成タイミング及び開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タイマー機能を有し、このタ
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（ＧＰ
３）を生成するようになっている。

また、コンデンサ３ａの一端とサイリスタ１２のアノー
ド側との間には抵抗４１とダイオード４２との並列回路
か設けられ、同様に、コンデンサ３ｂの一端とサイリス
タ１４のカソード側との間には抵抗４３とダイオード４
４との並列回路が設けられている。これらの並列回路は
、それぞれ回路電流の方向がダイオードの逆方向となる
場合にのみ該電流の流れを抵抗によって制限しようとす
るもので、これにより、直列共振回路の減衰振動により
逆方向（１７２周期以降）に流れる電流のみを制限づる
ことができる。この抵抗４１及びダイオード４２による
並列回路と、抵抗４３及びダイオード４２の並列回路と
が本発明にあける電流制限手段に相当する。

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。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
。

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（１７２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図に示ずように、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＠（パルス信号）ＧＰ３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
の変動がある場合、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おる。このような問題は出力の
絞り込みが不十分のときに生ずる。即ち第２図において
Ｔ＝０の時ドライバーパルスＧＰ１とＧＰ３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
絡され順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、
第２図において４７で示すように共振電流が零になると
該サイリスタがオフするために逆方向の共振電流が破線
４５で示ずように変圧器６の一次巻線６ａに流れてしま
う。このため高圧出力を十分に絞り込むことが不可能と
なる。出力を十分に絞り込むためには逆方向電流を制限
する必要があり、この制限は、抵抗４１及びダイオード
４２．抵抗４３及びダイオード４４によって実現される
。即ち、順方向電流はダイオード４２．４４を経由して
はと／υど損失なく流れるが、逆方向電流はこのダイオ
ード４２．４４を通過てきないため必然的に抵抗４１．
４３の値によって決定され、その流れが制限されること
になる。

この結果、逆方向電流は第２図において実線／１．６て
示すように低減され、これにより、高圧出力を十分に絞
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、逆方向電流を制限
しているので高圧出力を十分に絞り込むことができ、こ
の結果、軽負荷時においても過電圧や過電流を生ずるこ
とがないので、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。

次に本発明の他の実施例について説明する。

第３図は他の実施例を示すもので、第１図と同一機能を
有するものには同一符号を付しである。

上記実施例では抵抗４１及びダイオード４２による並列
回路と、抵抗４３及びダイオード４２の並列回路とで本
発明における電流制限手段を形成したが、本実施例では
、ダイオード１３のアノード側（若しくはカソード側）
に直列接続された抵抗４８と、ダイオード１５のカソー
ド側（若しくはアノード側）に直列接続された抵抗４９
とによって前記電流制限手段を形成している。ダイオー
ド１３．１５は本来共振電流の逆方向成分を電源側に戻
すためのものであるから、このダイオード１３．１５に
流れる電流を制限すれ゛ば、上記実施例と同様に高圧出
力の絞り込みが可能となる。そこで抵抗４８．４９をそ
れぞれ接続し、電流を制限するようにしている。

このようにしても上記実施例と同様の効果を奏する。ま
た、上記実施例に比して、ダイオード４２．４４が不要
となるからコスト的に有利となる。

尚、スイッチ３１として自己消弧機能を有するＧ−ＴＲ
や０丁０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内をハーフブリッジとしているが、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の代ねりに、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、ざらに第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かでき
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図は本実施
例装置の作用を説明するためのタイミング図、第３図は
他の実施例装置の回路図で必る。 ５・・・コンデンサ、　　６・・・変圧器、６ａ・・・
−次巻線、　　６ｂ・・・二次巻線、２０・・・スイッ
チング回路、 ２５・・・スイッチ制御手段、 ３０・・・インダクタ、　３１・・・スイッチ、（４１
，４２）、（４３，４４’）、４８．４９・・・電流制
限手段。

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、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、このスイッチの開閉動作を制御するスイ
   ッチ制御手段とを有し、前記変圧器の二次巻線出力に基
   づいてＸ線管電圧を生成するＸ線装置において、前記直
   列共振回路の減衰振動により逆方向に流れる電流のみを
   制限する電流制限手段を設けたことを特徴とするＸ線装
   置。
2. （２）前記スイッチに双方向サイリスタを適用した特許
   請求の範囲第１項に記載のＸ線装置。