JPS634422B2 - - Google Patents
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- JPS634422B2 JPS634422B2 JP6011781A JP6011781A JPS634422B2 JP S634422 B2 JPS634422 B2 JP S634422B2 JP 6011781 A JP6011781 A JP 6011781A JP 6011781 A JP6011781 A JP 6011781A JP S634422 B2 JPS634422 B2 JP S634422B2
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- H—ELECTRICITY
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- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
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- H02M3/335—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はX線発生装置やレーザ発生装置等に高
電圧な電力を供給するに好適な高電圧発生装置に
関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a high voltage generator suitable for supplying high voltage power to an X-ray generator, a laser generator, etc.
X線発生装置やレーザ発生装置等を駆動する
100KV〜400KVの高電圧電力は、従来一般に商
用周波数から数百ヘルツ程度の交流を珪素鋼板を
磁心とする変成器を用いて昇圧して生成されてい
る。この種の高電圧発生装置は、変換電力が数キ
ロワツトから数百キロワツトと大きく、また電力
の投入遮断の頻度が高く、しかも負荷との距離が
一般に長い為に長い高圧ケーブルを用いて電力を
供給すると云う特殊性を有している。これらの特
殊性を考慮すると、安定に且つ経済的に高電圧を
生成する動作周波数は従来数百ヘルツ程度に抑え
られていた。この動作周波数は変成器の形状およ
び高圧発生装置の速応性等の限界を定める重要な
設計要素である。しかして従来の変成器をより小
形化したり、装置の適応性を早くする為に、上記
動作周波数を従来に比して一桁以上高めることが
要望されている。 Drives X-ray generators, laser generators, etc.
High-voltage power of 100KV to 400KV is conventionally generated by boosting alternating current of several hundred hertz from the commercial frequency using a transformer having a silicon steel plate as a magnetic core. This type of high-voltage generator converts a large amount of power, from several kilowatts to several hundred kilowatts, and requires high frequency of power on/off. Moreover, the distance to the load is generally long, so long high-voltage cables are used to supply power. It has the special characteristic of doing so. Considering these special characteristics, the operating frequency for stably and economically generating high voltage has conventionally been suppressed to about several hundred hertz. This operating frequency is an important design element that determines the limits of the shape of the transformer and the rapid response of the high pressure generator. Therefore, in order to make the conventional transformer more compact and to increase the adaptability of the device, it is desired to increase the operating frequency by more than an order of magnitude compared to the conventional transformer.
然し乍ら従来にあつては、交流を単純に変成器
を用いて昇圧していることが多く、この場合動作
周波数が高くなるにつれて変成器の洩れインダク
タンスや分布容量によるリアクタンスが大きくな
り、この結果変成器の一次巻線側から見込んだイ
ンピーダンスが負荷の実抵抗分よりもリアクタン
ス成分が大きくなる不具合が生じた。つまり、無
効電力分が増大し、X線管等の負荷へ供給する電
力が減少して大電力変換には不適格となる問題が
あつた。また、このような従来装置によれば、入
力電源を投入しても上記リアクタンス成分に電力
を供給しながら負荷へ電力を供給することになる
ので、その速応性が悪いと云う問題があつた。更
に入力電源を遮断した場合、リアクタンス成分に
残つていたエネルギが上記遮断後に負荷に廻込
み、直ちに電力供給が停止されないので、系の動
作に遅れが生じる不具合があつた。 However, in the past, alternating current is often simply boosted using a transformer, and in this case, as the operating frequency increases, the reactance due to the leakage inductance and distributed capacitance of the transformer increases, and as a result, the transformer A problem occurred in which the reactance component of the impedance seen from the primary winding side was larger than the actual resistance component of the load. In other words, there was a problem in that the reactive power increased and the power supplied to loads such as an X-ray tube decreased, making it unsuitable for large power conversion. Further, according to such a conventional device, even when the input power is turned on, power is supplied to the load while supplying power to the reactance component, so there is a problem that the quick response is poor. Furthermore, when the input power supply is cut off, the energy remaining in the reactance component is transferred to the load after the cutoff, and the power supply is not immediately stopped, resulting in a delay in system operation.
本発明はこのような事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、変成器の動作周
波数を高めて所定の高電圧を効率良く昇圧して
得、負荷に対して所定の電力を安定に伝送し得る
速応性の早い簡易で実用性の高い高電圧発生装置
を提供することにある。 The present invention has been made in consideration of these circumstances, and its purpose is to increase the operating frequency of the transformer to efficiently boost a predetermined high voltage, thereby delivering a predetermined amount of power to the load. It is an object of the present invention to provide a high voltage generating device that is quick-responsive, simple, and highly practical, capable of stably transmitting.
即ち本発明は、数キロヘルツ以上の交流あるい
はパルス波を用いて小形化された変成器を介して
昇圧された所定の高電圧をリアクタンス成分を少
なくして得、これを負荷に高効率に供給すること
を可能とした速応性の早い高電圧発生装置を提供
するものである。 That is, the present invention obtains a predetermined high voltage boosted through a miniaturized transformer using alternating current or pulse waves of several kilohertz or more with a reduced reactance component, and supplies this to a load with high efficiency. The purpose of the present invention is to provide a high voltage generator with quick response that makes it possible to do this.
本発明の概要は、昇圧型シングルエンド・スイ
ツチ回路の負荷に極性反転形スイツチ回路として
のダイオードを介して昇圧用変成器の一次巻線を
接続し、この変成器の多分割された複数の二次巻
線にコンデンサを介して極性方向を同じくして充
電用ダイオードを接続し、且つこれらの充電用ダ
イオード間に極性方向を揃えて電圧加算用ダイオ
ードを直列に介挿して接続し、これらのダイオー
ドの直列回路の両端間から電力を取出す構成とす
ることにより、大電力高電圧の高速スイツチング
動作を可能として上述した目的を効果的に達成し
たものである。 The outline of the present invention is to connect the primary winding of a step-up transformer to the load of a step-up single-ended switch circuit via a diode as a polarity reversal switch circuit, and to Connect charging diodes with the same polarity to the next winding via a capacitor, and connect voltage summing diodes in series with the same polarity between these charging diodes. By taking out power from both ends of the series circuit, high-power, high-voltage, high-speed switching operation is possible, thereby effectively achieving the above-mentioned purpose.
以下、図面を参照して本発明の一実施例につき
説明する。 Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は一実施例装置の概略構成図である。入
力直流電源1にはチヨークコイル2を介してトラ
ンジスタからなるスイツチ素子3が接続され、昇
圧型のシングルエンド・スイツチ回路が構成され
ている。上記スイツチ素子3は例えば数キロヘル
ツの動作周波数で開閉動作するものである。尚、
サイリスタ等の他の素子をスイツチ素子3として
用いることも可能である。しかして、このスイツ
チ素子3には、極性反転スイツチ回路としてのダ
イオード4を介して変成器5の一次巻線51が接
続され、上記シングルエンド・スイツチ回路の負
荷となつている。また変成器5の二次側は多分割
した複数の二次巻線521,522〜52nが設けられ
ている。これらの二次巻線521,522〜52nは、
その巻数を等しくし、前記一次巻線51に対して
(1:−n)の巻数比となる如く設定されている。
そして、これらの二次巻線521,522〜52nには、
それぞれその巻終端側に電力転送用のコンデンサ
61,62〜6nが接続され、これらのコンデンサ
61,62〜6nを各別に介して充電用ダイオード
71,72〜7nがその極性方向を揃えて並列接続
されている。つまりダイオード71,72〜7nは、
そのアノードを二次巻線521,522〜52nの各巻
始め端に接続し、カソードをコンデンサ61,62
〜6nを介して上記二次巻線521,522〜52nの終
端に接続したものとなつている。そして、これら
の充電用ダイオード71,72〜7n間には、これ
らのダイオード71,72〜7nと極性方向を同じ
くして電圧加算用ダイオード81,82〜8n-1が
直列に介挿して接続されている。これにより、上
記各ダイオード71,72〜7n,81,82〜8n-1
が極性方向を揃え交互に直列に接続されて直列回
路が構成されている。この直列回路の両端、つま
りダイオード71のカソードおよびダイオード7n
のアノードが高電圧出力端子とされ、これに高圧
ケーブル9を介して負荷であるX線管10が接続
されている。尚、高圧ケーブル9に付記されるイ
ンダクタンスLおよび容量Cは、上記高圧ケーブ
ル9に含まれる負荷のインダクタンス成分および
分布容量成分をそれぞれ示している。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of the apparatus. A switch element 3 consisting of a transistor is connected to an input DC power source 1 via a choke coil 2, forming a step-up single-ended switch circuit. The switch element 3 opens and closes at an operating frequency of several kilohertz, for example. still,
It is also possible to use other elements as the switch element 3, such as a thyristor. The primary winding 51 of the transformer 5 is connected to this switch element 3 via a diode 4 serving as a polarity inversion switch circuit, and serves as a load for the single-ended switch circuit. Further, the secondary side of the transformer 5 is provided with a plurality of multi-divided secondary windings 5 21 , 5 22 to 5 2n . These secondary windings 5 21 , 5 22 to 5 2n are
The number of turns is set to be equal, and the number of turns is set to be (1:-n) with respect to the primary winding 51 .
And these secondary windings 5 21 , 5 22 to 5 2n have
Capacitors 6 1 , 6 2 to 6 n for power transfer are connected to the terminal ends of the respective windings, and charging diodes 7 1 , 7 2 to 7 n are connected via these capacitors 6 1 , 6 2 to 6 n separately. are connected in parallel with their polar directions aligned. In other words, the diodes 7 1 , 7 2 to 7 n are
The anode is connected to the starting end of each secondary winding 5 21 , 5 22 to 5 2n , and the cathode is connected to the capacitor 6 1 , 6 2
~ 6n to the terminal ends of the secondary windings 521 , 522 ~ 52n . Between these charging diodes 7 1 , 7 2 - 7 n , voltage adding diodes 8 1 , 8 2 - 8 n- are connected with the same polarity direction as these diodes 7 1 , 7 2 - 7 n . 1 are connected in series. As a result, each of the diodes 7 1 , 7 2 to 7 n , 8 1 , 8 2 to 8 n-1
are alternately connected in series with their polarities aligned to form a series circuit. Both ends of this series circuit, that is, the cathode of diode 7 1 and diode 7 n
The anode of is used as a high voltage output terminal, and an X-ray tube 10 as a load is connected to this via a high voltage cable 9. Note that the inductance L and capacitance C added to the high-voltage cable 9 indicate the inductance component and distributed capacitance component of the load included in the high-voltage cable 9, respectively.
さて、このように構成された本装置において、
スイツチ素子3は一定のパルス幅Tonで導通し、
周期T(T>Ton)で開閉動作して定常状態に入
つているものとする。このとき、チヨーク2には
一定電流Iiが流れ、コンデンサ61,62〜6nには
それぞれ一定電圧e1′,e2〜en′が存在する。尚、
スイツチ素子3は導通時に抵抗値零そして遮断時
には抵抗値無限大とする理想スイツチとして機能
し、変成器5の励磁インダクタンスLは有限の値
を持ち、その洩れインダクタンスは動作上無視で
きるものとする。またX線管10の見掛上の抵抗
値は一定であるとする。 Now, in this device configured in this way,
Switch element 3 conducts with a constant pulse width Ton,
It is assumed that the opening/closing operation is performed at a period T (T>Ton) and a steady state is entered. At this time, a constant current Ii flows through the chain 2, and constant voltages e1 ', e2 - en ' are present in the capacitors 61 , 62-6n , respectively. still,
It is assumed that the switch element 3 functions as an ideal switch with a resistance value of zero when conductive and an infinite resistance value when disconnected, the excitation inductance L of the transformer 5 having a finite value, and its leakage inductance being negligible in terms of operation. It is also assumed that the apparent resistance value of the X-ray tube 10 is constant.
この定常状態における本装置の動作を第2図
a,bに示す等価回路および第3図a〜cに示す
動作波形図を参照して説明する。 The operation of the present apparatus in this steady state will be explained with reference to the equivalent circuits shown in FIGS. 2a and 2b and the operation waveform diagrams shown in FIGS. 3a to 3c.
今、スイツチ素子3が導通しているとき、つま
り期間Tonには、チヨークコイル2は電源1の負
側に接続され、また変成器5の励磁インダクタン
スに蓄えられた電流が負荷10に伝達されてお
り、上記励磁インダクタンスに蓄えられていた電
流が減少していることからダイオード4は逆バイ
アスされて遮断状態にある。従つてこのとき、装
置の等価回路は第2図aの如く示される。そし
て、チヨークコイル2に流れていた電流iL2は第
3図aに示すように、定常状態における電流Iiか
ら、入力電源電圧Einをチヨークコイル2のイン
ダクタンスL2で割つた値を勾配とする特性で上
昇する。一方、変成器5の励磁インダクタンス1
1に蓄つていた電流iL11は、洩れインダクタンス
121,122〜12nを介し、ブロツクで示され
る昇圧機能13を介して変成器5の二次側端子、
コンデンサ61,62〜6n、ダイオード81,82
〜8n-1を経由して負荷10に供給される。この
間、変成器5の2次側端子(各二次巻線)にはそ
れぞれ電圧e1′,e2′〜eM′が矢印で示すように一方
の方向に誘起される。そして、この誘起される電
圧e1′,e2′〜eM′およびコンデンサ61,62〜6n
に蓄えられた電圧e1,e2〜eMによつて充電用ダイ
オード71,72〜7nはそれぞれ逆バイアスされ
た状態となる。つまり充電用ダイオード71,72
〜7nは、第3図cに示すように電圧(e1+e1′),
(e2+e2′)〜(eM+eM′)によりそれぞれ逆バイ
アスされて、オフ状態となる。そしてまた、上記
誘起された電圧e1′,e2′〜eMは、コンデンサ61,
62〜6nに蓄えられた電圧e1,e2〜eMに足し込ま
れると共に、加算用ダイオード81,82〜8n-1
にてシリーズに加算されることになる。 Now, when the switch element 3 is conducting, that is, during the period Ton, the switch coil 2 is connected to the negative side of the power supply 1, and the current stored in the excitation inductance of the transformer 5 is transmitted to the load 10. Since the current stored in the excitation inductance is decreasing, the diode 4 is reverse biased and in a cutoff state. Therefore, in this case, the equivalent circuit of the device is shown as shown in FIG. 2a. Then, as shown in Figure 3a, the current i L2 flowing through the chi-yoke coil 2 rises from the current Ii in the steady state with a slope equal to the value obtained by dividing the input power supply voltage Ein by the inductance L2 of the chi-yoke coil 2. do. On the other hand, the excitation inductance 1 of the transformer 5
The current i L11 stored in the transformer 5 is passed through the leakage inductances 12 1 , 12 2 to 12 n to the secondary terminal of the transformer 5 via the step-up function 13 indicated by the block.
Capacitors 6 1 , 6 2 to 6 n , diodes 8 1 , 8 2
~8n -1 to the load 10. During this time, voltages e 1 ′, e 2 ′ to e M ′ are induced in one direction at the secondary terminals (each secondary winding) of the transformer 5, respectively, as shown by the arrows. Then, the induced voltages e 1 ′, e 2 ′ to e M ′ and the capacitors 6 1 , 6 2 to 6 n
The charging diodes 7 1 , 7 2 - 7 n are respectively reverse biased by the voltages e 1 , e 2 -e M stored in the diodes 7 1 , 7 2 -7 n. In other words, charging diodes 7 1 , 7 2
~7 n is the voltage (e 1 +e 1 '), as shown in Figure 3c.
(e 2 +e 2 ′) to (e M +e M ′) are respectively reverse biased and turned off. Furthermore, the induced voltages e 1 ′, e 2 ′ to e M are connected to the capacitors 6 1 ,
It is added to the voltages e 1 , e 2 -e M stored in 6 2 - 6 n , and added to the adding diodes 8 1 , 8 2 - 8 n-1.
will be added to the series.
次に、スイツチ素子3が遮断されると、ダイオ
ード4が正バイアスされ、これによつて入力電源
1からの電流とチヨークコイル2に蓄つていた電
流が変成器5の励磁インダクタンス11に流れ込
む。この結果、前記充電用ダイオード71,72〜
7nが全て正バイアスされて導通し、その等価回
路は第2図bに示すようになる。このとき、励磁
インダクタンス11の端子電圧をE′outとすると、
チヨークコイル2に流れる電流は第3図aに示す
ように、電流のピーク値Ipkから(E′out−
Ein)/L2なる勾配で直線的に減少する。このと
き、チヨークコイル2の電流iL2の一部が第3図
bに示すように励磁インダクタンス11に分流
し、他の成分は洩れインダクタンス121,122
〜12nを介して、充電用コンデンサ61,62〜
6nに流れ込み、同コンデンサ61,62〜6nを前
記導通時とは逆極性に充電する。従つて、コンデ
ンサ61,62〜6nには、電圧e1,e2〜eMがそれ
ぞれ蓄えられることになる。この状態を経て、以
後、スイツチ素子3のオンオフ動作に関連してダ
イオード71,72〜7n、あるいは81,82〜8n
−1が交互に導通してコンデンサ61,62〜6nに
蓄えられた電圧と誘起電圧とを加算して、負荷1
0に供給することになる。 Next, when the switch element 3 is cut off, the diode 4 is positively biased, so that the current from the input power source 1 and the current stored in the choke coil 2 flow into the excitation inductance 11 of the transformer 5. As a result, the charging diodes 7 1 , 7 2 -
7 n are all positively biased and conductive, and the equivalent circuit becomes as shown in Figure 2b. At this time, if the terminal voltage of the exciting inductance 11 is E′out, then
As shown in Figure 3a, the current flowing through the choke coil 2 varies from the current peak value Ipk to (E'out-
It decreases linearly with a slope of Ein)/L 2 . At this time, a part of the current i L2 of the chiyoke coil 2 is shunted to the exciting inductance 11 as shown in FIG .
~12 n , charging capacitors 6 1 , 6 2 ~
6 n and charges the capacitors 6 1 , 6 2 to 6 n to the opposite polarity to that when they are conductive. Therefore, the voltages e 1 , e 2 -e M are stored in the capacitors 6 1 , 6 2 -6 n , respectively. After this state, the diodes 7 1 , 7 2 to 7 n or 8 1 , 8 2 to 8 n are connected to the on/off operation of the switch element 3.
-1 conducts alternately and the voltage stored in the capacitors 6 1 , 6 2 to 6 n and the induced voltage are added, and the load 1
It will be supplied to 0.
以上、本装置の基本的な動作につき説明した
が、洩れインダクタンス121,122〜12nが
動作上無視できない程度になると、コンデンサ6
1,62〜6nに流れ込む電流によつて上記洩れイ
ンダクタンス121,122〜12nに電圧降下が
生じる。この電圧降下によつてコンデンサ61,
62〜6nの充電電圧が低下する。このことは、本
装置の昇圧機能にとつては好ましくない現象であ
る。ちなみに、一般的な対向平線によつて構成さ
れた変成器5の巻線比が50倍以上である場合、洩
れインダクタンス121,122〜12nの値は励
磁インダクタンス11に比してその20〜30%にも
達する。然し乍ら本装置にあつては前述したよう
に二次巻線521,522〜52nが複数部分に分割さ
れ、その間を加算用ダイオード81,82〜8n-1
によつてシリーズに結合する構成となつている
為、上記洩れインダクタンス121,122〜12
nは必要十分な程度に低く抑えることができ、こ
れによる問題を招く虞れがない。 The basic operation of this device has been explained above, but when the leakage inductances 12 1 , 12 2 to 12 n reach a level that cannot be ignored in terms of operation, the capacitor 6
The current flowing into the leakage inductances 12 1 , 12 2 - 12 n causes a voltage drop in the leakage inductances 12 1 , 12 2 - 12 n . This voltage drop causes capacitor 6 1 ,
The charging voltage of 6 2 to 6 n decreases. This is an unfavorable phenomenon for the boosting function of this device. Incidentally, when the turns ratio of the transformer 5, which is constructed of general opposed flat wires, is 50 times or more, the values of the leakage inductances 12 1 , 12 2 to 12 n are smaller than the excitation inductance 11. It reaches 20-30%. However, in this device, as mentioned above, the secondary windings 5 21 , 5 22 to 5 2n are divided into a plurality of parts, and the summing diodes 8 1 , 8 2 to 8 n-1 are connected between them.
Since the structure is such that the leakage inductances 12 1 , 12 2 to 12
n can be kept as low as necessary and sufficient, and there is no risk of this causing any problems.
ところで、ダイオード71,72〜7nと81,8
2〜8n-1との直列回路の両端を出力端とする本装
置と、X線管10からなる負荷とが高圧ケーブル
9によつて接続される。この高圧ケーブル9には
インダクタンス成分Lと分布容量Cが存在し、同
ケーブル9が長くなるに従つて一般的にはその値
を無視することができなくなる。 By the way, the diodes 7 1 , 7 2 to 7 n and 8 1 , 8
A high-voltage cable 9 connects this apparatus, which has output ends at both ends of a series circuit of 2 to 8 n-1 , to a load consisting of an X-ray tube 10. This high-voltage cable 9 has an inductance component L and a distributed capacitance C, and as the cable 9 becomes longer, the values thereof generally cannot be ignored.
そこで今、ケーブル9にインダクタンス成分L
が存在すると、スイツチ素子3の導通期間に負荷
10に供給されていた電流が、上記スイツチ素子
3が遮断してもその慣性分だけ継続して流れるこ
とになる。この慣性電流は、負荷10から直列接
続されたダイオード71,72〜7n,81,82〜
8n-1を通して流れることになるので、第2図b
における節G1,G2〜GMの電位が相互に等しくな
る。然し乍ら、この慣性電流期間に上記各節G1,
G2〜GMの電位が等しくなつても、コンデンサ6
1,62〜6nの充電について何ら影響を与えるこ
とがない。むしろ、負荷9に流れる電流を平滑化
する作用を呈するので、負荷9にとつては好都合
である。つまり、ケーブル9のインダクタンス成
分Lは、本装置にとつては有効に作用することに
なる。一方、ケーブル9の分布容量Cは、ダイオ
ード71,72〜7n,81,82〜8n-1に対して並
列的に接続されることになる。従つて、この分布
容量Cには、常に同一方向に電圧が充電されるこ
とになる。このことは、とりもなおさず、負荷1
0に加わる高電圧を平滑化することを意味し、従
つて本装置および負荷10に対して有効に作用す
ることになる。 So now, inductance component L is added to cable 9.
If this exists, the current supplied to the load 10 during the conduction period of the switch element 3 will continue to flow by the inertia even if the switch element 3 is cut off. This inertial current flows from the load 10 to the diodes 7 1 , 7 2 to 7 n , 8 1 , 8 2 to
Since it will flow through 8 n-1 , Fig. 2b
The potentials of nodes G 1 , G 2 to GM become equal to each other. However, during this inertial current period, each of the above nodes G 1 ,
Even if the potentials of G 2 to G M are equal, the capacitor 6
1 , 6 2 to 6 n does not have any influence on charging. Rather, it has the effect of smoothing the current flowing through the load 9, which is advantageous for the load 9. In other words, the inductance component L of the cable 9 effectively acts on this device. On the other hand, the distributed capacitance C of the cable 9 is connected in parallel to the diodes 7 1 , 7 2 to 7 n , 8 1 , 8 2 to 8 n-1 . Therefore, this distributed capacitance C is always charged with voltage in the same direction. This means that the load 1
This means that the high voltage applied to the voltage is smoothed, and therefore it effectively acts on the present device and the load 10.
かくして本装置によれば、実質的に変成器5に
おける洩れインダクタンス121,122〜12n
を無視でき得る程度に小さくすることができ、ま
た高圧ケーブル9の分布容量C等の影響も受けな
いのでスイツチ素子3の開閉動作周波数を数キロ
ヘルツ以上と十分高くすることができる。従つて
大電力を安定に高周波スイツチングして昇圧し、
所望とする高圧を得ることが可能となる。また動
作周波数を高くすることによつて変成器5におけ
る磁束密度の変化分を、上記高周波数化した分だ
け少なくすることができ、変成器5の鉄芯(コ
ア)の寸法形状のコンパクト化を図ることが可能
となる。そして、これにより変成器5の小形化を
図り、従来に比して大幅なコストダウンを図るこ
とが可能となる。その上、スイツチング周波数を
高くすることによつて装置のサンプリングインタ
ーバルを狭くすることができ、系の立上り時間の
大幅な短縮化を図り得る等の絶大なる効果も奏す
る。更には、変成器5の励磁インダクタンス11
に蓄まる励磁電流を積極的に利用して負荷へ供給
するので、従来より多く用いられていた高価なス
ナバ回路を必要としない等の効果も有する。そし
て、高圧ケーブル9のインダクタンスや分布容量
の如何んに拘らず、安定に動作すると云う特徴を
発揮する。 Thus, according to the present device, the leakage inductances 12 1 , 12 2 to 12 n in the transformer 5 are substantially reduced.
can be made negligibly small, and since it is not affected by the distributed capacitance C of the high-voltage cable 9, etc., the switching operation frequency of the switch element 3 can be made sufficiently high to several kilohertz or more. Therefore, high power can be boosted by stable high frequency switching,
It becomes possible to obtain the desired high pressure. In addition, by increasing the operating frequency, the change in magnetic flux density in the transformer 5 can be reduced by the above-mentioned increase in frequency, and the size and shape of the iron core of the transformer 5 can be made more compact. It becomes possible to achieve this goal. This makes it possible to downsize the transformer 5 and significantly reduce costs compared to the conventional technology. Furthermore, by increasing the switching frequency, the sampling interval of the device can be narrowed, and the system startup time can be significantly shortened, which is a great effect. Furthermore, the excitation inductance 11 of the transformer 5
Since the excitation current accumulated in the motor is actively utilized and supplied to the load, it also has the advantage of eliminating the need for an expensive snubber circuit, which has been commonly used in the past. It exhibits the characteristic of stable operation regardless of the inductance or distributed capacitance of the high voltage cable 9.
尚、本発明は上記実施例に限定されるものでは
ない。例えば変成器5における二次巻線の分割数
や、巻線比は仕様に応じて定めればよいものであ
る。また仕様によつてはダイオード71,72〜7
n,81,82〜8n-1の極性を逆に構成してもよ
く、一次巻線51の巻き方向を逆にすることも可
能である。また負荷としてX線管10に限定され
ないことも勿論であり、適宜平滑回路を介して高
圧電圧を負荷に供給するようにしてもよい。要す
るに本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変
形して実施することが可能である。 Note that the present invention is not limited to the above embodiments. For example, the number of divisions of the secondary winding in the transformer 5 and the winding ratio may be determined according to specifications. Also, depending on the specifications, diodes 7 1 , 7 2 to 7
The polarities of n , 81 , 82 to 8n -1 may be reversed, and the winding direction of the primary winding 51 may be reversed. Moreover, it goes without saying that the load is not limited to the X-ray tube 10, and a high voltage may be supplied to the load via an appropriate smoothing circuit. In short, the present invention can be implemented with various modifications without departing from the gist thereof.
図は本発明の一実施例を示すもので、第1図は
実施例装置の概略構成図、第2図a,bは実施例
装置の動作状態に応じた等価回路構成図、第3図
a〜cは実施例装置の動作を示す電流および電圧
波形図である。
1…入力直流電源、2…チヨークコイル、3…
スイツチ素子、4…ダイオード、5…変成器、6
1,62〜6n…コンデンサ、71,72〜7n…充電
用ダイオード、81,82〜8n-1…電圧加算用ダ
イオード、9…高圧ケーブル、10…X線管(負
荷)、11…励磁インダクタンス、121,122
〜12n…洩れインダクタンス。
The figures show one embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the embodiment device, FIGS. 2 a and b are equivalent circuit configuration diagrams according to the operating state of the embodiment device, and FIG. -c are current and voltage waveform diagrams showing the operation of the example device. 1...Input DC power supply, 2...Chiyoke coil, 3...
Switch element, 4... Diode, 5... Transformer, 6
1 , 6 2 - 6 n ... Capacitor, 7 1 , 7 2 - 7 n ... Charging diode, 8 1 , 8 2 - 8 n-1 ... Voltage addition diode, 9 ... High voltage cable, 10 ... X-ray tube ( load), 11...excitation inductance, 12 1 , 12 2
~12 n ...Leakage inductance.
Claims (1)
された所定周期で開閉動作するスイツチ素子と、
このスイツチ素子にダイオードを介して一次巻線
を接続した変成器と、この変成器の複数の2次巻
線にそれぞれコンデンサを介して極性方向を揃え
て並列接続された複数の充電用ダイオードと、こ
れらの充電用ダイオード間に極性方向を揃えて直
列に介挿して接続された電圧加算用ダイオード
と、これらの充電用ダイオードおよび電圧加算用
ダイオードからなる直列回路の両端間に負荷を接
続する手段とを具備したことを特徴とする高電圧
発生装置。1. A switch element that opens and closes at a predetermined period, connected to an input DC power source via a chain coil,
A transformer having a primary winding connected to the switch element via a diode, and a plurality of charging diodes connected in parallel to the plurality of secondary windings of the transformer with their polarities aligned through capacitors, respectively; A voltage summing diode connected in series with the polarity aligned between these charging diodes, and means for connecting a load between both ends of a series circuit consisting of these charging diodes and the voltage summing diode. A high voltage generator characterized by comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6011781A JPS57177274A (en) | 1981-04-21 | 1981-04-21 | High voltage generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6011781A JPS57177274A (en) | 1981-04-21 | 1981-04-21 | High voltage generator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57177274A JPS57177274A (en) | 1982-10-30 |
| JPS634422B2 true JPS634422B2 (en) | 1988-01-28 |
Family
ID=13132848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6011781A Granted JPS57177274A (en) | 1981-04-21 | 1981-04-21 | High voltage generator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57177274A (en) |
-
1981
- 1981-04-21 JP JP6011781A patent/JPS57177274A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57177274A (en) | 1982-10-30 |
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