JPS639910A - 磁場発生コイル用電源 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えばＮＭＲイメージング装置において、傾
斜磁場の発生などに用いられる磁場発生コイルのための
電源に関するものである。

（従来の技術） ＮＭＲイメージング装置の傾斜ｍｉ発生コイル用の電源
は、単位時間の当たりの変化率が大きい出力電流を供給
できることと、大きい平均出力電流を供給できることが
必要とされる。傾斜磁場発生コイルは、インダクタンス
が大きくて抵抗が小さいものであるから、ｉｌ電源電圧
変化率が大きい出力電流を供給するときのコイルの逆起
電力を上回るように十分に高く選ばれる。このような電
源から、直流の平均出力電流をコイルに供給するときは
、コイルに生じる電圧は、小さな抵抗による電圧降下だ
けとなるから、電源電圧の大部分は出力電流制御素子に
かかる。このため、出力電流制御素子は、高い電源電圧
と大きな平均出力電流に見合った電力容量の大きなもの
が用いられる。

（発明が解決しようとする問題点） 電力容量の大きな出力電流制御素子は、大型で高価なも
のとなり、又、その大きな発熱量を効果的に吸収するた
めには、大型のヒートシンクが必要となる。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、その目
的は、電力容量の小さい出力電流制御素子を用いて構成
できる磁場発生コイル用電源を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） このような目的を達成する本発明の磁場発生コイル用電
源は、外部から与えられる指令に基づき、第１のモード
で低い電圧を出力し第２のモードで高い電圧を出力する
直流電圧源、この直流電圧源から負荷である磁場発生コ
イルに提供される電流を制御する出力電流制御素子、及
び外部から与えられる指令に基づいて出力電流制御素子
を駆動する駆動回路であって、第１のモードのとき単位
時間当たりの変化率が小さくて平均値が大きな電流を負
荷に与え、第２のモードのとき単位時間当たりの変化率
が大きくて平均値が小さな電流を負荷に与えるように出
力電流制御素子を駆動する駆動回路を具備することを特
徴とする。

〈作用〉 大きい平均出力電流を供給するときは、電源電圧を低く
すると共に駆動回路で出力電流の単位時間当たりの変化
率を小さくし、単位時間当たりの変化率の大きい出力電
流を供給するときは、電源電圧を高くすると共に駆動回
路で出力電流の変化率を大きく且つ平均値を小さくする
。

（実施例） 本発明の実施例を第１図に示す。第１図において、入力
端子１に入力された３相交流電圧が、１次コイル２１と
２組の２次コイル２２１．２２２を有するトランス２に
与えられ、このトランス２の２組の２次側電圧が、それ
ぞれ２組の整流回路３１．３２で整流され、２つのキャ
パシタ４１゜４２で平滑されて、直列に接続された２つ
の抵抗５１．５２に与えられる。２つの抵抗５１．５２
は直列に接続され、この直列接続点が基準電位点に接続
される。抵抗５１．５２の直列回路の両端電圧は、直列
に接続された２つの出力電流制御素子６１．６２に与え
られる。出力電流制御素子６１．６２の直列接続点と基
準電位点からそれぞれ′Ｒ流比出力端子７引き出される
。基準電位点側の出力端子には電流検出用の抵抗８が直
列に接続される。

出力電流制御素子６１．６２は、駆動回路９によって駆
動される。駆動回路９は、変化率制限回路１０を有し、
電流検出抵抗８から帰還される出力電流検出信号、及び
外部から与えられる磁場発生指令信号とモード切り換え
信号に基づく駆動信号を出力電流制御素子６１．６２に
与える。

モード切り換え信号が指定するモードは、Ａモードと８
モードの２種類設けられる。駆動回路９は、後に詳しく
説明する変化率制限回路１０の働きにより、Ａモードに
おいては、単位時間当たりの変化率が小さく平均値が大
きい電流を出力するように出力電流制御素子６１．６２
を駆動し、Ｂモードにおいては、単位時間当たりの変化
率が大きく平均値が小さい電流を出力するように出力電
流制御素子を駆動する。

モード切り換え信号は、リレー１１にも与えられ、この
リレーによるトランス２の１次コイルのタップの切り換
えを制御している。リレー１１は、Ａモードのとき１次
コイルのタップを解放し、Ｂモードのとき１次コイルの
タップを短絡するようになっている。タップの短絡によ
り１次コイルの巻線数が減少するので、Ｂモードではト
ランス２の巻線比が増加し、電源電圧が高くなる。

変化率制限回路の詳細な構成を第２図に示す。

尚、このような変化率制限回路は既知である。第２図に
おいて、比較器として動作する前段の演算増幅器Ｕ１と
、積分器として動作する後段の演算増幅器Ｕ２とが直列
に接続され、比較器に磁場発生指令信号Ｖ＋が入力され
、積分器の出力信号が比較器に負帰還されている。比較
器と積分器の直列接続点には、演算増幅器Ｕ３．ＩＪ４
からなる定電圧入力信号発生回路の出力信号が接続され
る。定電圧入力信号発生回路において、前段の演算増幅
器Ｕ３は、定電圧Ｖｒを入力信号とするもので、出力側
に設けられた分圧回路と、この分圧回路に生じた２つの
電圧の何れか一方を入力側に負帰還するスイッチＳＷ１
．８Ｗ２を持っている。これらのスイッチは、モード切
り変え信号によって開閉され、ＡモードのときとＳＷｌ
、ＳＷ２がそれぞれオン及びオフとなり、モードのとき
その反対となる。これによって、演算増幅器Ｕ３の出力
電圧ＶＣはＡモードのときＶｒとなり、Ｂモードのとき
ｋ　−Ｖｒ　　（ｋ　＞１）となる。演算増幅器Ｕ４は
、ゲインが−１の反転増幅器として動作し出力電圧−Ｖ
ｃを生じるので、ダイオード０１．Ｄ２の直列回路のカ
ソードと７ノードには、それぞれ電圧Ｖｃ及び−Ｖｃが
与えられる。

これらの電圧は、常時はダイオードＤ１．Ｄ２によって
阻止されているが、比較器Ｕ１に第３図（ａ）のように
磁場発生信号ｖｉが入力されて、比較器Ｕ１が飽和出力
信号を発生したとき、ダイオードＤ１又はＤ２を通じて
積分器に入力される。

電圧ＶＣは、ＡモードのときＶｒ、Ｂモードのときｋ・
Ｖｒとなるから、積分器の出力電圧ＶＯは、それぞれ第
３図の（ｂ）及び（Ｃ）のようになり、単位時間当たり
の変化率がそれぞれ異なった値に制限された信号が得ら
れる。

積分器の出力信号は、それによる負帰還信号が磁場発生
指令信号ｖｉと平衡したときに変化が止まる。磁場発生
指令信号ｖｉとしては、Ａモードでは大きな値の信号が
与えられ、Ｂモードでは小さな値の信号が与えられる。

従って、Ａモードでは変化率は小さいが大きな値に達す
る積分出力信号が得られ、Ｂモードでは変化率は大きい
が小さな値で止まる積分出力信号が得られる。

駆動回路９は、これらの信号をそれぞれのモードにおけ
る制御のマスター信号として、出力電流制御素子６１．
６２の出力電流を制御する。このため、Ａモードでは、
単位時間当たりの変化率が小さく平均値が大きい出力電
流が供給され、Ｂモードでは単位時間当たりの変化率が
大きく平均値が小さい出力電流が供給される。このよう
な出力電流の制御は、平均値の大きい出力電流は小さな
変化率で供給され、変化率の大きい出力電流は平均値の
小さなものとして供給されるのが普通であるという事情
を利用している。このようにすることにより、平均値の
大きい電流は、電圧の低い電源から変化率を制限して供
給され、変化率の大きい電流は、電圧の高い電源から平
均値を低くして供給されるので、出力電流制御素子６１
．６２としては、従来よりも電力容量の小さいものを用
いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の電気的構成図、第２図は第１に
おける変化率制限回路の詳細図、第３図は変化率制限回
路の動作説明図である。 １・・・３相交流電圧入力端子 ２・・・トランス　　　　　　７・・・電流出力端子８
・・・出力電流検出抵抗　　９・・・駆動回路１０・・
・変化率制限回路　　１１・・・リレー３１．３２・・
・整流回路 ４１．４２・・・キャパシタ　５１．５２・・・抵抗６
１．６２・・・出力電流制御素子 特許出願人　横河メディカルシステム株式会社角第２　
図 第　３　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 外部から与えられる指令に基づき、第１のモードで低い
   電圧を出力し第２のモードで高い電圧を出力する直流電
   圧源、この直流電圧源から負荷である磁場発生コイルに
   供給される電流を制御する出力電流制御素子、及び外部
   から与えられる指令に基づいて出力電流制御素子を駆動
   する駆動回路であつて、第１のモードのとき単位時間当
   たりの変化率が小さくて平均値が大きな電流を負荷に与
   え、第２のモードのとき単位時間当たりの変化率が大き
   くて平均値が小さな電流を負荷に与えるように出力電流
   制御素子を駆動する駆動回路を具備する磁場発生コイル
   用電源。