DE2802513A1 - Roentgendiagnostikgenerator mit einem seinen hochspannungstransformator speisenden wechselrichter - Google Patents

Roentgendiagnostikgenerator mit einem seinen hochspannungstransformator speisenden wechselrichter

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Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA 78 P 5004 BRD
Röntgendiagnostikgenerator mit einem seinen Hochspannungstransformator speisenden Wechselrichter
Die Erfindung betrifft einen Röntgendiagnostikgenerator mit einer Röntgenröhre, einem die Röntgenröhre speisenden Hochspannungstransformator, einem am Eingang des Hochspannungstransformators angeschlossenen Wechselrichter und einem den Wechselrichter speisenden Netzgleichrichter .
Bei einem Röntgendiagnostikgenerator dieser Art ist es möglich, die Speisefrequenz der Röntgenröhre im kHz-Bereich, also wesentlich höher als die Netzfrequenz zu wählen. Wegen dieser hohen Speisefrequenz kann der Hochspannungstransformator wesentlich kleiner und leichter aufgebaut werden als bei einem Röntgendiagnostikgenerator, der mit der Netzfrequenz betrieben wird. Die Belastung des Wechselrichters ist bei einem solchen Röntgendiagnostikgenerator nicht konstant, sondern entspricht der eingestellten. Röntgenröhrenspannung und dem eingestellten Röntgenröhrenstrora. Der Wechselrichter
- Tp 5 Ler / 20.12.1977
909830/0201
28Q2513
VPA 78 P 5004 BRD wird also in Abhängigkeit von diesen Werten unterschiedlich hoch belastet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Röntgendiagnostikgenerator der eingangs genannten Art so auszubilden, daß der Wechselrichter an die jeweilige Belastung anpaßbar ist.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Wechselrichter einen LC-Schwingkreis und eine Schaltvorrichtung zum wechselweisen Anschalten dieses Schwingkreises an eine Gleichspannungsquelle aufweist, und daß Stellmittel zum Einstellen der Kapazität und/ oder Induktivität des IC-Schwingkreises vorhanden sind. Bei dem erfindungsgemäßen Wechselrichter wird an einem Bauelement des Schwingkreises die Ausgangsspannung abgegriffen. Der Schwingkreis ist dabei durch Einstellung seiner Kapazität und/oder Induktivität an die Last anpaßbar, so daß der Schwingstrom immer optimal an den jeweiligen Last strom angepaßt werden kann.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn der LC-Schwingkreis die Reihenschaltung eines Kondensators mit der Primärwicklung des Hochspannungstransformators aufweist. In diesem Fall ist der Aufwand an Bauelementen im Wechselrichter auf ein Minimum reduziert. Ferner sind die Schalter, die die Umschaltung des Schwingkreises bewirken, gegen Kurzschlüsse im Laststromkreis geschützt, weil sie in Reihe mit dem Kondensator des Schwingkreises liegen.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand zweier in den Figuren 1 und 2 dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.
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- 3r - VPA 78 P 5004 BRD
In der Figur 1 ist eine Röntgenröhre 1 dargestellt, die über einen Hochspannungsgleichrichter 2 von einem Hochspannungstransformator 3 gespeist wird. Die Primärwicklung 4 des Hochspannungstransformators 3 liegt in Reihe mit einer Kapazität, die durch wahlweise Parallelschaltung dreier Kondensatoren 5, 6, 7. über Schalter 8, 9, 10 einstellbar ist. Die Röntgenröhrenspannung ist durch Schalter 11, 12, 13 einstellbar, welche an Anzapfungen der Primärwicklung 4 des Hochspannungstransformators 3 angeschlossen sind.
Der Schwingkreis aus der Streuinduktivität des Hochspannungstransformators 3 und den Kondensatoren 5, 6, 7 ist über zwei Thyristoren 14, 15 wechselweise an zwei Kondensatoren 16, 17 anschaltbar, die über einen Netzgleichrichter 18 vom Netz mit den dargestellten Polaritäten aufgeladen werden. Antiparallel zu den Thyristoren 14 und 15 liegen Freilaufdioden 19, 20.
Wird beispielsweise zunächst der Thyristor 14 gezündet und ist der Schalter 10 geschlossen, so wird der Kondensator 7 mit der dargestellten Polarität aufgeladen, und zwar auf eine Spannung, die aufgrund des Schwingkreises aus dem Kondensator 7 und der Streuinduktivität des Hochspannungstransformators 3 über der Spannung des Kondensators 16 liegt. Nach Abschluß des Aufladevorganges erlischt der Thyristor 14, der einen Zündimpuls von einer Steuervorrichtung 21 erhalten hat. Danach entlädt sich der Kondensator 7 über die Freilaufdiode 19 in den Kondensator 16. Während des Auf- und Entladevorganges liegt an der Primärwicklung 4 des Hochspannungstransformators 3 die eine Halbwelle einer Wechselspannung. Die andere, entgegengesetzt gepolte Halbwelle liegt an, wenn anschließend der Thyristor 15 gezündet wird. Die geschilderten Vorgänge wiederholen sich dabei in Verbindung mit dem Kondensator 17 und der
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- -4· - VPA 78 P 5004 BRD
Freilaufdiode 20 mit entgegengesetzter Polarität. Durch wechselweises Zünden der Thyristoren 14 und 15 wird also an die Primärwicklung 4 des Hochspannungstransformators 3 eine Wechselspannung gelegt.
Der Schwingkreis, der bei dem Beispiel, bei dem der Schalter 10 geschlossen ist, aus dem Kondensator 7 und der Streuinduktivität des Hochspannungstransformators besteht, wird zweckmäßigerweise an die Belastung, d.h.
an den gewählten Röntgenröhrenstrom und an die gewählte Röntgenröhrenspannung angepaßt. Hierzu ist es möglich, parallel zum Kondensator 7 über die Schalter 8 und 9 wahlweise einen oder mehrere der Kondensatoren 5 und 6 zu schalten, oder den Kondensator 7 durch den Kondensator 5 oder 6 oder die Parallelschaltung dieser beiden Kondensatoren zu ersetzen. Hierzu können entsprechend die Schalter 8, 9, 10 betätigt werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 liegt zwisehen den Punkten I und II in Figur 1 die Reihenschaltung aus einem Kondensator 22 und einer einstellbaren Induktivität 23. Die Spannung für die Primärwicklung 4 des Hochspannungstransformators 3 ist dabei am Kondensator 22 abgegriffen. In diesem Fall ist die Schwingkreisinduktivität nicht wie beim Beispiel gemäß Figur von der Streuinduktivität des Hochspannungstransformators, sondern von der einstellbaren Induktivität 23 gebildet. Die Anpassung des Schwingstroms im Schwingkreis 22, 23, der um ein vorbestimmtes Maß über dem Laststrom liegen, nämlich etwa das Dreifache des Laststroms betragen muß, kann durch Einstellung der Induktivität 23 erfolgen.
Die Anpassung des Schwingkreises an die jeweilige Belastung führt dazu, daß die Verluste in den Schaltelementen des Wechselrichters immer ihren minimalen Wert haben.
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YPA 78 P 5004 BRD Die Schwingkreisfrequenz wird kleiner, wenn die Kapazität des Schwingkreises gemäß Figur 1 zur Anpassung an die Belastung vergrößert wird. Dies geschieht bei Vergrößerung der Belastung, d.h. wenn der auf die Primärseite des .Hochspannungstransformators 4 transformierte Widerstand der Röntgenröhre 1 niederohmiger wird. Im anderen Fall, d.h. bei Verringerung der Induktivität gemäß Figur 2 zwecks Anpassung an einen niederohmigeren transformierten Röntgenröhrenwiderstand wird die Schwinglcreisfrequenz ebenfalls kleiner. Es ist jedoch erwünscht, daß die Schwingkreisfrequenz einen konstanten, optimalen Wert hat, denn eine zu niedrige Schwingkreisfrequenz würde die Welligkeit der Hochspannung unter Umständen unzulässig anwachsen lassen und den Hochspannungstransformator mit einer unzulässig hohen Spannungszeitfläche beaufschlagen, während eine zu hohe Schwingkreisfrequenz unter Umständen die Thyristoren mit zu hohen -^r -Werten beanspruchen würde. Im Rahmen der Erfindung ist es daher sinnvoll, zur Anpassung an die Belastung sowohl die Schwingkreiskapazität als auch die Schwingkreisinduktivität gegenläufig zueinander so zu verändern, daß die Schwingkreisfrequenz konstant bleibt und einen optimalen Wert hat, bei dem weder die Thyristoren zu stark beansprucht, noch die Welligkeit der Hochspannung und die Spannungszeitfläche des Hochspannungstransformators zu groß sind. Hierzu ist es möglich, den Kondensator 22 in Figur 2 als einstellbaren Kondensator auszubilden. Bei diesem Beispiel sollte der Schwingstrom immer etwa drei mal so hoch wie der jeweilige Laststrom sein, wie dies vorher beschrieben ist.
Es ist besonders zweckmäßig, bei dem Beispiel gemäß Figur 1 die Schalter 8, 9, 10 zur Einstellung der Schwingkreiskapazität mit den Schaltern 11, 12, 13 zur Einstellung der Röntgenröhrenspannung zu koppeln, d.h. beide Einstellungen durch ein einziges Einstellelement
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- Jfr - VPA 78 P 5004 BRD
vorzunehmen, wie dies durch die gestrichelte Linie angedeutet ist. Auch "beim Beispiel gemäß Figur 2 können gemäß der gestrichelten Linie die Einstellmittel für die Induktivität 23 mit den Einstellmitteln 24 für die Röntgenröhrenspannung gekoppelt sein. Falls die Kapazität des Kondensators 22 veränderbar ist, können auch die hierfür vorgesehenen Stellmittel mit den Stellmitteln für die Röntgenröhrenspannung gekoppelt sein.
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Claims (3)

VPA 78 P 5004 BRD Patentansprüche
1. Röntgendiagnostikgenerator mit einer Röntgenröhre, einem die Röntgenröhre speisenden Hochspannungstransformator, einem am Eingang des Hochspannungstransformators angeschlossenen Wechselrichter und einem den Wechselrichter speisenden Netzgleichrichter, dadurch gekennzeichnet , daß der Wechselrichter (4 bis 24) einen LC-Sohwingkreis (3 bis 7, 22, 23) und eine Schaltvorrichtung (14, 15) sum wechselweisen Anschalten dieses Schwingkreises (3 bis 7, 22, 23) an eine Gleichspannungsquelle (16, 17) aufweist, und daß Stellmittel (8, 9, 10, 23) zum Einstellen der Kapazität und/oder induktivität des LC-Schwingkreises (3 bis 7, 22, 23) vorhanden sind.
2. Röntgendiagnostikgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellmittel (8, 9, 10, 23) mit den Einstellmitteln (11, 12, 13, 24) für die Röntgenröhrenspannung gekoppelt sind.
3. Röntgendiagnostikgenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der LC-Schwingkreis (3 bis 7) die Reihenschaltung einer Kapazität (5, 6, 7) mit der Primärwicklung (4) des Hochspannungstransformators (3) aufweist.
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DE2802513A 1978-01-20 1978-01-20 Röntgendiagnostikgenerator mit einem seinen Hochspannungstransformator speisenden Wechselrichter, dem ein LC-Schwingkreis zugeordnet ist Expired DE2802513C2 (de)

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