JPH02100294A - Ｘ線用電源制御方法及び装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はＸ線用電源に係り、特に透視から撮影まで負荷
変動の大きいものに好適なＸ線用電源の制御方法及び装
置に関する。

〔従来の技術〕

従来のインバータ式Ｘ線用電源は、昭和５９年電気学会
全国大会＆４９６ｒ外科用Ｘ線高電圧発生装置の開発」
において述べられているように、インバータにより方形
波形の電圧を形成し、高圧変圧器で昇圧した後、整流し
て直流の高電圧をＸ線管に印加する方式の電源が採用さ
れている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術では、インバータは方形波形で、振幅がイ
ンバータ入力の直流電圧の電圧を形成するため、Ｘ線管
電圧を制御するためにはインバータ入力電圧値を制御す
る必要があった。このため、インバータ入力電圧値をチ
ョッパ等により制御する必要があり、その結果１回路構
成が複雑で、大型となる問題があった。

本発明の目的は、小形、軽量化のためインバータにより
出力制御が可能な共振形インバータを用い撮影から透視
までの幅広い負荷において、脈動の少ない安定な管電圧
波形を得るインバータ式のＸ線用電源制御方法及び装置
を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、負荷が重い時のインバータ入力電圧の低下
を低減するためインバータ動作を交流入力電圧の適切な
位相から開始することと、インバータ停止後の所定時間
インバータ出力点間を短絡し、共振用コンデンサ及びト
ランスの浮遊容量に蓄えられた電荷を放出することによ
り、達成される。

すなわち、本発明は、交流電源からの交流出力を整流器
により直流に変換し、その直流出力電圧を平滑化し、平
滑化された出力電圧をインバータにより交流に変換し、
このインバータの出力を共振用コンデンサを介して゛昇
圧用トランスの１次巻線に導き、このトランスの２次巻
線に生ずる電圧を整流し平滑化して負荷に供給するＸ線
用電源制御方法において、前記交流電源からの交流出力
電圧の位相を選んでインバータ動作開始位相を定めて出
力電圧を制御することを特徴とするＸ線用電源制御方法
である。

前記制御方法において、負荷の変化に応じてインバータ
動作開始位相を制御すること、高負荷時と低負荷時で共
振用コンデンサを切り換えることがよい。また、インバ
ータ停止時にはその出力端子を短絡させるのがよい。

また、本発明に係るＸ線用電源装置は、交流電源と、交
流電源からの交流出力を直流に変換する整流器と、その
直流出力を平滑化するフィルタと、その直流出力を交流
電圧に変換するインバータと、このインバータ出力点間
に直列接続された共振用コンデンサ及びトランスの１次
巻線と、前記トランスの２次巻線に生ずる電圧を整流し
、平滑化して負荷に供給する手段と、を備えたＸ線用電
源装置において、交流電源の交流出力の位相に対応させ
てインバータ動作のスタート信号を出力をする制御装置
を備えたものである。

前記装置において、共振用コンデンサは高負荷時と低負
荷時のものとから形成され、制御装置は負荷変動に応じ
て前記共振用コンデンサを切り替える信号を出力するよ
う形成されているものがよい。

〔作用〕

撮影条件で高負荷となるＸ線条件では、・インバータ動
作時間が数ｍｓから１０数ｍｓとなる場合が多い、負荷
条件に応じてインバータの動作開始時点を交流入力電圧
の適切な位相とすることにより、交流側からの電力の供
給を大きくしてインバータ入力電圧の低下を抑制できる
ので、制御余裕が大きく安定な動作を行うことができる
。

又、インバータ停止後、インバータを構成する全てのス
イッチング素子をオフ状態とすると、共振用コンデンサ
等に蓄えられた電荷の放電が遅れ、スイッチング素子オ
フ時の振動が持続する。このため、インバータ停止後の
所定時間インバータ出力端子を短絡するようにインバー
タを動作し、電荷の放出を図ることにより、不要の振動
が早く減衰し、次のインバータ動作に悪影響を与えない
。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図及び第２図により説明
する。第１図はＸ線用電源装置の構成図、第２図は制御
回路の構成を示すブロック図である。

第１図において、１は整流器、２，３は平滑用のりアク
ドルとコンデンサ、４はトランジスタ４１〜４４とダイ
オード４．〜４．で構成したインバータ、５１．５２は
共振用のコンデンサ、６はスイッチ、７は昇圧用のトラ
ンス、８は整流器、９は高圧ケーブルの静電容量等より
なるコンデンサ、１０はＸ線管、１１は制御装置である
。この制御装置１１は、第２図に示した如く、指令回路
１゜１、電圧制御回路１０２、パルス発生回路１０３゜
分配回路１０４、スタート信号回路１０５、短絡信号発
生回路１０６．ＯＲ回路１０７より構成されている。

次に、回路動作を第３図を用いて説明する。指令回路１
０１により、撮影時等の高負荷時にスイッチ６は閉じら
れ、スタート信号回路１０５にＸ線条件として出力電圧
及び出力時間を与える。又。

指令回路１０１は設定電圧指令を与え、コンデンサ９の
電圧の検出値との誤差信号を電圧制御回路１０２に印加
し、ＰＩＤ制御等の機能を持つ電圧制御回路１０２で演
算し、その出力信号を周波数制御信号としてパルス発生
回路１０３に印加する。

この回路１０３は、スタート信号回路１０５からのスタ
ート信号の印加後、スタート信号の印加されている期間
中、電圧制御回路１０２から印加される周波数制御信号
に応じた周波数のパルスを発生し１分配回路１０４に印
加する。この分配回路１０４はパルス発生回路１０３か
ら印加されたパルスを分配し、インバータ４のトランジ
スタ４１゜４、と４．．４．をドライブする信号を形成
し、ＯＲ回路１０７を介してインバータ４に印加する。

スタート信号回路１０５は、交流入力電圧、Ｘ＃！条件
と起動信号を受け、スタート信号を形成するものである
。

単相交流電圧を全波整流して直流電源を形成しているた
め、インバータ動作中のインバータ入力の直流電圧の低
下を極力抑えるためには、交流入力からの入力電流を極
力大きくする必要がある。

このため、Ｘ線条件で与えられる出力電力とＸ線照射時
間すなわちインバータ動作期間幅を考慮しで、交流入力
電圧に対するインバータ４のスタート位相を決める必要
がある。第３図に示すように。

スタート信号回路１０５はＸ線条件と交流入力電圧を受
け、スタート位相信号を形成する。指令回路１０１から
の起動信号をｔ１時点で受けると、ｔ□時点後のｔ２時
点のスタート位相信号よりＸ線照射時間の間、スタート
信号を発生し、パルス発生回路１０３に印加する。なお
、スタート信号回路１０５は、交流入力電圧の０点の如
き特定の位相を検出する位相検出回路と、Ｘ線条件で与
えられる出力電力とＸ線照射時間に応じたスタート位相
データを蓄えたメモリ回路と、メモリ回路のデータを読
み出し所定位相からスタート信号を形成するマイコン等
を含むカウンタ回路より構成されている。

第４図に示すように短絡信号発生回路１０６は、スター
ト信号の停止後のｔ、〜ｔ４の一定時間、スタート信号
回路１０５よりオフ信号を受け、ｔ。

よりドライブ回路やインバータ４のトランジスタの動作
遅れ等を考慮した時間の後の１．７時点よりｔ４時点ま
で１例えばトランジスタ４２と４４をオンする短絡信号
を形成し、ＯＲ回路１０７を介しインバータ４をドライ
ブする。

他の実施例を第５図に示す、前述した点と異なる点は点
線で示した箇所を追加した点である。スタート信号回路
１０５からのスタート信号を指令回路１０１に印加し、
設定電圧指令の発生位相をスタート信号に同期できるよ
うにしたものである。

プレプロ制御等で設定電圧指令をソフトに立上げる位相
をスタート信号に同期して行えるという効果がある。

〔発明の効果〕

本発明に係る方法によれば、撮影から透視までの広範囲
の負荷変動に対して、脈動の少ない安定した管電圧を得
ることができるという効果がある。

また、本発明に係る装置によれば、構造簡単にして上記
制御方法を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る装置の一実施例の構成図、第２図
は第１図の制御装置の回路構成図、第３図。 第４図は動作説明図、第５図は他実施例を示す制御装置
の回路構成図である。 １・・・整流器、４・・・インバータ、５□、５３・・
・共振用コンデンサ、６・・・スイッチ、１０１・・・
指令回路、１０２・・・電圧制御回路、１０３・・・パ
ルス発生回路、１０４・・・分配回路、１０５・・・ス
タート信号回路、１０６・・・短絡信号発生回路。 代理人　　鵜　　沼　　辰　　之 第 図 ＋０１−一極寺［ｊｌ！各 １０３−−−ハ゛ルス登生ｒｉＪ踵 １０５−−−スタートイ急号Ｃ］工各 １０７−−−　ＯＲ［ｉ］　ｖ＃ １０２−−一電五制御口路 １０４−−−づケ０乙ロＪ谷 ＋０６一−−矢立締イＳ号イ【生１回躇第１図 、４ ４−ｍ−インバータ ６−−一又イ・ツナ ８−一一整ｊ亮器 ＩＩ−−一卸ｊ御装置 ５．９−−−コシデ゛ンサ ７−−一トうブス １Ｏ−−−Ｘ線管 第 図 第４ＩＸｉ 矢１条各イち！　　　　　　　： ｔ３゜

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、交流電源からの交流出力を整流器により直流に変換
   し、その直流出力電圧を平滑化し、平滑化された出力電
   圧をインバータにより交流に変換し、このインバータの
   出力を共振用コンデンサを介して昇圧用トランスの１次
   巻線に導き、このトランスの２次巻線に生ずる電圧を整
   流し平滑化して負荷に供給するＸ線用電源制御方法にお
   いて、前記交流電源からの交流出力電圧の位相を選んで
   インバータ動作開始位相を定めて出力電圧を制御するこ
   とを特徴とするＸ線用電源制御方法。 ２、請求項１において、負荷の変化に応じてインバータ
   動作開始位相を制御するＸ線用電源制御方法。 ３、請求項２において、高負荷時と低負荷時で共振用コ
   ンデンサを切り換えるＸ線用電源制御方法。 ４、請求項１において、インバータ停止時にはその出力
   端子を短絡させることを特徴とするＸ線用電源制御方法
   。 ５、交流電源と、交流電源からの交流出力を直流に変換
   する整流器と、その直流出力を平滑化するフィルタと、
   その直流出力を交流電圧に変換するインバータと、この
   インバータ出力点間に直列接続された共振用コンデンサ
   及びトランスの１次巻線と、前記トランスの２次巻線に
   生ずる電圧を整流し、平滑化して負荷に供給する手段と
   、を備えたＸ線用電源装置において、交流電源の交流出
   力の位相に対応させてインバータ動作のスタート信号を
   出力をする制御装置を備えたことを特徴とするＸ線用電
   源装置。 ６、請求項５において、共振用コンデンサは高負荷時と
   低負荷時のものとから形成され、制御装置は負荷変動に
   応じて前記共振用コンデンサを切り替える信号を出力す
   るよう形成されたＸ線用電源装置。