JPS6180798A - X-ray device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To simultaneously achieve a wide voltage adjusting range and a high- speed response to improve the characteristic of a transient response in a lamp voltage by sharing a voltage adjusting function and an input and output switching function with the primary side and the secondary side in a high-tension transformer. CONSTITUTION:When a preparing signal S13 is inputted, the input voltage E1 of a high-tension switch is controlled and stabilized by voltage adjusting means 2 to correspond to the value which is determined in a set reference voltage E12 inputted to a terminal 12. Next, when a first preparing completion signal S14 is inputted, exposure preparing is completed, and when an exposure signal S15 is inputted, the high-tension switch 7 is ignited to apply the lamp voltage E2 which is E2=E1 to an X-ray tube 9. A transistor chopper etc. is used in the voltage adjusting means 2, and if a frequency is constant and a time ratio is variable, the output voltage of the voltage adjusting means can be adjusted in the range of 10-90% of at least input voltage.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はインバータ方式のＸ線高電圧装置に係り、特に
短時間撮影を行なう場合に好適な管電圧の制御方法に関
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to an inverter type X-ray high voltage apparatus, and particularly to a tube voltage control method suitable for short-time imaging.

〔発明の背景〕　　・ 従来のＸ線装置は、商用電源を受電し、設定管電圧に応
じて電圧調整変圧器を用いて調整した電圧を、高圧変圧
器で昇圧し、全波整流してＸ線管に印加する方式であっ
た。電圧調整器の出力電圧は、摺動ブランの位置を変え
たりタップを切り換えて、所定の電圧としていだので、
Ｘ線曝射中に管電圧を高速に変化することは非常に困難
であった。また、Ｘ線曝射の制御は、高圧変圧器の一次
側に設けたスイッチにより行なっているが、Ｘ線曝射開
始時における管電圧の立ち上りは、高圧変圧器の漏れリ
アクタンスと浮遊容量、および高圧ケーブルの静電容量
によって過渡現象を生じるため、管電圧波形はオーバー
シュートや振動を起こしやすい。この過渡現象を抑制す
るために管電圧の立ち上り時間は長くしており、このた
め、短時間の撮影に制限があった。[Background of the invention] - Conventional X-ray equipment receives commercial power, adjusts the voltage using a voltage adjustment transformer according to the set tube voltage, boosts the voltage using a high-voltage transformer, performs full-wave rectification, and then outputs the It was a method in which the voltage was applied to a wire tube. The output voltage of the voltage regulator was adjusted to the specified voltage by changing the position of the sliding bracket or switching the tap.
It is extremely difficult to change the tube voltage rapidly during X-ray exposure. In addition, X-ray exposure is controlled by a switch installed on the primary side of the high-voltage transformer, but the rise in tube voltage at the start of X-ray exposure is determined by the leakage reactance and stray capacitance of the high-voltage transformer, as well as the Transient phenomena occur due to the capacitance of high-voltage cables, so tube voltage waveforms are prone to overshoot and oscillation. In order to suppress this transient phenomenon, the rise time of the tube voltage is lengthened, which limits short-time imaging.

以上の欠点を解決するために例えば、特開昭５９−１０
０３８号公報によると、Ｘ線曝射制御のだめのスイッチ
機能と管電圧調整機能を持った四極真空管をＸ線管と直
列に接続する方式がある。In order to solve the above drawbacks, for example, JP-A-59-10
According to Publication No. 038, there is a method in which a tetrode vacuum tube having a switch function for X-ray exposure control and a tube voltage adjustment function is connected in series with an X-ray tube.

この方式では、四極真空管の消費電力が数ｋＷと小さい
ため、大電流、短時間撮影などの場合、数ｋＶの電圧し
か分担できず、大幅な管電圧の変動には応答しきれなか
った。又、真空管はフィラメントからの熱電子発生を安
定化するためにエージングを必要とし、フィラメントの
寿命があるために種々のメインテナンスを必要としてい
た。In this method, the power consumption of the tetrode vacuum tube is small at a few kilowatts, so in the case of high-current, short-time photography, etc., it can only share a voltage of a few kilovolts, and it cannot fully respond to large fluctuations in tube voltage. Further, vacuum tubes require aging in order to stabilize the generation of thermoelectrons from the filament, and require various types of maintenance because the filament has a limited lifespan.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、主回路定数による過渡応答特性への悪
影響を軽減し、高速応答性を持ち、かつ管電圧制御範囲
の広いＸ線装置を提供する事にある。An object of the present invention is to provide an X-ray apparatus that reduces the adverse influence of main circuit constants on transient response characteristics, has high-speed response, and has a wide tube voltage control range.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

高圧変圧器２次側の電圧を、曝射開始以前に曝射中に必
要な電圧と同電位にしておけば、曝射開始後の電圧変化
が少なく過渡応答条件が緩和できる。If the voltage on the secondary side of the high-voltage transformer is set to the same potential as the voltage required during exposure before the start of exposure, there will be less voltage change after the start of exposure, and the transient response conditions can be alleviated.

そこで従来用いられていた四極真空管が持つ入出力開閉
機能と電圧調整機能を分割して考え、前者を高圧変圧器
二次側へ、後者を同一次側へ配置し、おのおのにスイッ
チング機能を有する半導体　　　　　　！素子を用いる
構成とする事によって、高速応答性と広い電圧調整範囲
を持たせ、かつ投入のタイミングを適切に制御する事に
よって、過渡応答特性の改善を図ることを特徴とする。Therefore, we considered dividing the input/output switching function and the voltage adjustment function of the conventionally used tetrode vacuum tube, and placed the former on the secondary side of the high-voltage transformer and the latter on the same secondary side, and each semiconductor has a switching function. ! By adopting a structure using elements, it is characterized by having high-speed response and a wide voltage adjustment range, and by appropriately controlling the timing of turning on, it is possible to improve transient response characteristics.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。直流
電圧源１はＸ線装置全体に電力を供給するものであり、
商用交流電源を整流し、平滑したものでも、又蓄電池を
用いてもよい。直流電圧源１の出力は電圧調整機能２に
人力し、電圧調整手段２は、直流電圧源１の出力電圧を
例えば、トランジスタチョッパーなどによって調整する
もので、外部からの設定信号電圧を与えると、所定の出
力電圧が得られる。直流−交流変換手段３は、電圧調整
手段２の出力電圧を例えばＧＴＯインバータ回路などに
よって交流電圧に変換するものである。An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. The DC voltage source 1 supplies power to the entire X-ray apparatus,
A rectified and smoothed commercial AC power supply or a storage battery may be used. The output of the DC voltage source 1 is manually inputted to a voltage adjustment function 2, and the voltage adjustment means 2 adjusts the output voltage of the DC voltage source 1 using, for example, a transistor chopper, and when a setting signal voltage is applied from the outside, A predetermined output voltage can be obtained. The DC-AC converter 3 converts the output voltage of the voltage regulator 2 into an AC voltage using, for example, a GTO inverter circuit.

直流−交流液換手段の出力電圧は、高圧変圧器４にて昇
圧される。昇圧された交流電圧は整流器５によって整流
され、高圧スイッチ７に入力する。The output voltage of the DC-AC liquid exchange means is stepped up by the high voltage transformer 4. The boosted AC voltage is rectified by a rectifier 5 and input to a high voltage switch 7.

高圧スイッチ７は、詳細は後述するが、例えばＦＥＴ（
電界効果型トランジスタ）を直列接続し、１つを点弧す
ると他のＦＥＴも順次点弧する従属点弧方式のものを用
いる。高圧スイッチ７ば、Ｘ線管９のアノード側とカソ
ード側に分割して配置し、個々の電圧分担を軽減し、か
つＸ線管の対地電圧耐量を小さくしている。The details of the high voltage switch 7 will be described later, but for example, an FET (
A dependent firing method is used in which FETs (field-effect transistors) are connected in series, and when one FET is fired, the other FETs are fired in sequence. The high-voltage switch 7 is arranged separately on the anode side and the cathode side of the X-ray tube 9 to reduce the individual voltage share and to reduce the ground voltage withstand capacity of the X-ray tube.

静電容量８は、整流器５よりＸ線管９までの高圧ケーブ
ルに分布する浮遊容量であり、とくに高圧スイッチ７と
Ｘ線管９の間の部分８ｂはスイッチングの時には、応答
遅れの原因となる。静電容量８ｂを小さくするには、高
圧スイッチ７をＸ線管の近傍に配置し、できれば同じ筐
体に入れる事が有効である。抵抗６は、管電圧検出用の
分圧抵抗で、分圧後の管電圧に相当する電圧と設定基準
電圧１２とを誤差増幅器１０で比較する。誤差増幅器１
０はその差分に比例した電圧を出力する。The capacitance 8 is a stray capacitance distributed in the high-voltage cable from the rectifier 5 to the X-ray tube 9, and in particular, the portion 8b between the high-voltage switch 7 and the X-ray tube 9 causes a delay in response during switching. . In order to reduce the capacitance 8b, it is effective to place the high voltage switch 7 near the X-ray tube, preferably in the same housing. The resistor 6 is a voltage dividing resistor for tube voltage detection, and the error amplifier 10 compares a voltage corresponding to the divided tube voltage with a set reference voltage 12 . error amplifier 1
0 outputs a voltage proportional to the difference.

電圧設定信号発生回路１１は、発振器と、電圧一時比率
変換器又は電圧−周波数変換器を内蔵し、その時比率又
は周波数が前記誤差増幅器１０の出力電圧に応じて制御
され、電圧調整手段２の出力電圧を制御する信号を発生
する。The voltage setting signal generation circuit 11 includes an oscillator and a voltage temporary ratio converter or a voltage-frequency converter, and the voltage temporary ratio or frequency is controlled according to the output voltage of the error amplifier 10, Generates signals that control voltage.

端子１３には準備信号Ｓｔ３が入力され、この準備信号
８１３は、Ｘ線の曝射に先だって入力され、フィラメン
トの加熱やＸ線管の陽極回転を制御する信号でもある。A preparation signal St3 is input to the terminal 13, and this preparation signal 813 is input prior to X-ray irradiation, and is also a signal for controlling heating of the filament and rotation of the anode of the X-ray tube.

本発明の実施例ではこの準備信号８１３　　を前記電圧
調整手段２と直流−交流変換手段３のゲート信号として
用いる。端子１４には前記準備信号８１３　よりも所定
の時間Ｔｏだけ遅れた第１の準備完了別号３１４が入力
する。In the embodiment of the present invention, this preparation signal 813 is used as a gate signal for the voltage adjusting means 2 and the DC-AC converting means 3. A first preparation complete signal 314 that is delayed by a predetermined time To from the preparation signal 813 is input to the terminal 14 .

前記準備信号８１３によって駆動を開始した電圧調整手
段２と直流交流変換手段３の出力がＸ線を曝射できる状
態に達したことを検出しく検出手段は省略する）、これ
らの検出信号と前記第１の準備完了信号８１４　との論
理積をＡＮＤゲート１６に入力して、その出力を新たに
求めた第２の準備完了信号Ｓ１６とする。It is detected that the outputs of the voltage adjusting means 2 and the DC/AC converting means 3, which have started driving in response to the preparation signal 813, have reached a state in which X-rays can be emitted. 1 and the ready signal 814 is input to the AND gate 16, and its output is used as the newly obtained second ready signal S16.

端子１５には、Ｘ線の曝射を開始させる曝射信号Ｓ＋ｓ
を入力する。準備信号８１３と、第２の準備完了信号８
１．及び曝射信号８１５は、第２のＡＮＤゲート１７に
入力し、第２のＡＮＤゲート１７の出力により高圧スイ
ッチ７を点弧する。The terminal 15 receives an exposure signal S+s for starting X-ray exposure.
Enter. Ready signal 813 and second ready signal 8
1. The exposure signal 815 is input to the second AND gate 17, and the output of the second AND gate 17 turns on the high voltage switch 7.

第２図を用いて、本発明の詳細な説明する。The present invention will be explained in detail with reference to FIG.

まず準備信号８１３により電圧調整手段２と直流−交流
変換手段３を駆動し、発生した電圧が昇圧、整流されて
高圧スイッチ７の入力端ではＥｌなる電圧となる。コン
デンサ２０はＥｌのリプルを低減させるだめのものであ
るが、しかし、このコンデンサへの充電電流によって電
圧調整手段２と直流−交流変換手段３に用いている半導
体素子を破損させないため、両者の出力電圧の立ち上り
が急峻にならないように制御する必要がある。すなわち
準備信号が入力してから第１の準備完了信号８１４　　
が入力するまでの時間をＴＤとすれば、Ｔｏ以内に高圧
スイッチの入力端子Ｅｒが定常状態になるように、電圧
調整手段２と直流−交流変換手段３を制御すればよい。First, the voltage adjustment means 2 and the DC-AC conversion means 3 are driven by the preparation signal 813, and the generated voltage is boosted and rectified to become a voltage El at the input end of the high voltage switch 7. The capacitor 20 is intended to reduce the ripple of El, but in order to prevent the charging current to this capacitor from damaging the semiconductor elements used in the voltage regulating means 2 and the DC-AC converting means 3, the output of both It is necessary to control the voltage so that the rise does not become steep. That is, the first ready signal 814 is input after the ready signal is input.
If TD is the time required for input of , then the voltage adjusting means 2 and the DC-AC converting means 3 may be controlled so that the input terminal Er of the high voltage switch is in a steady state within To.

次に第１の準備完了信号３１４を入力すると曝射準備は
完了し、曝射信号が入力するまでＥ、の電圧はそのまま
維持される。曝射信号ＳＬ５が入力すると高圧スイッチ
７が点弧し、Ｘ線管９には　　　　　　　ＩＥ２＝Ｅｌ
なる管電圧Ｅ２が印加する。この時、電圧は、端子１２
に入力する設定基準電圧Ｅ１□で定めだ値に相当するよ
う電圧調整手段２が制御さへ安定化が図られる。電圧調
整手段２はトランジスタ・チョッパなどを用い、周波数
一定で時比率を可変とすれば、その出力電圧は少なくと
も入力電圧の１０％〜９０％の範囲で調整可能である。Next, when the first preparation completion signal 314 is input, the preparation for exposure is completed, and the voltage of E is maintained as it is until the exposure signal is input. When the exposure signal SL5 is input, the high voltage switch 7 is turned on, and the X-ray tube 9 receives IE2=El.
A tube voltage E2 is applied. At this time, the voltage at terminal 12
The voltage adjusting means 2 is controlled and stabilized so as to correspond to a predetermined value by the set reference voltage E1□ input to the voltage E1□. The voltage adjusting means 2 uses a transistor chopper or the like, and if the frequency is constant and the duty ratio is variable, the output voltage can be adjusted within a range of at least 10% to 90% of the input voltage.

Ｘ線装置で用いられる管電圧の範囲は一般に２０ｋＶ〜
１５０ｋＶであるから、すべての範囲で安定化を図る制
御が可能である。又、曝射の途中で管電圧を連続的に変
更したり、いくつかの管電圧を交互に曝射するような撮
影法の場合にも有効である。The tube voltage range used in X-ray equipment is generally 20kV ~
Since the voltage is 150 kV, it is possible to perform stabilization control over the entire range. It is also effective in imaging methods in which the tube voltage is continuously changed during exposure or in which several tube voltages are alternately exposed.

次に本発明の実施例によって管電圧の過渡応答特性が改
善される理由を第３図を用いて説明する。Next, the reason why the transient response characteristic of tube voltage is improved by the embodiment of the present invention will be explained with reference to FIG.

第３図（ａ）は、従来装置すなわち機能が一次側にある
場合のＸ線が曝射される直前の等価回路を示している。FIG. 3(a) shows an equivalent circuit immediately before X-ray irradiation in a conventional device, that is, when the function is on the primary side.

電圧調整機能を持った直流電圧源３１と低圧側のスイッ
チ機能３２は、実際の回路においては１つの手段で２つ
の機能を兼ねている場合もある。リアクトル３３は高圧
変圧器の漏れリアクタンス成分であり、コンデンサ３４
は高圧変圧器や高圧ケーブルの浮遊容量成分である。抵
抗３５はＸ線管球の等価抵抗である。In an actual circuit, the DC voltage source 31 having a voltage adjustment function and the low voltage side switch function 32 may have two functions in one device. The reactor 33 is a leakage reactance component of the high voltage transformer, and the capacitor 34
is the stray capacitance component of high voltage transformers and high voltage cables. Resistor 35 is the equivalent resistance of the X-ray tube.

今、低圧スイッチ３２を閉じるとコンデンサ３４には充
電電流がリアクトル３３全通して流れ、３２．３３．３
４よりなる直列の共振回路を形成する。したがって上記
回路定数が振動条件を満足していると電圧Ｅ２は振動し
、Ｘ線管３５にはオーバーシュートした管電圧が印加さ
れることになる。Now, when the low voltage switch 32 is closed, a charging current flows to the capacitor 34 through the entire reactor 33, and 32.33.3
4 to form a series resonant circuit. Therefore, if the circuit constant satisfies the oscillation condition, the voltage E2 will oscillate, and an overshoot tube voltage will be applied to the X-ray tube 35.

第３図の）はスイッチ機能を２次側に設けた、本発明に
よる実施例のＸ線曝射直前の等価回路である。同図（ａ
）との差異は、コンデンサ３４とＸ線管との間に高圧ス
イッチ３６を設けた点であり、低圧側のスイッチ３２は
、この時点ですでに導通状態にあるため省略しである。) in FIG. 3 is an equivalent circuit immediately before X-ray irradiation in an embodiment according to the present invention in which a switch function is provided on the secondary side. The same figure (a
) is that a high-voltage switch 36 is provided between the condenser 34 and the X-ray tube, and the low-voltage switch 32 is omitted because it is already in a conductive state at this point.

高圧スイッチ３６を閉じる前において、コンデンサ３４
はすてにＥｌに充電されているので３６を閉じて、Ｅ２
が設定値になるまでの間は、コンデンサ３４は電圧源と
なる。したがって３４−３６−３５の直列回路には共振
系がなく、管電圧Ｅ２にはオーバーシュートは生じない
。なお、コンデンサ３４を十分な電圧源とするためには
、第１図におけるコンデンサ２０を接続すればよい。Before closing the high voltage switch 36, the capacitor 34
Since El is already charged, close 36 and E2
The capacitor 34 serves as a voltage source until the voltage reaches the set value. Therefore, there is no resonance system in the 34-36-35 series circuit, and no overshoot occurs in the tube voltage E2. Note that in order to make the capacitor 34 a sufficient voltage source, the capacitor 20 shown in FIG. 1 may be connected.

第４図は、第１図の実施例において高圧スイッチ７を示
す一実施例である。FIG. 4 shows an embodiment of the high voltage switch 7 in the embodiment of FIG.

２１ａ−Ｋａはゲート・ソース間に電圧を印加すること
によってオンし、ゲート・ノース間の電圧を零にするこ
とによってオフするＭＯＳＦＥＴ　。MOSFETs 21a-Ka are turned on by applying a voltage between the gate and source, and turned off by reducing the voltage between the gate and north to zero.

２１’ｂ−Ｋｂはダイオード、２１ｃｍＫｃはコンデン
サ、２１ｄ−Ｋｄは抵抗で、それぞれの素子においてす
、ｃおよびｄによってスナベ回路を形成する。２１ｅ〜
工ぐｅはカソードからアノードに電流が流れたとき常に
一定の電圧Ｖｚｅとなるツェナーダイオードでそれぞれ
の素子２１ａ−Ｋａにおいて、ｃ　−＋　ａ　−＋　ｅ
　−＋　ｆ　−＋　ｃの放電によるＣの電圧低下をＶｚ
ｓに押える。２１ｆ−Ｋｆはそれぞれの素子２１ａ−Ｋ
ａＯ印加電圧のバランスをとるための分圧抵抗、２２ｇ
−Ｋｇはカソードからアノードに電流を流したとき、常
に定電圧ＶＺ。21'b-Kb is a diode, 21cmKc is a capacitor, and 21d-Kd is a resistor. In each element, a snubber circuit is formed by c, d. 21e~
Design e is a Zener diode that always has a constant voltage Vze when current flows from the cathode to the anode, and in each element 21a-Ka, c - + a - + e
−+ f −+ The voltage drop in C due to discharge of c is Vz
Press down to s. 21f-Kf are the respective elements 21a-K
Voltage dividing resistor for balancing the aO applied voltage, 22g
-Kg is always a constant voltage VZ when current flows from the cathode to the anode.

となるツェナーダイオードで、２２ａ−Ｋａのオン時に
、ゲート・ソース間電圧をＶＺ、に保つ。The Zener diode keeps the gate-source voltage at VZ when 22a-Ka is on.

以下このスイッチの動作を説明すると第４図において、
Ｐが正、Ｎが負となる電圧を印加すると、Ｐ　→■ぐ　
ｂ　−）Ｋ　Ｃ−＋Ｋ　ｇ　→　・・・・・　２３ｂ　
　→　２３Ｃ→２３ｇ→２２ｂ→２２Ｃ→２２　ｇ−４
２１ｂ→２１Ｃ→Ｎの経路で電流が流れ、スナバ回路の
コンデ／す２１Ｃ−ＫＣを充電する。２１２％Ｋａは直
列接続され、それぞれに印加する電圧は、２１０〜ＫＣ
および２１ｆ−Ｋｆで制限されるので、直列接続する数
を瑠加すれば、２８間の印加電圧にかかわらず、１個の
素子に印加する電圧を１個の耐圧以内にすることができ
る。The operation of this switch will be explained below in Fig. 4.
When applying a voltage that makes P positive and N negative, P → ■
b -)K C-+K g → 23b
→ 23C → 23g → 22b → 22C → 22 g-4
A current flows through the path 21b→21C→N and charges the capacitor 21C-KC of the snubber circuit. 212%Ka are connected in series, and the voltage applied to each is 210~KC
Since it is limited by 21f-Kf, by increasing the number of devices connected in series, the voltage applied to one element can be kept within the breakdown voltage of one element, regardless of the applied voltage between 28.

この半導体スイッチング素子の直列接続体よりなる高圧
スィッチ７０オン動作は次の通りである。The high-voltage switch 70 made of a series connection of semiconductor switching elements turns on as follows.

まず、２１ａのゲート・ノースに順電圧を印加すると、
２１ａがオンする。すると、図に示す極性で充電してい
た２１Ｃの電荷は、第２図において破線で示すように、
２１Ｃ→２１ｄ→２１ａのゲート−２２２のソース−２
１３のドレイン−２１ａ１のソース→２１ｃの経路で放
電する。この放電電流によって２２２のゲート・ソース
間は、２２ｇのツェナー電圧Ｖｚｇに充電される。Ｖｚ
ｇは２２ａをオンするために必要な電圧に対して余裕を
もって選択するので、２２ａはオ／する。２２ａがオン
すると、２１ａと同１禾に２２ａのスナバ回路の２２Ｃ
が放電し、この放区亀随によって２３２がオンする。こ
のようにしてＮ　１ｖｆｉ！ｌに近い方のＭＯＳＦＥＴ
から順次オンして、すべてのＭＯＳ　Ｆ　Ｅ　Ｔがオン
する。First, when a forward voltage is applied to the gate north of 21a,
21a is turned on. Then, the charge of 21C, which was charged with the polarity shown in the figure, becomes as shown by the broken line in Figure 2.
21C→21d→21a gate-222 source-2
Discharge occurs along the path from the drain of 13 to the source of 21a1 and 21c. This discharge current charges the gate and source of 222 to a Zener voltage Vzg of 22g. Vz
Since g is selected with enough margin for the voltage required to turn on 22a, 22a is turned on. When 22a is turned on, 22C of the snubber circuit of 22a is connected to the same wire as 21a.
is discharged, and 232 is turned on due to this discharge. In this way N 1vfi! MOSFET closer to l
All MOS FETs are turned on sequentially.

この半導体スイッチング素子の直列接続体よりなる高圧
スイッチ７のオフ動作は仄の通りである。The OFF operation of the high voltage switch 7, which is made up of a series connection of semiconductor switching elements, is as follows.

２１ａのゲート・ノースに充電した亀何全Ｊ電し、ゲー
ト・ノース間の電圧を零にすると２１’ａがオフする。When the gate and north of 21a are charged, the voltage between the gate and north is zero, and 21'a is turned off.

２１ａがオフすると、２１ａのドＶイン−ノース；ｌご
冗れていた框匠Ｃ・工第４°、ηｊ、二お・いて、一点
鎖線に示すように、２２ａのドレイン→２２ａのノース
−＋　２２　ａのゲート→２１ｂ→２１Ｃ−＋Ｎの経路
で流れるようになり、２１Ｃを充電しながら、２２ａの
ゲート・ソース間の電荷を放電する。When 21a is turned off, the drain of 22a → the north of 22a is turned off, as shown by the dashed line. The current flows through the path of +22a gate → 21b → 21C-+N, and while charging 21C, the charge between the gate and source of 22a is discharged.

この結果、２２ａのゲート・ノース間の電圧は零となり
、２２ａはオフする。この後、２２ａのソースからゲー
トへ流れていた電流は２２ｇを流れる。２２ａがオフす
ると、２１ａがオフしたときと同様に２３ａのゲート・
ノース間の電圧を零とするような電流が流れて２３ａは
オフする。このようにしてＮ側に近い方の１’ｖｆＯ３
ＦＥＴから順次オフして、すべてのＭＯＳＦＥＴがオフ
する。As a result, the voltage between the gate and north of 22a becomes zero, and 22a is turned off. After this, the current flowing from the source to the gate of 22a flows through 22g. When 22a is turned off, the gate of 23a is turned off in the same way as when 21a is turned off.
A current flows that makes the voltage between the two terminals zero, and 23a turns off. In this way, the 1'vfO3 closer to the N side
All MOSFETs are turned off, starting with the FET.

以上のように、第４図に示す半導体スイッチング素子の
直列接続体よりなる高圧スイッチ７は、最もＮ側に近い
ＭＯＳＦＥＴをオンオフすることによって、すべてのＭ
ＯＳＦＥＴのオンオフを制御できる。As described above, the high voltage switch 7 made of a series connection of semiconductor switching elements shown in FIG.
OSFET on/off can be controlled.

以上に述べた第１図の実施例によれば、高圧変圧器の一
次側に設けた半導体による電圧調整機能により、高速で
調整範囲の広い管電圧制御が可能となり、又、二次側に
設けた高圧のスイッチ機能により、高速で過渡応答特性
の良い管電圧波形を得ることができる。According to the embodiment shown in FIG. 1 described above, the voltage adjustment function using the semiconductor provided on the primary side of the high-voltage transformer enables high-speed tube voltage control with a wide adjustment range. The high-voltage switching function allows a tube voltage waveform with high speed and good transient response characteristics to be obtained.

第５図は本発明による他の実施例を示す。FIG. 5 shows another embodiment according to the invention.

１哩流−交流変換手段５１は電圧の調整機能を持ってお
り、直流電圧を入力すると、これを交流に変換するとと
もに電圧設定信号Ｅｔに和尚する電圧実効値を出力する
。電圧設定信号発生回路５２は、誤差増幅器１０の出力
に応じてＥｌを出力する。曝射信号入力端子５３には第
１図の実施例におけるＡ　Ｎ　Ｄ回路１７の出力信号を
人力する。なお第５図において第１図と同様の構成要素
は同一の符号を符し、説明を省略する。The current-to-AC conversion means 51 has a voltage adjustment function, and when a DC voltage is input, it converts it to AC and outputs an effective voltage value that is adjusted to the voltage setting signal Et. The voltage setting signal generation circuit 52 outputs El according to the output of the error amplifier 10. The output signal of the A N D circuit 17 in the embodiment shown in FIG. 1 is input to the exposure signal input terminal 53 . In FIG. 5, the same components as in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and explanations thereof will be omitted.

動作を説明すると、準備信号８１３にて、直流−交流変
換手段５１が駆動を始め、発生した交流電圧は、高圧変
圧器４で昇圧され、整流器５にて整流した後、コンデン
サ２０と８を充電する。曝射信号ＳｔＳが５３より入力
されると高圧スイッチ７が点弧し、Ｘ線管に高圧が印加
されＸ線が曝射される。この時、管電圧は分圧抵抗６に
よって検出され、これを誤差増幅器に入力して設定基準
電圧Ｅ１□に一致するように、直流−交流変換手段の出
力電圧が制御される。To explain the operation, the DC-AC conversion means 51 starts driving in response to the preparation signal 813, and the generated AC voltage is stepped up by the high-voltage transformer 4, rectified by the rectifier 5, and then charges the capacitors 20 and 8. do. When the exposure signal StS is input from 53, the high voltage switch 7 is turned on, high voltage is applied to the X-ray tube, and X-rays are emitted. At this time, the tube voltage is detected by the voltage dividing resistor 6, and is input to the error amplifier to control the output voltage of the DC-AC conversion means so that it matches the set reference voltage E1□.

ここで直流−交流変換手段５１は、周波数を一定にして
時比率を変更するか、又は、周波数と時比率を同時に変
更して出力電圧の実効値を変化させる。従来の装置では
この直流−交流変換手段にて周波数や時比率を変えると
出力管電圧のりプル波形が著しく変化するため、Ｘ線線
量と管電圧の関係に相関性が少なくなり使用不可能であ
った。Here, the DC-AC conversion means 51 either keeps the frequency constant and changes the duty ratio, or changes the frequency and duty ratio simultaneously to change the effective value of the output voltage. In conventional equipment, when the frequency or time ratio is changed using this DC-AC conversion means, the output tube voltage rise/pull waveform changes significantly, so the correlation between the X-ray dose and tube voltage decreases, making it unusable. Ta.

そこでコンデンサ２０を接続して、管電圧波形を平滑す
る事が考えられる。しかしこれは、従来の一次側にスイ
ッチ機能を持った回路では、Ｘ線管への電圧の投入遮断
時に、管電圧の時遅れを生じ、高速応答性が低下するた
め短時間曝射ができないことや患者への無用なＸ線曝射
があるなどの欠点があった。Therefore, it is conceivable to connect a capacitor 20 to smooth the tube voltage waveform. However, with conventional circuits that have a switch function on the primary side, there is a time lag in the tube voltage when voltage is turned on and off to the X-ray tube, reducing high-speed response and making short-term exposure impossible. There were disadvantages such as unnecessary X-ray exposure to the patient.

しかし本発明の実施例によれば、十分に大きな容量のコ
ンデンサ２０を接続しても、スイッチ機能は２次側にあ
るため、Ｘ線出力の高速応答性はいささかも低下しない
。しかも管電圧波形は平滑されるためリプルが減少し、
管電圧とＸ線線量の相関性は良好となる。However, according to the embodiment of the present invention, even if a sufficiently large capacitor 20 is connected, the switching function is on the secondary side, so the high-speed response of the X-ray output does not deteriorate in the slightest. Moreover, since the tube voltage waveform is smoothed, ripples are reduced,
The correlation between tube voltage and X-ray dose is good.

本実施例によれば・直流交流変換手段は・電圧　　　　
　　１調整手段を兼ねるので、主回路の簡略化が図られ
、性能を低下することなく経済的なＸ線装置を提供でき
る。According to this embodiment, the DC/AC conversion means is a voltage
1, the main circuit can be simplified, and an economical X-ray apparatus can be provided without deteriorating performance.

第６図に本発明による他の実施例を示す。FIG. 6 shows another embodiment according to the present invention.

本実施例は、商用交流電源６１を入力電源とする場合で
、開用交流電源６１と、これを直流に変換する交流−直
流変換手段６２により直流電圧源を形成する。位相角設
定信号発生回路６３は、設定基準電圧Ｅｌ　２に応じて
一定の位相角設定信号Ｅａを出力する。父流−直流変換
手段６２は、例えばサイリスタブリッジ回路を用いて、
位相角設定信号発生回路６３の出力Ｅ６に応じてサイリ
スタの位相角制御を行ない、出力電圧Ｅｓの調整を行な
う。交流−直流変換手段６２は基準信号１３にて更勤を
開始するが、その出力直流電圧Ｂｓは直流電圧源として
作用するため、後の動作は第５図の実施例と同様である
。In this embodiment, a commercial AC power source 61 is used as an input power source, and a DC voltage source is formed by the open AC power source 61 and an AC-DC conversion means 62 that converts it into DC. The phase angle setting signal generation circuit 63 outputs a constant phase angle setting signal Ea according to the setting reference voltage El2. The father current-DC conversion means 62 uses, for example, a thyristor bridge circuit,
The phase angle of the thyristor is controlled according to the output E6 of the phase angle setting signal generation circuit 63, and the output voltage Es is adjusted. The AC-DC conversion means 62 starts working in response to the reference signal 13, but since its output DC voltage Bs acts as a DC voltage source, the subsequent operation is similar to that of the embodiment shown in FIG.

第６図の本実施例によれば、直流交流変換手段５１０入
力電圧が調整可能であるため、手段５１にとってつねに
最適な入力電圧の設定が可能となり、管電圧変動の安定
化機能を低下させる事なく、広範囲の電圧を高精度で制
御できる。According to the present embodiment shown in FIG. 6, since the input voltage of the DC/AC conversion means 510 is adjustable, it is possible to always set the optimum input voltage for the means 51, thereby reducing the stabilization function of tube voltage fluctuations. It is possible to control a wide range of voltages with high precision.

第７図は本発明による他の実施例を示す。FIG. 7 shows another embodiment according to the invention.

主回路の構成で第６図の実施例と同様な部分の説明は省
略する。交流−直流変換手段７１は、例えばＧＴＯ（ゲ
ート・ターンオフ・サイリスタ）の様な自己消弧機能を
持、つた素子で構成されている。誤差増幅器１０の出力
は、位相角設定信号発生回路７２に入力され、７２の出
力によって交流−直流変換手段７１を制御している。直
流−交流変換手段７３は、周波数・時比率設定回路７４
の出力信号によシ、一定の周波数・一定の時比率で駆動
される。Description of the parts of the main circuit configuration that are similar to the embodiment shown in FIG. 6 will be omitted. The AC-DC conversion means 71 is composed of an element having a self-extinguishing function, such as a GTO (gate turn-off thyristor). The output of the error amplifier 10 is input to a phase angle setting signal generation circuit 72, and the output of the phase angle setting signal generation circuit 72 controls the AC-DC conversion means 71. The DC-AC conversion means 73 includes a frequency/time ratio setting circuit 74
It is driven by the output signal at a constant frequency and at a constant time ratio.

第６図の実施例では、交流−直流変換手段７１にサイリ
スタを用いていたため、その特性から、入力商用電源の
半周期（５０Ｈｚ電源ではＩ　Ｑｍｓ　）以下の短時間
でのフィードバック制御は不可能である。このだめ交流
−直流変換手段７１には、フィードバック制御を行なわ
ず、設定基準電圧Ｅ１２に応じた電圧ＥＩ２をそのまま
出力していた。In the embodiment shown in FIG. 6, since a thyristor is used as the AC-DC conversion means 71, due to its characteristics, feedback control in a short period of less than half a cycle of the input commercial power supply (I Qms for a 50Hz power supply) is impossible. be. In this case, the AC-DC conversion means 71 was not subjected to feedback control and outputted the voltage EI2 corresponding to the set reference voltage E12 as it was.

本実施例では、交流直流変換手段にＧＴＯなどの自己消
弧機能を有する半導体を用いているので、任意の時間で
の投入遮断が可能となり、このため、交流直流変換手段
へのフィードバックでも十分な応答速度が得られる。In this embodiment, since a semiconductor having a self-extinguishing function such as GTO is used for the AC/DC converting means, it is possible to turn on/off at any time, and therefore, feedback to the AC/DC converting means is sufficient. Response speed can be obtained.

本実施例によれば、直流交流変換手段７３の周波数、時
比率を一定にできるため制御回路が簡単になる。又、前
記７３の時比率はＧＴＯに許容されるター７オフタイム
を休止期間として最大の通電期間をとればよく、高効率
の装置が提供できる。According to this embodiment, the frequency and duty ratio of the DC/AC conversion means 73 can be kept constant, so the control circuit can be simplified. Further, the duty ratio of 73 can be set to the maximum energizing period with the 73 off time allowed by the GTO as a rest period, and a highly efficient device can be provided.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、電圧調整機能と入出力開閉機能を高圧
変圧器の一次側と二次側で分担する事によって、広い電
圧調整範囲と高速の応答を同時に達成でき、各機能の投
入タイミングを適切に制御することによって、Ｘ線曝射
時の管電圧の過渡応答特性を改善できる。According to the present invention, by sharing the voltage adjustment function and the input/output switching function between the primary and secondary sides of the high voltage transformer, it is possible to simultaneously achieve a wide voltage adjustment range and high-speed response, and to adjust the timing of turning on each function. By appropriately controlling it, the transient response characteristics of the tube voltage during X-ray exposure can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は、本発明の一実施例の回路図、第２図は、第１
図の実施例のタイミングチャート図、第３図は、第１図
の実施例の動作を説明する等価回路図、第４図は、高圧
スイッチの回路図、第５図は、本発明の他の実施例の回
路図、第６図は本発明の他の実施例の回路図、第７図は
、本発明の他の実施例の回路図である。 ２・・・直流電圧調整手段、３・・・直流−交流変換手
段、４・・・高圧変圧器、６・・・管電圧検出抵抗、７
・・・高圧スイッチ、９・・・Ｘ線管、１０・・・誤差
増幅器、５２゜１１・・・電圧設定信号発生回路、１６
．１７・・・ＡＮＤ回路、１２・・・設定基準電圧入力
端子、６２．７１第　１　日 ＜ｂ） 第　４９ 第　５　目FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention.
3 is an equivalent circuit diagram explaining the operation of the embodiment of FIG. 1, FIG. 4 is a circuit diagram of a high voltage switch, and FIG. 5 is a diagram of another embodiment of the present invention. FIG. 6 is a circuit diagram of another embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a circuit diagram of another embodiment of the present invention. 2... DC voltage adjustment means, 3... DC-AC conversion means, 4... High voltage transformer, 6... Tube voltage detection resistor, 7
...High voltage switch, 9...X-ray tube, 10...Error amplifier, 52°11...Voltage setting signal generation circuit, 16
．． 17...AND circuit, 12...Setting reference voltage input terminal, 62.71 1st day <b) 49th 5th

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １、直流電源と、該直流電源を交流に変換する直流−交
流変換手段と、該直流−交流変換手段の出力電圧を昇圧
する高圧変圧器と、該高圧変圧器の出力電圧を整流する
整流器と、該整流器の出力をＸ線管に印加するＸ線装置
において、該Ｘ線管のアノード側と、カソード側に、そ
れぞれ前記Ｘ線管と直列に接続し、前記Ｘ線管に印加す
る管電圧の投入と遮断を行なう高圧スイッチ手段と、前
記高圧変圧器二次側の電圧を検出し、管電圧を設定する
信号と比較し、前記高圧変圧器一次側の入力電圧実効値
を制御する機能を有するフィードバック制御手段と、Ｘ
線を曝射する前に発生するＸ線曝射準備信号と、該Ｘ線
曝射準備信号により前記直流電源の電圧を前記直流−交
流変換手段に印加すると同時に該直流−交流変換手段を
駆動し、所定の時間の後、Ｘ線曝射信号により前記高圧
スイッチを点弧することを特徴とするＸ線装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載のＸ線装置において、高
圧スイッチは、半導体より構成されることを特徴とする
Ｘ線装置。 ３、特許請求の範囲第１項記載のＸ線装置において、該
直流電源と該直流−交流変換手段の少なくともいずれか
一方に電圧調整機能を有することを特徴とするＸ線装置
。 ４、特許請求の範囲第１項記載のＸ線装置において、該
直流電源は商用交流電源を電圧調整可能な整流手段によ
り得ることを特徴とするＸ線装置。[Claims] 1. A DC power supply, a DC-AC conversion means for converting the DC power into AC, a high-voltage transformer for boosting the output voltage of the DC-AC conversion means, and an output of the high-voltage transformer. In an X-ray device that includes a rectifier that rectifies voltage and applies the output of the rectifier to an X-ray tube, the anode side and cathode side of the X-ray tube are respectively connected in series with the X-ray tube, and the A high voltage switch means that turns on and off the tube voltage applied to the tube, detects the voltage on the secondary side of the high voltage transformer, compares it with a signal for setting the tube voltage, and determines the effective input voltage on the primary side of the high voltage transformer. a feedback control means having a function of controlling the value;
An X-ray exposure preparation signal generated before irradiation of radiation, and applying the voltage of the DC power supply to the DC-AC conversion means based on the X-ray exposure preparation signal and driving the DC-AC conversion means at the same time. . An X-ray apparatus, characterized in that, after a predetermined time, the high-voltage switch is activated by an X-ray exposure signal. 2. The X-ray apparatus according to claim 1, wherein the high-voltage switch is made of a semiconductor. 3. The X-ray apparatus according to claim 1, wherein at least one of the DC power supply and the DC-AC conversion means has a voltage adjustment function. 4. The X-ray apparatus according to claim 1, wherein the DC power source is a commercial AC power source obtained by voltage-adjustable rectifier means.