JPS6216518B2 - - Google Patents
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- JPS6216518B2 JPS6216518B2 JP53052374A JP5237478A JPS6216518B2 JP S6216518 B2 JPS6216518 B2 JP S6216518B2 JP 53052374 A JP53052374 A JP 53052374A JP 5237478 A JP5237478 A JP 5237478A JP S6216518 B2 JPS6216518 B2 JP S6216518B2
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明はコンピユータ断層撮影装置等に用い
パルスX線を得るためのX線発生装置に関するも
のである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an X-ray generator for use in computerized tomography equipment and the like to obtain pulsed X-rays.
近時、コンピユータを用いて被検体透過後のX
線に関するデータを解析し、被検体の断層像をテ
レビモニタ上に形成するコンピユータテツド・ト
モグラフイ(Computed Tomography)いわゆる
CTと称する診断用X線装置が実用に供されてい
る。 Recently, a computer has been used to measure the
Computed tomography, which analyzes data related to lines and forms a tomographic image of the subject on a television monitor.
A diagnostic X-ray device called CT is in practical use.
CTとは、被検体の体軸を中心にX線管が回転
しX線管と対向し且つ一体に回転するX線検出器
によつて、所定回転角度毎に得られる被検体を透
過したX線の吸収データを、コンピユータにより
解析して被検体の断層像をテレビモニタ上に形成
するX線診断装置である。 CT is an X-ray tube that rotates around the subject's body axis, and an X-ray detector that faces and rotates integrally with the X-ray tube. This is an X-ray diagnostic device that analyzes radiation absorption data using a computer and forms a tomographic image of the subject on a television monitor.
このCTにおいては、所定角度毎にデータを取
得できればよいことから、必ずしも連続してX線
を曝射する必要はないこと、及び被検体の被爆線
量低減を考慮することを踏えれば、データ取得時
間以外はX線を曝射しないパルス状X線を用いる
ことが有効な手段となる。 In this CT, since it is sufficient to acquire data at each predetermined angle, it is not necessarily necessary to irradiate X-rays continuously, and if we consider reducing the exposure dose of the subject, data acquisition is possible. An effective means is to use pulsed X-rays that do not emit X-rays except during certain times.
そこでこの種のX線発生装置においては、第1
図に示すような電源回路が知られている。すなわ
ち、スイツチング制御回路SCからの制御信号に
よつて3相交流電源ACに接続された高圧トラン
スHTのY結線の一次巻線L1の中性点が、スイツ
チング回路SWを介して閉成され、高圧トランス
HTのY結線、△結線の二次巻線L21,L22の出力
端子の高電圧を発生し、高圧整流器HD1,HD2を
介して1対の高圧コンデンサHC1,HC2に充電を
開始する。その充電々圧はブリーダ抵抗R11,R12
に直列接続された充電々圧検出用抵抗R21,R22に
より検出され、それぞれ比較器CMに導入されて
図示しない基準電圧との比較が行なわれ、所定電
圧に達するとスイツチング制御回路SCがスイツ
チング回路SWを介して前記一次巻線L1の中性点
を開成して高圧コンデンサHC1,HC2の充電を停
止する。その後、高圧コンデンサHC1,HC2の直
列接続出力電圧がX線管XTに高圧スイツチング
素子例えば、テトロードチユーブTT1,TT2を介
して印加されると、高圧コンデンサHC1,HC2の
充電々荷はテトロードチユーブTT1,TT2が開成
するまで放電する。 Therefore, in this type of X-ray generator, the first
A power supply circuit as shown in the figure is known. That is, the neutral point of the Y-connected primary winding L1 of the high voltage transformer HT connected to the three-phase AC power supply AC is closed via the switching circuit SW by a control signal from the switching control circuit SC. high voltage transformer
A high voltage is generated at the output terminals of the Y-connected and △-connected secondary windings L 21 and L 22 of the HT, and a pair of high-voltage capacitors HC 1 and HC 2 are charged via the high-voltage rectifiers HD 1 and HD 2 . Start. The charging pressure is the bleeder resistance R 11 , R 12
The voltage is detected by charging voltage detection resistors R 21 and R 22 connected in series with each other, and each is introduced into a comparator CM for comparison with a reference voltage (not shown). When a predetermined voltage is reached, the switching control circuit SC switches the voltage. The neutral point of the primary winding L1 is opened via the circuit SW to stop charging the high voltage capacitors HC1 and HC2 . Thereafter, when the series-connected output voltage of the high-voltage capacitors HC 1 , HC 2 is applied to the X-ray tube XT via a high-voltage switching element, for example, a tetrode tube TT 1 , TT 2 , the high-voltage capacitors HC 1 , HC 2 are charged. The charges are discharged until the tetrode tubes TT 1 and TT 2 open.
尚、テトロートチユーブTT1,TT2は図示しな
い制御回路によつて、そのグリツド電圧が制御さ
れて開閉動作が行なわれるものである。 Note that the grid voltage of the tetrotubes TT 1 and TT 2 is controlled by a control circuit (not shown) to open and close them.
高圧コンデンサHC1,HC2の放電終了すなわち
X線曝射終了のタイミングでスイツチング制御回
路SCは再びスイツチング回路SWを閉成し、高圧
コンデンサHC1,HC2への充電を開始する。以上
の動作を繰返すことによつて結果的にX線管XT
からはパルス状X線が曝射されることになる。 At the timing when the discharge of the high-voltage capacitors HC 1 and HC 2 ends, that is, when the X-ray exposure ends, the switching control circuit SC closes the switching circuit SW again and starts charging the high-voltage capacitors HC 1 and HC 2 . By repeating the above operations, the X-ray tube XT
Pulsed X-rays will be emitted from the
しかしながら上記構成の電源装置においては、
前記スイツチング回路SWの開成動作の所定遅れ
があり、開成動作時の充電用電圧(高圧整流器
HD1,HD2の出力電圧)のリツプル位相によつて
充電々圧にバラツキが生じ、数千段階にも及ぶX
線吸収率を求める前述したCTにおいては信頼性
の高いX線吸収データが取得できないという欠点
があつた。 However, in the power supply device with the above configuration,
There is a predetermined delay in the opening operation of the switching circuit SW, and the charging voltage (high voltage rectifier
The charging voltage varies depending on the ripple phase of the output voltage of HD 1 and HD 2 , and the X
The above-mentioned CT for determining the radiation absorption rate has the disadvantage that highly reliable X-ray absorption data cannot be obtained.
すなわち、第2図Aに示すようなリツプルを含
む充電用電圧により高圧コンデンサHC1,HC2を
充電し、第2図Bに示すような繰返し周期及びタ
イミングでX線曝射すなわちテトロードチユーブ
TT1,TT2を開閉した場合、スイツチング制御回
路SCからはスイツチング回路SWに対して第2図
Cに示すようにX線曝射終了直後から所定充電々
圧に達するまでの時間t1直後から開成信号が送ら
れる。しかし、その開成信号を受けたスイツチン
グ回路SWは開成動作に所定の遅延時間t2(一
定)を有するため、第2図Dに示すように閉成信
号の前記パルス幅t1に前記遅延時間t2を加えた時
間t1+t2だけ開閉することになる。従つて、高圧
コンデンサHC1,HC2には前記遅延時間t2だけ余
計な電荷が充電されることになり、しかも前記遅
延時間t2の時間帯域が前記充電用電圧の対応する
リツプル位相によつて、第2図Eに示すようにそ
れぞれ充電される電荷の積分量が異なり、充電々
圧にバラツキを生じるのである。 That is, the high-voltage capacitors HC 1 and HC 2 are charged with a charging voltage including ripples as shown in FIG. 2A, and X-rays are irradiated, that is, the tetrode tube is
When TT 1 and TT 2 are opened and closed, the switching control circuit SC sends information to the switching circuit SW from immediately after the time t 1 from immediately after the end of X-ray exposure until the predetermined charging pressure is reached, as shown in Figure 2C. A release signal is sent. However, since the switching circuit SW that receives the opening signal has a predetermined delay time t 2 (constant) in the opening operation, the delay time t is added to the pulse width t 1 of the closing signal as shown in FIG. 2D. It will open and close for the time t 1 + t 2 , which is the sum of 2 . Therefore, the high-voltage capacitors HC 1 and HC 2 are charged with an extra charge for the delay time t 2 , and the time band of the delay time t 2 is determined by the corresponding ripple phase of the charging voltage. Therefore, as shown in FIG. 2E, the integral amount of charged charge is different, causing variations in charging pressure.
この発明は上記の事情を踏えてなされたもので
あつて、高圧コンデンサに充放電することによつ
てパルス状X線を発生させるためのX線発生装置
において、高圧コンデンサに充電される電圧が、
充電制御用スイツチング素子の充電停止時の遅延
動作によつてバラツキを生じないように構成した
パルスX線を得るためのX線発生装置を提供する
ことを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and includes an X-ray generator for generating pulsed X-rays by charging and discharging a high-voltage capacitor, in which the voltage charged to the high-voltage capacitor is
It is an object of the present invention to provide an X-ray generator for obtaining pulsed X-rays that is configured so as not to cause variations due to the delayed operation of a charging control switching element when charging is stopped.
以下図面を参照してこの発明の構成の一実施例
について説明する。尚第1図と同一の部分には同
一の符号を付し説明も簡略する。 An embodiment of the structure of the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that the same parts as in FIG. 1 are given the same reference numerals and the explanation will be simplified.
第3図においてPCはリツプル位相検出回路で
あり、htは前記三相高圧トランスHTと相似構成
の三相トランス(但し二次側が低圧)で、Y結線
の一次巻線l1,Y及び△結線の二次巻線l21,l22か
らなり、両二次巻線l21,l22は各別に三相整流器
d1,d2にそれぞれ接続されている。整流器d1,d2
の各正出力端子はコンデンサC1,C2を介して比
較増幅器AP1,AP2のマイナスの入力端子に接続
されている。増幅器AP1,AP2はプラスの入力端
子がアースに落とされ、入力電圧と比較増幅す
る。比較増幅器AP1,AP2の各出力端子は、ナン
ドゲートNGの第1及び第2の入力端子にインバ
ータIN01,IN02を介してそれぞれ接続され、また
アース間にダイオードD01,D02が逆方向にそれぞ
れ接続されている。ナンドゲートNGの出力端子
は位相調整用のモノマルチバイブレータMM1の
トリガ入力端子に接続されている。モノマルチバ
イブレータMM1は外付けの可変抵抗によつて、
出力パルス幅(前記充電用電圧の充電開始時のリ
ツプル位相)を適宜調整できるように構成されて
いる。モノマルチバイブレータMM1の出力端
子は、コンデンサC3、抵抗R1からなる立下りエ
ツジ検出用の微分回路を介してラツチ用R―S型
フリツプフロツプFFのセツト入力端子に接続さ
れている。 In Fig. 3, PC is a ripple phase detection circuit, and ht is a three-phase transformer with a similar configuration to the three-phase high voltage transformer HT (however, the secondary side is low voltage), with Y-connected primary windings l 1 , Y and △-connected primary windings. The secondary windings L21 and L22 are each connected to a three - phase rectifier .
Connected to d 1 and d 2 respectively. Rectifier d 1 , d 2
The respective positive output terminals of are connected to the negative input terminals of comparator amplifiers AP 1 and AP 2 via capacitors C 1 and C 2 . The positive input terminals of the amplifiers AP 1 and AP 2 are grounded, and the input voltage is compared and amplified. The output terminals of the comparator amplifiers AP 1 and AP 2 are connected to the first and second input terminals of the NAND gate NG via inverters IN 01 and IN 02 , respectively, and diodes D 01 and D 02 are connected between the ground and the inverter. connected in each direction. The output terminal of the NAND gate NG is connected to the trigger input terminal of a mono multivibrator MM 1 for phase adjustment. The mono multivibrator MM 1 uses an external variable resistor to
The output pulse width (the ripple phase of the charging voltage at the start of charging) can be adjusted as appropriate. The output terminal of the mono-multivibrator MM1 is connected to the set input terminal of a latch RS type flip-flop FF via a differential circuit for detecting a falling edge, which is composed of a capacitor C3 and a resistor R1 .
フリツプフロツプFFのQ出力端子は後述する
スイツチング制御回路SCの第1のノアゲート
NR1の第2の入力端子に接続されている。 The Q output terminal of the flip-flop FF is the first NOR gate of the switching control circuit SC, which will be described later.
Connected to the second input terminal of NR 1 .
CMは比較器であり、AP7は比較用演算増幅器
で、その反転、非反転の各入力端子には加算用演
算増幅器AP6の出力端子、基準電圧(+Es2)源
(前記高圧コンデンサHC1,HC2の充電設定電圧
に対応した電圧)がそれぞれ接続されている。増
幅器AP7の出力端子は、フリツプフロツプFFの
リセツト入力端子に、またコンデンサC6及び抵
抗R10からなる立下りエツジ検出用の微分回路と
インバータIN04とを介してモノマルチバイブレー
タMM2のトリガ入力端子にそれぞれ接続され、
さらに第1のアンドゲートNR1の第2の入力端子
に接続されている。 CM is a comparator, AP 7 is a comparison operational amplifier, and its inverting and non-inverting input terminals are connected to the output terminal of the summing operational amplifier AP 6 and the reference voltage (+Es 2 ) source (the high-voltage capacitor HC 1 , a voltage corresponding to the charging setting voltage of HC 2 ) are connected respectively. The output terminal of the amplifier AP 7 is connected to the reset input terminal of the flip-flop FF, and also to the trigger input of the monomultivibrator MM 2 via the differentiating circuit for detecting a falling edge consisting of a capacitor C 6 and a resistor R 10 and an inverter IN 04. connected to each terminal,
Furthermore, it is connected to the second input terminal of the first AND gate NR1 .
SCはスイツチング制御回路であり、NR1NR2は
第1及び第2のアンドゲートで、第1のアンドゲ
ートNR1の第4の入力端子には、パルスX線曝射
に伴う充電指令信号が図示しない信号源から供給
される。この充電指令信号とは、X線曝射パルス
の立下りと同時に立上り、充電終了(増幅器AP7
が正から負に反転)すると同時に立下がるパルス
信号である。尚、CTにおいては回転架台(被検
体の体軸を中心にX線管及びX線検出器を回転す
るための架台)に連結された、例えば光電式ロー
タリーエンコーダによつて、回転架台の所定角度
ごとに導出されるパルスを、トリガ信号として所
定パルス幅だけX線曝射してパルス状X線を得て
いる。このX線曝射パルスの立下り(曝射終了)
から前記充電指令信号が発生するようになつてい
る。また、第2のアンドゲートの第1の入力端子
には、モノマルチバイブレータMM2の出力端
子が接続されている。第1のアンドゲートNR1の
第3の入力端子、第2のアンドゲートNR2の第2
の入力端子には、例えば20kHzの繰返し周期の出
力パルスを導出する、非安定マルチバイブレータ
からなるパルス発生器PGのQ出力端子が接続さ
れている。第1、第2のアンドゲートNR1,NR2
の各出力端子は各別に抵抗R2,R4を介してNPN
型トランジストTR1,TR3のベースに、また各別
にインバータIN2,IN3及び抵抗R3,R5を介して
NPN型トランジスタTR2,TR4のベースにそれぞ
れ接続されている。トランジスタTR1,TR3は各
コレクタが直流駆動電源+Vccに接続され、各エ
ミツタがコンデンサC4,C5を介してパルストラ
ンスPT1,PT2の一次巻線に接続されると共に、
トランスジスタTR2,TR4のコレクタにそれぞれ
接続されている。トランジスタTR2,TR4のエミ
ツタは共にアースされている。パルストランス
PT1,PT2の二次巻線の出力端子は第1図におけ
るスイツチング回路SWの第1、第2のサイリス
タSCR1,SCR2のカソードゲート端子間に接続さ
れている。第1図におけるスイツチング回路SW
は、高圧トランスHTの一次巻線L1の分離された
中性点端子が接続されている三相整流器D0と、
この整流器D0の出力端子間に順方向に接続され
た中性点閉成用の第1のサイリスタSCR1、この
第1のサイリスタSCR1にダイオードD0を介して
順方向に並列に接続された中性点開成用の第2の
サイリスタSCR2、及びこの第2のサイリスタ
SCR2に並列に接続された共振用のインダクタン
スl0とキヤパシタンスC0とから構成されている。 SC is a switching control circuit, NR 1 NR 2 are first and second AND gates, and the fourth input terminal of the first AND gate NR 1 receives a charging command signal associated with pulsed X-ray irradiation. It is supplied from a signal source not shown. This charging command signal rises at the same time as the falling edge of the X-ray exposure pulse and indicates the end of charging (amplifier AP 7
This is a pulse signal that falls at the same time as the signal is reversed (from positive to negative). In CT, for example, a photoelectric rotary encoder connected to a rotating mount (a mount for rotating an X-ray tube and an The pulses derived at each time are used as trigger signals to emit X-rays for a predetermined pulse width to obtain pulsed X-rays. Fall of this X-ray exposure pulse (end of exposure)
The charging command signal is generated from the charging command signal. Furthermore, the output terminal of the mono multivibrator MM 2 is connected to the first input terminal of the second AND gate. The third input terminal of the first AND gate NR 1 , the second input terminal of the second AND gate NR 2
The input terminal of is connected to the Q output terminal of a pulse generator PG consisting of an unstable multivibrator, which derives an output pulse with a repetition period of, for example, 20 kHz. First and second AND gates NR 1 , NR 2
Each output terminal is connected to NPN via resistor R2 and R4 separately.
to the bases of type transistors TR 1 and TR 3 , and separately through inverters IN 2 and IN 3 and resistors R 3 and R 5 .
They are connected to the bases of NPN transistors TR 2 and TR 4 , respectively. The collectors of the transistors TR 1 and TR 3 are connected to the DC drive power supply +Vcc, and the emitters of the transistors TR 1 and TR 3 are connected to the primary windings of the pulse transformers PT 1 and PT 2 via the capacitors C 4 and C 5 , respectively.
They are connected to the collectors of transistors TR 2 and TR 4 , respectively. The emitters of transistors TR 2 and TR 4 are both grounded. pulse transformer
The output terminals of the secondary windings PT 1 and PT 2 are connected between the cathode gate terminals of the first and second thyristors SCR 1 and SCR 2 of the switching circuit SW shown in FIG. Switching circuit SW in Figure 1
is a three-phase rectifier D 0 to which the isolated neutral terminal of the primary winding L 1 of the high-voltage transformer HT is connected,
A first thyristor SCR 1 for neutral point closing is connected in the forward direction between the output terminals of this rectifier D 0 , and is connected in parallel to this first thyristor SCR 1 in the forward direction via a diode D 0 . a second thyristor SCR 2 for opening the neutral point, and this second thyristor
It consists of a resonance inductance l 0 and a capacitance C 0 connected in parallel to SCR 2 .
次に上記構成の動作について第4図を参照に加
えて説明する。すなわち、第1図において、三相
交流電源3φACが高圧トランスHTのY結線の
一次巻線L1に供給され、Y結線及び△結線の二
次巻線L21,L22の出力端子には例えば120kVPの
高圧電圧が発生する。この高圧電圧は高圧整流器
HD1,HD2にて整流され、高圧コンデンサHC1,
HC2にそれぞれ充電される。整流器HD1,HD2の
出力電圧はそれぞれπ/3ごとにピークを有する
リツプル(1サイクルに6個)が含まれており、
相方の出力波形のリツプルは互いにπ/6の位相
のずれがある。従つてコンデンサHC1の正端子、
HC2の負端子間の電圧波形には相方を合わせた数
(1サイクルにπ/6ごとの12個)のリツプルが
含まれている。この両コンデンサHC1,HC2の各
正負端子間の出力電圧がそれぞれ高圧スイツチン
グ用のテトロードチユーブTT1,TT2を介してX
線管XTに印加されることになる。一方、両コン
デンサHC1,HC2の出力電圧はブリーダ抵抗
R11,R12を介して接続された充電々圧検出用抵抗
R21,R22によつてそれぞれ充電々圧が検出され、
後述する比較器CMに信号を送られる。前記テト
ロードチユーブTT1,TT2は通常第1グリツドに
カツトオフ用の適宜な負電圧−Eg2が、また第2
グリツドには適宜な電圧+Eg2がそれぞれ印加さ
れており、図示しないX線曝射制御回路からの制
御信号によつてそのカソード―第1グリツド間が
零もしくはそれに準ずる電圧に制御されて導通す
るようになつている。尚、X線管XTのフイラメ
ントには図示しないフイラメント加熱制御回路か
ら適宜制御されたフイラメント加熱電流Ifが供給
されている。 Next, the operation of the above configuration will be explained with reference to FIG. 4. That is, in FIG. 1, a three-phase AC power supply 3φAC is supplied to the Y-connected primary winding L 1 of the high-voltage transformer HT, and the output terminals of the Y-connected and △-connected secondary windings L 21 and L 22 are, for example, A high voltage of 120kVP is generated. This high voltage is a high voltage rectifier
Rectified by HD 1 and HD 2 , high voltage capacitor HC 1 ,
Each is charged to HC 2 . The output voltages of the rectifiers HD 1 and HD 2 each include ripples (6 ripples per cycle) with peaks every π/3,
The ripples of the output waveforms of the other side have a phase shift of π/6 from each other. Therefore the positive terminal of capacitor HC 1 ,
The voltage waveform between the negative terminals of HC 2 includes the same number of ripples as the ripples (12 ripples at every π/6 in one cycle). The output voltage between the positive and negative terminals of both capacitors HC 1 and HC 2 is transferred to
It will be applied to the wire tube XT. On the other hand, the output voltage of both capacitors HC 1 and HC 2 is determined by the bleeder resistance.
Charge voltage detection resistor connected via R 11 and R 12
The charging pressure is detected by R 21 and R 22 respectively,
A signal is sent to the comparator CM, which will be described later. The tetrode tubes TT 1 , TT 2 are normally connected to the first grid with a suitable negative voltage -Eg 2 for cut-off and also to the second grid.
An appropriate voltage +Eg 2 is applied to each grid, and the voltage between the cathode and the first grid is controlled to zero or a voltage similar to that by a control signal from an X-ray exposure control circuit (not shown) so that conduction occurs. It's getting old. The filament of the X-ray tube XT is supplied with an appropriately controlled filament heating current If from a filament heating control circuit (not shown).
他方、高圧トランスHTのY結線の一次巻線L1
の中性点は互いに分離されているため、その中性
点開閉用のスイツチング回路SWにて開閉制御さ
れる。従つてその高圧トランスHTの一次側回路
が開閉制御されることによつて、結果的に高圧コ
ンデンサHC1,HC2への充電動作が制御される。
すなわち、中性点開閉用のスイツチング回路SW
は第1のサイリスタSCR1を点弧することによつ
て中性点を閉じ、第2のサイリスタSCR2を点弧
することによつて、インダクタンスl0及びキヤパ
シタンスC0による共振作用を引き起し、サイリ
スタSCR1,SCR2に瞬時的に逆バイヤス電圧を印
加して消弧して、結果的に中性点を開くようにな
つている。そのサイリスタSCR1,SCR2の点弧制
御用ゲート端子はパルストランスPT1,PT2を介
して後述するスイツチング制御回路SCから適宜
供給される。 On the other hand, the Y-connected primary winding L 1 of the high voltage transformer HT
Since the neutral points of the two are separated from each other, the opening and closing of the neutral points is controlled by a switching circuit SW for opening and closing the neutral points. Therefore, by controlling the opening and closing of the primary side circuit of the high voltage transformer HT, the charging operation of the high voltage capacitors HC 1 and HC 2 is controlled as a result.
In other words, the switching circuit SW for opening and closing the neutral point
closes the neutral point by firing the first thyristor SCR 1 and by firing the second thyristor SCR 2 causes a resonant action due to the inductance l 0 and the capacitance C 0 . , a reverse bias voltage is instantaneously applied to the thyristors SCR 1 and SCR 2 to extinguish the arc, thereby opening the neutral point. The ignition control gate terminals of the thyristors SCR 1 and SCR 2 are appropriately supplied from a switching control circuit SC, which will be described later, via pulse transformers PT 1 and PT 2 .
第3図においては三相交流が前記高圧トランス
HTと相似構成(但し二次側が低電圧)の三相ト
ランスhtにて適宜降圧され、三相整流器d1,d2に
て前記高電圧整流器HD1,HD2の出力電圧波形と
相似のリツプルを含む電圧波形の出力が得られ
る。この電圧波形はコンデンサC1,C2にて直流
分がカツトされ、リツプル波形だけの電圧波形
(第4図<a>にコンデンサC1を介した出力波形
を示す)となつて、比較増幅器AP1,AP2にてア
ース電位と比較増幅される。この比較用演算増幅
器AP1,AP2によりアース電圧よりも電圧が落ち
含む、すなわち零位相付近のときだけ増幅器
AP1,AP2の出力が正から負にダイオードD01,
D02を介して反転し、結果的にパルス電圧が導出
される。(第4図<c>に増幅器AP1、<d>にそ
れよりπ/6ずれた増幅器AP2の出力を示す。)
両増幅器AP1,AP2の出力はインバータIN01,
IN02をナンドゲートNGを介してモノマルチバイ
ブレータMM1に供給される。従つてモノマルチ
バイブレータMM1にはπ/6の繰返し周期を有
するパルス(第4図<d>示すパルス)が導入さ
れ、パルスが導入されるごとに適宜なパルス幅を
有するパルス導出される。このパルスはコンデン
サC3、抵抗R1とにより微分され、その後縁に同
期してラツチ用のR―S型フリツプフロツプFF
にセツトパルスを与える。 In Figure 3, the three-phase AC is the high voltage transformer.
The voltage is stepped down appropriately by a three-phase transformer ht with a configuration similar to that of HT (however, the secondary side is low voltage), and a ripple voltage waveform similar to the output voltage waveform of the high voltage rectifiers HD 1 and HD 2 is generated by three-phase rectifiers d 1 and d 2 . A voltage waveform output including . The DC component of this voltage waveform is cut off by capacitors C 1 and C 2 , and the voltage waveform becomes a ripple waveform only (Figure 4 <a> shows the output waveform via capacitor C 1 ). 1 , it is compared and amplified with the ground potential at AP 2 . The comparison operational amplifiers AP 1 and AP 2 cause the amplifier to close only when the voltage drops below the ground voltage, that is, near zero phase.
The output of AP 1 and AP 2 is changed from positive to negative diode D 01 ,
is inverted via D 02 , resulting in a pulse voltage being derived. (Figure 4 <c> shows the output of the amplifier AP 1 and <d> shows the output of the amplifier AP 2 shifted by π/6.)
The outputs of both amplifiers AP 1 and AP 2 are connected to inverters IN 01 and
IN 02 is supplied to mono multivibrator MM 1 via NAND gate NG. Therefore, a pulse having a repetition period of π/6 (the pulse shown in FIG. 4 <d>) is introduced into the mono-multivibrator MM 1 , and a pulse having an appropriate pulse width is derived every time a pulse is introduced. This pulse is differentiated by a capacitor C 3 and a resistor R 1 , and in synchronization with its trailing edge, an RS type flip-flop FF for latch is applied.
Give a set pulse to.
他方、前記充電々圧検出用抵抗R21,R22の出力
電圧S1,S2は一方がインバータ用演算増幅器AP5
にて正負反転され、両者は加算用演算増幅器AP6
にて加算される。この加算出力(X線管XTに印
加された電圧に対応した電圧)は比較用演算増幅
器AP7により基準電圧+Es2(両高圧コンデンサ
HC1,HC2に充電すべき電圧)と比較され、その
基準電圧+Es2以下に達すれば増幅器AP7の出力
が正から負に反転し、フリツプフロツプFFのリ
セツト状態が解かれ、同時にアンドゲートNR1の
第1ゲートを開く。従つて、フリツプフロツプ
FFはその後導入する前述したリツプルの零位相
同期パルス(第4図<d>)によりセツトされ、
アンドゲートNR1の第2ゲートを開く。これによ
りアンドゲートNR1を介してパルス発生器PGか
らの出力パルスが、ベース抵抗R2を介してNPN
型トランジスタTR1のベースに、またインバータ
IN2、ベース抵抗R3を介してトランジスタTR2の
ベースに対し、交互に印加される。トランジスタ
TR1が導通すると、トランジスタTR1(コレクタ
〜エミツタ)〜コンデンサC4〜パルストランス
PT1の一次コイル〜アースと電流が流れ、逆にト
ランジスタTR4が導通すると、コンデンサC5〜ト
ランジスタTR3(コレクタ〜エミツタ)〜アース
〜パルストランスPT2の一次コイルと電流が流れ
る。尚、位相反転したパルスを交互に送るのはト
ランスPT1の片励磁による信号への悪影響を防ぐ
ため行なわれる。)これにより、パルストランス
PT1からパルスが導出され、前述したスイツチン
グ回路SWのサイリスタSCR1のゲートに供給さ
れ、サイリスタSCR1が点弧して高圧トランスHT
の一次巻線L1の中性点が閉じられ、その結果高
圧コンデンサHC1,HC2に充電が開始される。 On the other hand, one of the output voltages S 1 and S 2 of the charge voltage detection resistors R 21 and R 22 is connected to the inverter operational amplifier AP 5
The positive and negative values are inverted by the summing operational amplifier AP 6 .
will be added at This addition output (voltage corresponding to the voltage applied to the X-ray tube XT) is connected to the reference voltage + Es 2 ( both high voltage capacitors
When the voltage reaches the reference voltage + Es 2 or less, the output of the amplifier AP 7 is reversed from positive to negative, the reset state of the flip-flop FF is released, and at the same time the AND gate NR is Open the first gate of 1 . Therefore, flip-flop
FF is then set by the ripple zero-phase synchronization pulse (Fig. 4 <d>) introduced above,
Open the second gate of ANDGATE NR 1 . This allows the output pulse from the pulse generator PG to pass through the AND gate NR 1 to the NPN gate via the base resistor R 2 .
At the base of type transistor TR 1 , there is also an inverter
IN 2 is alternately applied to the base of transistor TR 2 via base resistor R 3 . transistor
When TR 1 conducts, transistor TR 1 (collector to emitter) to capacitor C 4 to pulse transformer
Current flows between the primary coil of PT 1 and ground, and conversely, when transistor TR 4 conducts, current flows between capacitor C 5 - transistor TR 3 (collector - emitter) - ground and the primary coil of pulse transformer PT 2 . It should be noted that the purpose of alternately sending the phase-inverted pulses is to prevent the signal from being adversely affected by single excitation of the transformer PT1 . ) This makes the pulse transformer
A pulse is derived from PT 1 and supplied to the gate of thyristor SCR 1 of the switching circuit SW mentioned above, which fires and switches the high voltage transformer HT.
The neutral point of the primary winding L 1 is closed, and as a result charging of the high voltage capacitors HC 1 and HC 2 begins.
充電が開始されると、充電々圧検出抵抗R21,
R22を介して得られる信号レベルが次第に上昇
し、その後増幅器AP6の出力(充電々圧レベル)
が基準電圧+Es2に達すると、増幅器AP7の出力
が負から正に反転し、フリツプフロツプFFをリ
セツトするとともに、アンドゲートNR1のゲート
を閉じてトランジスタTR1,TR2へのパルス供給
を停止する。(第4図<e>は増幅器AP7の出力
を示す。<f>はアンドゲートNR1の出力を示
す。)同時にコンデンサC6及び抵抗R10を介して
モノマルチバイブレータMM2をトリガし、アン
ドゲートNR2のゲートを所定時間(第4図<g>
に示すモノマルチMM2出力パルス幅)だけ開
く。従つて、アンドゲートNR2を介して前記所定
時間だけ、パルス発生器PGの出力パルスがベー
ス抵抗R4を介してトランジスタTR3のベースに、
インバータIN3、ベース抵抗R5を介してトランジ
スタTR4のベースにそれぞれ供給され、パルスト
ランスPT2からパルスが導出される。(第4図<
h>はアンドゲートNR2の出力を示す)。これに
より、前記スイツチング回路SWのサイリスタ
SCR2を点弧し、高圧トランスHTの一次巻線L1の
中性点を開き、その結果高圧コンデンサHC1,
HC2の充電を停止する。このとき実際にサイリス
タSCR2が消弧し、充電が完全に停止するまでに
どうしても所定の動作遅れ時間“t2”が存在する
ために、高圧コンデンサHC1,HC2の充電時間t1
は増幅器AP7の充電出力(負レベル)期間(第4
図示<e>)より前記遅れ時間“t2”だけ長いt1
+t2(第4図示<i>)となる。しかしながら、
充電開始タイミングがリツプルの所定位相(ピー
クまたは零位相)となつているため、その遅れ時
間“t2”において高圧コンデンサHC1,HC2に充
電される電荷の積分量は一定となる。(第4図示
<j>における斜線部分が充電々圧)従つて、電
圧及び位相に変動がなければ、同一設定電圧の基
で繰返し充電される電圧は、バラツキのない安定
したものとなる。 When charging starts, charging pressure detection resistor R 21 ,
The signal level obtained through R 22 gradually increases and then the output of the amplifier AP 6 (charging pressure level)
When reaches the reference voltage +Es 2 , the output of amplifier AP 7 is inverted from negative to positive, which resets flip-flop FF and closes the gate of AND gate NR 1 to stop supplying pulses to transistors TR 1 and TR 2 . do. (Fig. 4 <e> shows the output of the amplifier AP 7 ; <f> shows the output of the AND gate NR 1. ) At the same time, trigger the monomultivibrator MM 2 via the capacitor C 6 and the resistor R 10 , AND gate NR 2 gate for a predetermined time (Fig. 4 <g>
MonoMulti MM 2 output pulse width shown in Figure 2). Therefore, the output pulse of the pulse generator PG passes through the AND gate NR 2 for the predetermined time to the base of the transistor TR 3 via the base resistor R 4 ,
The pulses are supplied to the base of the transistor TR 4 via the inverter IN 3 and the base resistor R 5 , and the pulses are derived from the pulse transformer PT 2 . (Figure 4<
h> indicates the output of AND gate NR 2 ). As a result, the thyristor of the switching circuit SW
igniting SCR 2 and opening the neutral point of the primary winding L 1 of the high voltage transformer HT, resulting in the high voltage capacitor HC 1 ,
Stop charging HC 2 . At this time, since there is a predetermined operation delay time "t 2 " before the thyristor SCR 2 actually turns off and charging completely stops, the charging time t 1 of the high voltage capacitors HC 1 and HC 2 is shortened.
is the charging output (negative level) period ( 4th
t 1 which is longer by the delay time “t 2 ” than the illustrated <e>)
+t 2 (fourth diagram <i>). however,
Since the charging start timing is at the predetermined phase (peak or zero phase) of the ripple, the integrated amount of charge charged to the high voltage capacitors HC 1 and HC 2 during the delay time "t 2 " is constant. (The shaded area in <j> in the fourth diagram is the charging voltage.) Therefore, if there are no fluctuations in voltage and phase, the voltage that is repeatedly charged under the same set voltage will be stable without variation.
上記のようにこの発明によれば、高圧トランス
の二次側に設けた高圧コンデンサを充放電するこ
とによつて得た高圧パルス電圧をX線管に印加し
パルス状X線を得るようにしたX線発生装置にお
いて、高圧コンデンサの充電をその充電用電圧の
リツプルの所定位置から行なうことができるため
充電制御用のスイツチング回路の開成動作遅れに
起因する充電々圧のバラツキを阻止でき、よつて
CTにおいてはX線吸収データの信頼性を大きく
向上し得る。 As described above, according to the present invention, a high voltage pulse voltage obtained by charging and discharging a high voltage capacitor provided on the secondary side of a high voltage transformer is applied to an X-ray tube to obtain pulsed X-rays. In the X-ray generator, since the high-voltage capacitor can be charged from a predetermined position of the ripple of the charging voltage, it is possible to prevent variations in the charging voltage caused by a delay in the opening operation of the switching circuit for charging control.
In CT, the reliability of X-ray absorption data can be greatly improved.
尚、この発明は上記実施例に限定されるもので
はなく、例えば、上記実施例においては高圧整流
器HD1,HD2の両者の互いにπ/6位相のずれた
リツプル波形を得て、それぞれを抽出してπ/6
ごとの所定位相に同期したパルスを得るようにし
たが、どちらか一方のみリツプル波形を得てπ/
3ごとの所定位相に同期したパルスを得るように
してもよい。この場合、充電開始タイミングが充
電指令が出てから最大π/3(上記実施例では
π/6)待たなければならないが、少なくとも
CTにおいて、実質的に大した問題はないことが
確かめられている。その他要旨を変更しない範囲
内で適宜実施し得ることは勿論である。 Note that the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, ripple waveforms of both the high voltage rectifiers HD 1 and HD 2 having a phase shift of π/6 from each other are obtained and each is extracted. and π/6
We tried to obtain a pulse synchronized with a predetermined phase for each phase, but if we obtain a ripple waveform for only one of them, the π/
It is also possible to obtain pulses synchronized with every 3 predetermined phases. In this case, the charging start timing must wait at most π/3 (π/6 in the above embodiment) after the charging command is issued, but at least
It has been confirmed that there are virtually no major problems with CT. Of course, other modifications may be made as appropriate without changing the gist.
第1図は従来のパルス状X線を得るためのX線
発生装置の一例を示す電気回路図、第2図は第1
図における動作を説明するための信号波形図、第
3図はこの発明によるパルス状X線を得るための
X線発生器の要部の一実施例の構成を示す電気回
路図、第4図は第3図の動作を説明するための信
号波形図である。
SW……スイツチング回路、PC……リツプル位
相検出回路、SC……スイツチング制御回路、HT
……高圧トランス、HD1,HD2……高圧整流器、
CH1,CH2……高圧コンデンサ、R21,R22……充
電電圧検出用抵抗、ht……三相トランス、d1,d2
……整流器、C1〜C5……コンデンサ、AP1〜AP7
……演算増幅器、NG……ナンドゲート、NR1,
NR2……アンドゲート、MM1,MM2……モノマ
ルチバイブレータ、FF……フリツプフロツプ、
TR1〜TR4……トランジスタ、PT1〜PT2……パ
ルストランス、PG……パルス発生器。
Figure 1 is an electrical circuit diagram showing an example of a conventional X-ray generator for obtaining pulsed X-rays, and Figure 2 is an electrical circuit diagram of an example of a conventional
FIG. 3 is an electric circuit diagram showing the configuration of an embodiment of the main part of the X-ray generator for obtaining pulsed X-rays according to the present invention, and FIG. 4 is a signal waveform diagram for explaining the operation in the figure. 4 is a signal waveform diagram for explaining the operation of FIG. 3. FIG. SW...Switching circuit, PC...Ripple phase detection circuit, SC...Switching control circuit, HT
...High voltage transformer, HD 1 , HD 2 ...High voltage rectifier,
CH 1 , CH 2 ... High voltage capacitor, R 21 , R 22 ... Charging voltage detection resistor, ht ... Three-phase transformer, d 1 , d 2
... Rectifier, C 1 to C 5 ... Capacitor, AP 1 to AP 7
...Operation amplifier, NG...NAND gate, NR 1 ,
NR 2 ...and gate, MM 1 , MM 2 ... mono multivibrator, FF ... flip-flop,
TR 1 to TR 4 ...transistor, PT 1 to PT 2 ...pulse transformer, PG...pulse generator.
Claims (1)
で昇圧され且つ整流されたリツプルを含む直流電
圧が印加される高圧コンデンサと、この高圧コン
デンサの充電々圧を検出して基準電圧に達すると
一致信号を導出する比較器と、前記高圧トランス
と交流電源との接続回路を開閉動作するスイツチ
ング回路と、前記高圧コンデンサに充電される前
記リツプルを含む直流電圧と相似の電圧波形を得
る第1の回路と、この第1の回路の出力波形のリ
ツプル分のみを抽出し且つ増幅する第2の回路
と、この第2の回路で増幅された前記リツプルの
所定位相に同期したパルス信号を導出する位相検
出回路と、前記スイツチング回路に対して前記パ
ルス信号と充電指令信号との論理積で閉成信号を
導出し前記比較器の一致信号によつて開成信号を
導出するスイツチング制御回路とを具備してなる
X線発生装置。1. A three-phase high-voltage transformer, a high-voltage capacitor to which a DC voltage containing ripples that has been boosted and rectified by the three-phase high-voltage transformer is applied, and a matching signal is generated when the charging voltage of this high-voltage capacitor is detected and reaches a reference voltage. a switching circuit that opens and closes a connection circuit between the high-voltage transformer and the AC power supply, and a first circuit that obtains a voltage waveform similar to the ripple-containing DC voltage charged in the high-voltage capacitor. , a second circuit that extracts and amplifies only the ripple portion of the output waveform of the first circuit, and a phase detection circuit that derives a pulse signal synchronized with a predetermined phase of the ripple amplified by the second circuit. and a switching control circuit for deriving a closing signal from the AND of the pulse signal and the charging command signal for the switching circuit, and deriving an opening signal from the coincidence signal of the comparator. Line generator.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5237478A JPS54144188A (en) | 1978-05-02 | 1978-05-02 | X-ray generation unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5237478A JPS54144188A (en) | 1978-05-02 | 1978-05-02 | X-ray generation unit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54144188A JPS54144188A (en) | 1979-11-10 |
| JPS6216518B2 true JPS6216518B2 (en) | 1987-04-13 |
Family
ID=12913024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5237478A Granted JPS54144188A (en) | 1978-05-02 | 1978-05-02 | X-ray generation unit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS54144188A (en) |
-
1978
- 1978-05-02 JP JP5237478A patent/JPS54144188A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54144188A (en) | 1979-11-10 |
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