DE3532629A1 - Stromversorgungsschaltung des spannungsresonanztyps fuer eine roentgenroehre - Google Patents
Stromversorgungsschaltung des spannungsresonanztyps fuer eine roentgenroehreInfo
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Description
eine Röntgenröhre
Die Erfindung betrifft eine Hochspannungs(erzeugungs)-Stromversorgungsschaltung
für eine Röntgenröhre, insbesondere eine Spannungsversorgungsschaltung des Spannungsresonanztyps
Stromversorgungsschaltungen des Hochfrequenz-Inverter-
oder -Wechselrichtertyps, welche die Verwendung eines Transformators kleiner Abmessungen zulassen, werden
verbreitet als Stromversorgung für Röntgenröhren eingesetzt. Bei einer solchen Stromversorgungsschaltung
20
sind ein Haupt- und ein Nebenschalter miteinander xn
Reihe geschaltet, um eine Primärwicklung eines Transformators mit einer Gleichstromquelle zu verbinden.
Parallel zum Hauptschalter ist ein Kondensator geschaltet. Wenn der Hauptschalter offen ist, bildet der Kon-25
densator zusammen mit der Primärwicklung des Transformators einen Reihenresonanzkreis über die Gleichstromquelle.
Sog. Dämpfungs-Dioden sind über Hauptbzw. Nebenschalter geschaltet. Die Sekundärwicklung des
Transformators ist an einen Brückengleichrichterkreis
30
angeschlossen, der seinerseits über Kabel mit einer Röntgenröhre verbunden ist. Bei Betätigung der Schalter
über eine Treiber- oder Ansteuerschaltung fließt der Primärstrom in den Primärkreis des Transformators, so
daß in der Sekundärwicklung eine hohe Spannung erzeugt
(induziert) wird. Die Hochspannung von 50 - 150 kV
wird durch den Brückengleichrichterkreis gleichgerichtet und der Röntgenröhre zugeführt. Die an die Röntgenröhre
angelegte Hochspannung wird durch Änderung der ο
EIN- oder Schließzeiten von Haupt- und Nebenschalter, bei Konstanthaltung der Schaltfrequenz, eingestellt.
Dieses Steuersystem wird (auch) als Impulsmodulationssystem bezeichnet.
Die bisherige Stromversorgungsschaltung dieser Art ist mit den folgenden Problemen behaftet: Da die Stromversorgungsschaltung
und die Röntgenröhre durch Kabel miteinander verbunden sind, ändern sich die Resonanzbedingungen
oder -zustände des Resonanzkreises sehr stark in Abhängigkeit von einer Erhöhung der Röhrenspannung,
d.h. zu Beginn des Betriebs der Ansteuerschaltung. Dies beruht darauf, daß wegen der zum Gleichrichterkreis
parallelgeschalteten Kabelkapazität der Sekundärkreis der Stromversorgungsschaltung zu Beginn
des Betriebs aufgrund der Kabelkapazität kurzgeschlossen wird. Diese Übergangs- oder Einschwingerscheinung
stört den Primärstrom des Transformators erheblich. Infolgedessen wird Energie nicht störungsfrei (smoothly)
vom Primärkreis zum Sekundärkreis des Transformators
25
übertragen, und der Anstieg der Röntgenröhrenspannung erfolgt langsam.
Im allgemeinen tragen die von der Röntgenröhre, bevor deren Spannung eine gewünschte oder Soll-Größe erreicht,
emittierten Röntgenstrahlen nicht zur Diagnose (Röntgenuntersuchung) bei. Der langsame Anstieg der Röhrenspannung
ist von Erhöhungen der unnötigen Röntgenstrahlung und der Menge der zu einem Patienten abgestrahlten
Röntgenstrahlen begleitet. Insbesondere Röntgenstrahlen 35
niedriger Energie, die während des Anstiegs der Röhren-
-/- ■■■■■■ ■·■ ·;-,-:-,;..
spannung (wenn die Röhrenspannung niedrig ist) abgestrahlt werden, können dabei vom menschlichen Körper
absorbiert werden. Diesbezüglich kann also der langsame 5
Anstieg der Röhrenspannung nicht unberücksichtigt bleiben.
Im Fall einer für Röntgenröhren vorgesehenen Stromversorgungsschaltung
mit einer Tetrodenschaltung unter
Verwendung einer Tetrode (Vierelementröhre für Hochspannungsumschaltung)
erfolgt der Anstieg der Röhrenspannung schnell und unter Vermeidung des vorstehend
geschilderten Problems. Die Tetrodenschaltung besitzt jedoch große Abmessungen und hohes Gewicht, und sie ist
kostenaufwendig.
Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung einer verbesserten Hochspannungs-Stromνersorgungsschaltung
für eine Röntgenröhre, die kleine Abmessungen und
niedriges Gewicht besitzen und kostengünstig sein soll.
Im Zuge dieser Aufgabe bezweckt die Erfindung auch die
Schaffung einer verbesserten Stromversorgungsschaltung 'des Spannungsresonanztyps für eine Röntgenröhre, spe-
ziell mit einem solchen Aufbau, daß der Anstieg einer
Röhrenspannung beschleunigt wird.
Diese Aufgabe wird bei einer Stromversorgungsschaltung des Spannungsresonanztyps zur Erzeugung einer Hoch-
spannung für eine Röntgenröhre, umfassend einen Transformator mit einer Primärwicklung und einer Sekundärwicklung,
einen mit der Primärwicklung des Transformators gekoppelten Kondensator, der zusammen mit der
Primärwicklung einen Resonanzkreis bildet, Schalter-
mittel zum intermittierenden Ankoppeln einer Gleichstrom-
quelle an den Resonanzkreis zum Hindurchleiten eines Resonanzstroms durch den Resonanzkreis, so daß in der
Sekundärwicklung eine Hochspannung erzeugt (induziert) 5
wird, eine Stromversorgungs-Ansteuer- oder -Treiberkreiseinrichtung
zum Aktivieren (enabling) der Schaltermittel in Abhängigkeit von einem Röntgenstrahlungs-Befehlssignal
zum intermittierenden Verbinden der Gleichstromquelle mit dem Resonanzkreis, um den Resonanzstrom
durch den Resonanzkreis fließen zu lassen und in der Sekundärwicklung des Transformators eine Hochspannung
zu erzeugen, und einen mit der Sekundärwicklung des Transformators verbundenen Gleichrichterkreis
zur Lieferung einer hohen Gleichspannung zu einer Röntgenröhre, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
Stromversorgungs-Treiberkreiseinrichtung so angeordnet ist, daß die Schaltermittel nicht aktiviert werden,
wenn ein Resonanzstrom durch den Resonanzkreis fließt.
Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es
zeigen:
Fig. 1 ein Schaltbild einer Stromversorgungsschaltung
25
gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2 Zeitsteuerdiagramme zur Erläuterung der Arbeitsweise der Stromversorgungsschaltung nach
Fig. 1,
Fig. 3 ein Wellenformdiagramm des Primärstroms eines
bei der erfindungsgemäßen Stromversorgungsschaltung verwendeten Transformators,
Fig. 4 ein Schaltbild einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung,
Fig. 5 Wellenformdiagramme zur Erläuterung der Arbeitsweise
der Ausführungsform nach Fig. 4,
Fig. 6 ein Schaltbild einer dritten Ausführungsform
der Erfindung,
Fig. 7 Zeitsteuerdiagramme zur Erläuterung der Arbeitsweise der Ausführungsform nach Fig. 6,
Fig. 8 ein Wellenformdiagramm des Primärstroms eines
15
bei der Ausführungsform nach Fig. 6 verwendeten
Transformators,
Fig. 9 ein Schaltbild einer Stromversorgungsschaltung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 10 Zeitsteuerdiagramme zur Erläuterung der Arbeitsweise der Ausführungsform nach Fig. 9,
Fig. 11 ein Schaltbild einer Stromversorgungsschaltung
gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung ,
Fig. 12 Zeitsteuerdiagramme zur Erläuterung der Arbeitsweise der Ausführungsform nach Fig. 11,
Fig. 13 ein Schaltbild einer Stromversorgungsschaltung gemäß (einer sechsten Ausführungsform) der
Erfindung und
35
35
//3
Fig. 14 Zeitsteuerdiagramme zur Erläuterung der Arbeits
weise einer (der) sechsten Ausführungsform.
Fig. 1 veranschaulicht eine für eine Röntgenröhre vorgesehene Stromversorgungsschaltung gemäß der Erfindung.
Dabei sind eine Gleichstromquelle 1 und eine Primärwicklung 2a eines Transformators 2 über einen Hauptschalter
3 und einen Nebenschalter 4, die in Reihe ge-..
schaltet sind, miteinander verbunden. Über die Schalter
3 und 4 sind Dämpfungsdioden (damper diodes) 5 bzw. 6 mit einer zur Polarität der Gleichstromquelle 1 entgegengesetzten
Polarität geschaltet. Weiterhin ist ein
Kondensator 7 zum Hauptschalter 3 parallelgeschaltet.
15
Der Kondensator 7 bildet zusammen mit der Primärwicklung
2a des Transformators 2 einen Reihenresonanzkreis über die Gleichstromquelle 1. Eine Sekundärwicklung 2b
des Transformators 2 ist mit einem Brückengleichrichter kreis 8 verbunden, der über Kabel eine gleichgerichtete
Spannung zwischen eine Anode 9a und eine Kathode 9b einer Röntgenröhre 9 anlegt.
Der Hauptschalter 3 besteht vorzugsweise aus einem einseitig gerichteten oder unidirektionalen Halbleiter-
schaltelement des Selbstlöschtyps, z.B. einem bipolaren Transistor oder einem Vollsteuergate- bzw. GTO-Thyristor,
dessen Zünd- oder Leitzustand nur von einer an eine Steuerelektrode, wie eine Basiselektrode, angelegten Steuerspannung abhängt. Ein bevorzugtes Schalt-
element für den Nebenschalter 4 ist ein einseitig gerichtetes Halbleiterschaltelement, z.B. ein Thyristor
des Nicht-Selbstlöschtyps, das durch ein an die Steuerelektrode angelegtes Steuersignal durchgeschaltet wird
und dann sperrt, wenn der über dieses Element fließende
Strom unter einen Haltestrom abfällt.
Haupt- und Nebenschalter 3 bzw. 4 werden durch eine Stromversorgungs-Treiberschaltung angesteuert. Letztere
umfaßt einen Schalter-Steuerkreis 10, einen Sägezahn-5
wellen-Erzeugerkreis 11 und einen Frequenzeinstellkreis
12 zur Bestimmung der Frequenz einer Sägezahnwelle.
Der Sägezahnwellen-Erzeugerkreis 11 enthält einen Sägezahnwellen-Oszillator
11a, in Reihe geschaltete Widerstände R1 und R j sowie einen zu den Reihen-Widerständen
paralellgeschalteten Kondensator C . Diese Widerstände und der Kondensator bestimmen die Schwingfrequenz
der Sägezahnwellen. Ein normalerweise geschlossener Schalter 11b ist über den Kondensator CT
(parallel dazu) geschaltet. Der Frequenzeinstellkreis 12 ist ein Zeitgeberkreis, der als monostabile Schaltung
ausgeführt sein kann. Ein Röntgenstrahlungs-Befehlssignal
wird an den Oszillator 11a und den Frequenzeinstellkreis 12 angelegt. Bei Eingang dieses Signals
20
beginnt der Oszillator 11a zu schwingen, und der Frequenzeinstellkreis
12 erzeugt einen Ausgangsimpuls einer vorbestimmten Dauer, während welcher der Schalter
11b öffnet. Aufgrund des Öffnens dieses Schalters wird
der Widerstand Rm„ zum Widerstand R1 wirkungsmäßig in
Ύ1 ΤΊ
Reihe geschaltet, so daß der Oszillator 11a auf einer
niedrigeren Frequenz schwingt als im eingeschwungenen Zustand, in welchem der Schalter 11b geschlossen ist.
Der Schalter-Steuerkreis 10 enthält einen Spannungs-
komparator 1Qa, der eine von einem Bezugsspannungs-Einstellkreis
10b gelieferte Bezugsspannung Vs mit einem Sägezahnwellensignal vom Oszillator 11a vergleicht.
Das erstere Signal wird an die invertierende Eingangsklemme des Komparators 10a, das letztere Signal an seine
nicht-invertierende Eingangsklemme angelegt. Wenn das
Sagezahnwellensignal höher ist als die Bezugsspannung
Vs, erzeugt der Komparator 10a ein Schaltersteuer- bzw. -ansteuersignal, das an Schalter-Treiberkreise 10c und
TOd angelegt wird, um die Schalter 3 und 4 durchzuschalten (freizugeben bzw. zu aktivieren). Der Treiberkreis
10c liefert ein Ansteuer- oder Treibersignal mit einer für das Durchschalten und Sperren (Schließen bzw.
Öffnen) des Hauptschalters 3 geeigneten Wellenform. Der
Treiberkreis 1Od liefert ein Treibersignal mit einer
für das Schließen des Schalters 4 geeigneten Wellenform.
Vor der näheren Erläuterung der Arbeitsweise der vor-
stehend beschriebenen Stromversorgung ist nachstehend die allgemeine Arbeitsweise der die in Reihe geschalteten
Schalter 3 und 4 aufweisenden Stromversorgungsschaltung des Hochfrequenz-Inverter- oder -Wechselrichtertyps
beschrieben. Wenn der Hauptschalter 3 und
der Nebenschalter 4 gleichzeitig geschlossen (freigegeben) sind, beginnt die Stromversorgungsschaltung zu
arbeiten. Zu Betriebsbeginn steigt der über die Schalter 3 und 4 sowie die Primärwicklung 2a fließende Primärstrom
des Transformators 2 aufgrund der Induktivität
der Primärwicklung linear an. Die Anstiegsgröße des Primärstroms ist, von der Primärseite des Transformators
her gesehen, der Induktivität umgekehrt proportional. Wenn der Hauptschalter 3 öffnet, variiert der
Primärstrom mit der Anfangsgröße des Stroms zum Ab-
schalt- oder Öffnungszeitpunkt, einer Wellenform eines
Resonanzstroms von einem Reihenresonanzkreis folgend,
der durch die Primärwicklung 2a und den über den Hauptschalter 3 (parallel dazu) geschalteten Kondensator 7
gebildet wird. Unmittelbar nach dem Öffnen des Hauptschalters 3 fällt der Primärstrom, während er über den
Kondensator fließt, auf Null ab. Mit diesem Strom wird
der Kondensator 7 allmählich aufgeladen. Wenn Primärstrom die Größe Null erreicht, öffnet der Nebenschalter
4. Zu diesem Zeitpunkt ist die Ladespannung über den Kondensator höher als die Spannung der Gleichstromquelle.
Hierauf fließt der Entladungsstrom des Kondensators 7 über die Dämpfungsdiode 6 entgegengesetzt zur
Stromflußrichtung beim vorhergehenden Arbeitsvorgang. Auch nach beendeter Entladung des Kondensators dauert
die Resonanz weiter an, so daß der primäre Resonanzstrom über die Dämpfungsdioden 5 und 6 fließt. Wenn der
über bzw. durch die Dämpfungsdioden 5 und 6 fließende
Strom zu Null wird, ist ein Zyklus bzw. eine Periode 15
der Resonanz abgeschlossen. Wenn die Schalter 3 und sodann durch die Treibersignale erneut geschlossen
(durchgeschaltet) werden, beginnt der nächste Arbeitszyklus. Zu Betriebsbeginn ist die Induktivität des
Transformators, von der Primärseite her gesehen, kleiner
als diejenige in einem stationären Zustand, und zwar aufgrund einer niedrigen Impedanzwirkung des Kabels an
der Sekundär(wicklungs)seite des Transformators. Wie
erwähnt, steigt infolgedessen der Primärstrom schneller an als im stationären (bzw. eingeschwungenen) Zustand.
Dies hat einen großen Resonanzstrom zur Folge. Wenn bei in die Dämpfungsdiode 5 fließendem Resonanzstrom der
Hauptschalter 3 durch das Treibersignal für den nächsten Zyklus geschlossen wird, fließt kein Strom über aen
Hauptschalter 3. Hierdurch wird angezeigt, daß der
nächste Zyklus nicht einsetzt. In diesem Zustand wird der Primärstrom gestört (disturbed), d.h. die Spitzenwerte
des Primärstroms erfahren über mehrere Zyklen oder Periode wiederholt einen Anstieg und Abfall. Demzufolge
kann die Energie nicht wirksam von der Primär-(wicklungs)seite
in die Sekundär(wicklungs)seite des
Transformators übertragen werden. Als Ergebnis steigt die an die Röntgenröhre angelegte Spannung langsam an.
Dieser Umstand bedingt die eingangs geschilderten Nach-
teile der bisherigen Stromversorgungsschaltung.
Die Arbeitsweise der Stromversorgungsschaltung gemäß Fig. 1 ist nachstehend anhand von Fig. 2 erläutert.
Wenn gemäß Fig. 2A das Röntgenstrahlungs-Befehlssignal
auf den hohen Pegel übergeht, liefert der Frequenzeinstellkreis 12 gemäß Fig. 2B ein Ausgangssignal mit
einer vorbestimmten Dauer Tr. Gleichzeitig beginnt der Oszillator 11a gemäß Fig. 2C ein Sägezahnwellensignal
zu liefern. Der Ausgangsimpuls von Frequenzeinstellkreis 12 öffnet den Schalter 11b im Sägezahnwellen-Erzeugerkreis
11 während der Zeitspanne Tr. Das Sägezahnwellensignal vom Oszillator 11a wird an den Bezugsspannungs-Einstellkreis
10b im Schalter-Steuerkreis 10
angelegt, wo es mit der Bezugsspannung Vs verglichen wird. Der Bezugskomparator 10a liefert Schaltersteuerimpulse
(Fig. 2D) eines hohen Pegels, wenn das Sägezahnwellensignal die Bezugsspannung Vs übersteigt. In
Abhängigkeit von den Schaltersteuerimpulsen bilden die
Schalter-Treiberkreise 10c und 1Od Schalteransteueroder
-treibersignale zur Ansteuerung der Schalter 3 bzw. 4. Durch die Schaltertreibersignale werden der
Hauptschalter 3 und der Nebenschalter 4 auf die in Fig. 2F bzw. 2F gezeigte Weise geschaltet. Es ist zu beach-
ten, daß die EIN- oder Schließzeit des Nebenschalters 4 langer ist als diejenige des Hauptschalters 3, da der
erstere Schalter vom nicht-selbstlöschenden Typ ist.
Die EIN- oder Schließzeit des Schalters kann durch Änderung der Bezugsspannung Vs geändert werden, so daß
(damit) auch die Röntgenröhrenspannung geändert werden kann.
Wenn der Schalter 11b geschlossen ist, bestimmt sich die Schwingfrequenz f des Oszillators 11a zu:
f = 1/T = 1/(RT1 x C) (Hz) (1 )
Darin bedeutet T = Periode des Sägezahnwellensignals.
Wenn der Schalter 11b offen ist, bestimmt sich die 10
Schwingfrequenz f1 zu
f = 1/T1 = 1/(RT1 + RT2) x C (Hz) (2)
Wie sich aus obigen Gleichungen ergibt, ist die Schwing-
frequenz des Oszillators 11a bei geschlossenem Schalter
11b höher als dann, wenn dieser Schalter offen ist. Die Periode des Sägezahnwellensignals bei offenem Schalter
11b (zu Betriebsbeginn) ist langer als diejenige bei geschlossenem Schalter (stationärer bzw. eingeschwun-
gener Zustand). Die Größen oder Werte der Widerstände R,
und R „ stehen in folgender Beziehung zueinander:
T'/T = (RT1 + RT2)/RT1 ~ 1,2 (3)
Bei der beschriebenen Ausführungsform ist die Schaltfrequenz
der Schalter 3 und 4 zu Betriebsbeginn (wenn die Röntgenröhrenspannung ansteigt) so eingestellt, daß
sie um etwa 17 % niedriger ist als die Frequenz im stationären Zustand. Gemäß Fig. 3 wird damit der Primär-
strom des Transformators 2 beim Ansteigen der Röntgenröhrenspannung
nicht gestört. Die Spitzen- oder Scheitelwerte des Primärstroms sind daher vor dem stationären
Zustand in keinem Fall Schwankungen unterworfen.
Ein durchgeführter Versuch zeigte, daß bei der bis-
ι ' 3532G29
herigen Anordnung die für den Anstieg der Röntgenröhrenspannung erforderliche Zeit 0,4 bis 0,5 ms beträgt,
während die entsprechende Zeit bei der Stromversor-5
gungsschaltung gemäß dieser Ausführungsform 0,3 ms oder weniger beträgt. Diese Leistung ist mit derjenigen
einer Tetrodenschaltung vergleichbar. Erfindungsgemäß wird dies dadurch realisiert, daß die Schaltfrequenz
der Schalter 3 und 4 beim Ansteigen der Röntgenröhren-10
spannung kleiner eingestellt wird als im stationären Zustand. Aufgrund dieser Arbeitsweise wird eine Änderung
im Resonanzzustand des Resonanzkreises, die zu Betriebsbeginn unweigerlich auftritt, aufgefangen oder
ausgeglichen, wodurch der Schaltungsbetrieb stabili-15
siert wird.
Nachstehend ist eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stromversorgungsschaltung anhand der
Fig. 4 und 5 beschrieben. Diese Ausführungsform unter-
scheidet sich von der vorher beschriebenen hauptsächlich durch die Anordnung des Frequenzeinstellkreises
12. Wie dargestellt, ist dabei an die Ausgangsseite des Bruckengleichrichterkreises 3 ein Röntgenröhrenspannungs-Meßkreis
13 angeschlossen, der durch einen Span-
nungsteilerkreis 13 mit in Reihe geschalteten Widerständen 13a bis 13d gebildet ist, welche ihrerseits
zwischen die Anode 9a und die Kathode 9b der Röntgenröhre geschaltet sind. Der Mittelpunkt (Mittelanzapfung)
des Spannungsteilerkreises 13 liegt an Masse. 30
Der Frequenzeinstellkreis 12 enthält einen Spannungskomparator 12b, an dessen invertierender Eingangsklemme
eine Spannung positiver Polarität anliegt, die von einem Knotenpunkt bzw. einer Verzweigung zwischen den
Widerständen 13a und 13b im Spannungsteilerkreis erhal-
2O : Υ :-:
ten wird. An der nicht-invertierenden Eingangsklemme des Komparators 12b liegt die vom Bezugsspannungs-Ein-
stellkreis 12a abgenommene Bezugsspannung an. Der Aus-5
gang des Komparators 12b ist, wie bei der zuerst beschriebenen
Ausführungsform, an den normalerweise geschlossenen Schalter 11b im Sägezahnwellen-Erzeugerkreis
11 angeschlossen.
Es sei angenommen, daß eine über die Röntgenröhre anliegende
Spannung im stationären Zustand KVp (V) entspricht und ein Spannungsteilungsverhältnis des Spannungsteilerkreises
1 : B beträgt; dabei wird eine Spannung KVp/B dem Komparator 12b am invertierenden Eingang
eingespeist. Eine Bezugsspannung des Bezugsspannungs-Einstellkreises
12a ist auf 0,9 χ Vp/B eingestellt.
Wenn die Schalter 3 und 4 nicht aktiviert sind, beträgt die Röntgenröhrenspannung 0 V. Dabei liefert der Kompa-
rator 12b eine Spannung eines hohen Pegels, durch die
wiederum der normalerweise geschlossene Schalter 11b
geöffnet wird. Wenn unter diesen Bedingungen das Röntgenstrahlungs-Befehlssignal
an den Oszillator 11a angelegt wird, schwingt dieser auf der durch Gleichung (2)
definierten Frequenz f. Sodann werden die Schalter 3 und 4 aktiviert bzw. geschlossen (enabled), wobei die
Röntgenröhrenspannung ansteigt. Wenn die vom Meßkreis 13 erfaßte Röhrenspannung 0,9 χ KVp/B übersteigt, geht
die Ausgangsspannung des Komparators 12b auf eine nied-
rige Große über. Infolgedessen schließt der Schalter
11b. Unter diesen Bedingungen schwingt der Oszilllator 11a auf der durch Gleichung (1) definierten Frequenz f.
Die Schwingfrequenz der Sägezahnwelle wird oder ist mithin niedriger eingestellt als im stationären Zustand,
bis die Röntgenröhrenspannung auf 90 % der normalen
It
Röhrenspannung ansteigt. Mit dieser Ausführungsform wird somit, ebenso wie bei der ersten Ausführungsform,
ein schneller Anstieg der Röhrenspannung gewährleistet. 5
Noch eine andere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 6 dargestellt, in welcher den vorher beschriebenen
Teilen entsprechende Teile mit denselben Bezugsziffern
wie vorher bezeichnet sind. Die Stromversorgungsschaltung gemäß dieser Ausführungsform enthält zusätzlich
einen Schaltersteuerkreis 20 zum Ansteuern der Schalter 3 und 4 in einem ersten und einem zweiten Steuermodus
sowie einen Moduswählkreis 30 zum Wählen entweder des
ersten oder des zweiten Steuermodus des Schaltersteuer-15
kreises 20.
Der Moduswählkreis 30 enthält eine monostabile Schaltung
30a zur Erzeugung eines Impulssignals einer vorbestimmten Dauer (praktisch entsprechend der Anstiegszeit
der Röntgenröhrenspannung) in Abhängigkeit vom Anstieg des Röntgenstrahlungs-Befehlssignals sowie ein
UND-Glied 30b zur Durchführung einer UND-Verknüpfung (ANDing) des invertierten Ausgangssignals Q der monostabilen
Schaltung und des Befehlssignals. Der Ausgang 25
des UND-Glieds 30 ist an eine Freigabe-Klemme des Oszillators 11a angeschlossen.
Der Schaltersteuerkreis 20 führt ersten und zweiten Steuermodus zum Ansteuern der Schalter 3 und 4 aus. Zu
diesem Zweck ist der Schaltersteuerkreis 20 mit Spannungskomparatoren
20a bis 20c versehen. Zur Erfassung (oder Messung) des Primärstroms des Transformators 2
ist ein Stromtransformator 2Od an den Primärkreis angeschlossen. Der erfaßte Primärstrom wird durch einen
Widerstand R in eine entsprechende Spannung umgewandelt.
Die über den Widerstand R anliegende Spannung wird den nicht-invertierenden Eingangsklemmen der Spannungs-
komparatoren 20a und 20b aufgeprägt. An die invertie-5
rende Eingangsklemme des Komparators 20a ist eine Bezugsspannung Vint von einem Bezugsspannungs-Einstellkreis
2Oe angelegt. An der invertierenden Eingangsklemme des Komparators 20b liegt eine Verlagerungsspannung Voff mit negativer Polarität von 10 mV von
10
einer Verlagerungsspannungsguelle 20f an. An der invertierenden Eingangsklemme des Komparators 20c liegt die
Bezugsspannung Vs an, die mit dem vom Oszillator 11a gelieferten Sägezahnwellensignal verglichen werden
soll.
15
15
Der Ausgang des Spannungskomparators 20a ist an einen
Triggereingang einer monostabilen Schaltung 20h angeschlossen. Letztere wird durch die Vorderflanke der
Ausgangsspannung vom Spannungskomparator 20a getriggert,
-
um am invertierenden Ausgang Q ein negatives Impulssignal einer vorbestimmten Dauer zu liefern. Die
Dauer des Impulses ist so gewählt, daß sie etwa die Hälfte der Schaltperiode der Schalter 3 und 4 beträgt.
Das invertierte Ausgangssignal Q der monostabi-
len Schaltung 20h, das Ausgangssignal des Komparators
20b und das nicht-invertierte Ausgangssignal Q der monostabilen Schaltung 30a im Moduswählkreis 30 werden
durch das UND-Glied 2Oi einer UND-Verknüpfung unterworfen. Das Ausgangssignal des UND-Glieds 2Oi sowie das
Ausgangssignal des Komparators 20c werden durch ein ODER-Glied 2Oj einer ODER-Verknüpfung unterworfen. Das
Ausgangssignal des ODER-Glieds 2Oj wird zur Ansteuerung von Hauptschalter 3 und Nebenschalter 4 benutzt.
Die Arbeitsweise der Stromversorgungsschaltung gemäß
Fig. 6 ist nachstehend anhand von Fig. 7 erläutert. Vor Eingang des Röntgenstrahlungs-Befehlssignals bleibt der
nicht-invertierende Ausgang Q der monostabilen Schalb
tung 30a des Moduswählkreises 30 auf dem niedrigen Pegel. Das Ausgangssignal des UND-Glieds 30b ist ebenfalls
niedrig. Infolgedessen ist auch das Ausgangssignal des UND-Glieds 2Oi niedrig. Der Oszillator 11a
arbeitet nicht, weshalb das Ausgangssignal des Spannungskomparators 20c niedrig ist. Demzufolge ist das
Ausgangssignal des ODER-Glieds 2Oj niedrig, und die Schalter 3 und 4 bleiben offen. In diesem Zustand
fließt kein Primärstrom, so daß das Ausgangssignal des
Spannungskomparators 20a niedrig ist, während das Aus-15
gangssignal des Spannungskomparators 20b hoch ist. Das invertierte Ausgangssignal Q der monostabilen
Schaltung 20h ist hoch.
Wenn unter diesen Bedingungen das Befehlssignal (Fig.
7B) eingeht, geht der nicht-invertierende Ausgang bzw. das nicht-invertierte Ausgangssignal Q der monostabilen
Schaltung 30a auf den hohen Pegel über. Gemäß Fig. 7F geht auch das Ausgangssignal des UND-Glieds 2Oi auf den
hohen Pegel über. Infolgedessen schließen die Schalter 25
3 und 4. Sodann beginnt der Primärstrom zu fließen und
zeitabhängig anzusteigen. Der Primärstrom wird durch den Stromtransformator 2Od erfaßt oder abgegriffen, und
die Spannung über den Widerstand R steigt zeitabhängig an (vgl. Fig. 7A). Wenn diese Spannung über die Bezugsspannung
Vint ansteigt, wird das Ausgangssignal des Komparators 20a gemäß Fig. 7C hoch. Als Ergebnis erhält
das invertierte Ausgangssignal Q der monostabilen Schaltung 20h einen niedrigen Pegel, und das Ausgangssignal
des UND-Glieds 2Oi wird niedrig (vgl. Fig. 7E 35
und Fig. 7F). Zu diesem Zeitpunkt öffnet der Haupt-
schalter 3, worauf ein Resonanzstrom fließt. Wenn die Spannung über den Widerstand R unter die Bezugsspannung
Vint abfällt, wird das Ausgangssignal des Komparators 5
20a gemäß Fig. 7C niedrig. Wenn der Resonanzstrom invertiert wird oder invertiert ist und die abgegriffene
Spannung über den Widerstand R unter der Verlagerungsspannung Voff liegt, wird das Ausgangssignal des Komparators
20b niedrig. Dieser Zustand dauert an, bis die
abgegriffene Spannung (oder Meßspannung) die Verlagerungsspannung übersteigt, d.h. bis ein Zyklus der Resonanz
nahezu beendet ist.
Der Komparator 20b ist vorgesehen, um die Schalter 3
und 4 vor Beendigung eines Zyklus der Resonanz an einem Schließen (Aktivieren) zu hindern. Wenn die abgegriffene
Spannung die Verlagerungsspannung Voff übersteigt, geht das Ausgangssignal des Komparators 20b auf den hohen
Pegel über, wodurch das Ausgangssignal des UND-Glieds
2Oi auf den hohen Pegel übergeht. Infolgedessen werden
die Schalter 3 und 4 geschlossen (aktiviert). Diese
Arbeitsreihenfolge wiederholt sich, bis die Anstiegszeit der Röntgenröhrenspannung abgelaufen ist, d.h. bis der Ausgangszustand der monostabilen Schaltung 30a im Moduswählkreis 30 invertiert wird.
Arbeitsreihenfolge wiederholt sich, bis die Anstiegszeit der Röntgenröhrenspannung abgelaufen ist, d.h. bis der Ausgangszustand der monostabilen Schaltung 30a im Moduswählkreis 30 invertiert wird.
Die bisher beschriebene Arbeitsweise der Stromversorgungsschaltung
entspricht dem ersten Steuermodus. Der Betrieb nach dem Anstieg der Röntgenröhrenspannung
erfolgt im zweiten Steuermodus. Im ersten Steuermodus ist die Abschalt- oder Öffnungssteuerung des Hauptschalters
3 vom Primärstrom abhängig. Der Primärstrom (Sperrstrom) bei offenem Hauptschalter 3 ist auf eine
feste Größe (Primärstrom entsprechend der Spannung
Vint) nahe der maximalen Größe des Resonanzstroms
gesetzt.
Vint) nahe der maximalen Größe des Resonanzstroms
gesetzt.
Wenn der invertierende Ausgang Q der monostabilen Schaltung 30a im Moduswählkreis 30 auf den hohen Pegel
übergeht, setzt der zweite Steuermodus ein. Zu diesem 5
Zeitpunkt liegt das Röntgenstrahlungs-Befehlssignal
weiterhin an. Infolgedessen wird das Ausgangssignal des UND-Glieds 30b hoch, so daß der Oszillator 11a aktiviert
bzw. freigegeben wird. Andererseits ist der nicht-invertierende Ausgang Q der monostabilen Schaltung
30 niedrig bzw. auf dem niedrigen Pegel, so daß das UND-Glied 2Oi deaktiviert oder gesperrt ist. Hierdurch
wird angezeigt, daß das auf der Erfassung oder dem Abgriff des Primärstroms beruhende Steuersystem
nicht in Betrieb ist.
15
15
Ein Sägezahnwellensignal vom Oszillator 11a wird an die nicht-invertierende Eingangsklemme des Komparators 20c
angelegt, der sodann das Sägezahnwellensignal mit der
Bezugsspannung vom Bezugsspannungs-Einstellkreis 20g 20
vergleicht und über das ODER-Glied 2Oj einen Schaltersteuerimpuls an die Schalter 3 und 4 anlegt. Das Ergebnis
ist eine Arbeitsweise der Stromversorgungsschaltung auf dieselbe Weise, wie bei der vorher beschriebenen
Ausführungsform. Dieser Betrieb dauert an, bis das Befehlssignal niedrig wird. Im zweiten Steuermodus ist
die Schaltfrequenz der Schalter 3 und 4 der Frequenz
des Sägezahnwellensignals gleich, und sie ist bei dieser Ausführungsform festgelegt.
Fig. 8 veranschaulicht eine Wellenform des Primärstroms im ersten Steuermodus (für den Anstieg der Röhrenspannung)
und im zweiten Steuermodus (für den stationären Zustand). Gemäß Fig. 8 erfährt der Primärstrom keine
Störung seiner Wellenform. Der Röhrenspannungsanstieg
kann demzufolge beschleunigt werden.
Fig. 9 veranschaulicht eine vierte Ausführungsform der
Erfindung, die einer Kombination von zweiter und dritter
_ Ausführungsform entspricht. Wie bei der zweiten Ausb
führungsform ist der Ausgang des Brückengleichrichterkreises
8 mit einem Spannungsteilerkreis 41 aus Widerständen 41a bis 41d verbunden. Ein Knotenpunkt bzw.
eine Verzweigung zwischen den Widerständen 41a und 41b ist an die nicht-invertierende Eingangsklemme des Spannungskomparators
30c im Moduswählkreis 30 angeschlossen. Die invertierende Eingangsklemme des Spannungskomparators
30c ist mit einem Bezugsspannungs-Einstellkreis 30d verbunden. Der Ausgang des Spannungskompara-
tors 30c ist über einen Inverter 30e mit einem UND-Glied 15
3Of und unmittelbar mit einem UND-Glied 30g verbunden. Das Röntgenstrahlungs-Befehlssignal wird den UND-Gliedern
30f und 30g aufgeprägt. Der Ausgang des UND-Glieds 3Of ist mit dem UND-Glied 2Oi des Schaltersteuerkreises
20 verbunden. Der Ausgang des UND-Glieds 30g ist an die δ (J
Freigabe-Klemme des Oszillators 11a angeschlossen.
Die Arbeitsweise dieser Ausführungsform ergibt sich ohne weiteres aus der Erläuterung der Arbeitsweise der
vorher beschriebenen Ausführungsformen. Gemäß der Zeit-25
diagramme darstellenden Fig. 10 wird die auf dem Primärstrom
beruhende Steuerung von der Anlegung des Röntgenstrahlungs-Bef ehlssignal bis zum Anstieg der Röhrenspannung
auf 90 % durchgeführt. Die folgende Arbeitsweise oder Operation basiert auf dem Sägezahnwellensignal
vom Oszillator 11a.
In Fig. 11 ist eine fünfte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Stromversorgungsschaltung dargestellt.
Diese Ausführungsform enthält einen Phasendetektor 50
zur Erfassung einer Phase des Primärstroms vom Transformator
2. Der Phasendetektor 50 enthält einen Span-
nungskomparator 50a und eine Verlagerungsspannungsb
quelle 50b zum Anlegen einer Verlagerungsspannung (offset
voltage) mit negativer Polarität von etwa 10 mV an den invertierenden Eingang des Komparators 50a. Der
Primärstromdetektor 2Od ist an die nicht-invertierende Eingangsklemme des !Comparators 50a angeschlossen. Ein
UND-Glied 51 bewirkt eine UND-Verknüpfung des .Röntgenstrahlungs-Befehlssignals
mit dem Ausgangssignal· des Komparators 50a. Der Ausgang des UND-Glieds 51 ist mit
der Freigabe-Klemme des Oszillators 11 verbunden. Das
Ausgangssignal des Oszillators 11 wird an den nichtinvertierenden Eingang des Komparators 10a im Schaltersteuerkreis
10 angelegt. Der invertierende Eingang des
Komparators 10a ist an den Bezugsspannungs-Einstellkreis
10b angeschlossen. Bei dieser Ausführungsform ist
der Oszillator 11 so ausgelegt, daß er ein Sägezahn-20
wellensignal erzeugt, dessen Polarität derjenigen des
Sägezahnwellensignals bei den vorher beschriebenen Ausführungsformen
entgegengesetzt ist. Weiterhin erzeugt der Oszillator 11, sobald er freigegeben ist, mindestens
einen Zyklus oder eine Periode des Sägezahnwel-25
lensignals.
Die Arbeitsweise der Stromversorgungsschaltung gemäß Fig. 11 ist nachstehend anhand der Zeitsteuerdiagramme
von Fig. 12 beschrieben. Wenn kein Primärstrom fließt, 30
ist das Ausgangssignal des Komparators 50a hoch (vgl.
Fig. 12D). Wenn unter diesen Bedingungen das Röntgenstrahlungs-Befehlssignal
(Fig. 12E) eingeht, wird das Ausgangssignal des UND-Glieds 51 zum Freigeben des
Oszillators 11 hoch. Das Sägezahnwellensignal wird im
35
Komparator 10a mit der Bezugsspannung Vs verglichen.
Da das Sägezahnwellensignal gemäß Fig. 12b augenblicklich
bzw. schlagartig ansteigt, liefert der Komparator 10a einen Ansteuer- oder Treiberimpuls für die Schalter
3 und 4 (vgl. Fig. 12C). Bei Eingang des Befehlssignals
werden daher die Schalter 3 und 4 augenblicklich geschlossen, so daß der Primärstrom fließen kann (vgl.
Fig. 12A). Wenn das Sägezahnwellensignal unter die
Bezugsspannung abfällt, öffnet der Hauptschalter 3, 10
worauf der Resonanzstrom fließt. Wenn die vom Detektor 2Od erhaltene abgegriffene Spannung unter die Verlagerungsspannung
abfällt, wird das Ausgangssignal des Phasendetektors 50 niedrig (vgl. Fig. 12D). Nach dem
Übergang des Ausgangssignals des UND-Glieds 51 auf den
niedrigen Pegel setzt der Oszillator 11 seinen Betrieb
fort, bis ein Zyklus bzw. eine Periode des Sägezahnwellensignals abgelaufen ist. Wenn sich der Resonanzstrom
ändert und die abgegriffene Spannung oder Meßspannung die Verlagerungsspannung übersteigt, wird der
Oszillator 11 freigegeben, und die Schalter 3 und 4 öffnen. Der folgende Betrieb entspricht dem vorher
beschriebenen.
Bei der beschriebenen Ausführungsform steigen der Resonanzstrom
und seine Periode zeitabhängig allmählich an. Im stationären Zustand fließt der Resonanzstrom mit
einer Periode entsprechend derjenigen des Sägezahnwellensignals. Wie bei der vorher beschriebenen Ausführungsform
werden die Schalter 3 und 4 in keinem Fall
geschlossen (aktiviert), bevor nicht ein Zyklus der Resonanz beendet ist. Infolgedessen wird die Wellenform
des Primärstroms nicht gestört, so daß sich ein schneller Anstieg der Röntgenröhrenspannung ergibt.
Eine sechste Ausführungsform der Erfindung ist in
Fig. 13 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist der
Sägezahnwellen-Erzeugerkreis 11 der fünften Ausführungsform
nicht vorgesehen. Der Schaltersteuerkreis 5
enthält eine monostabile Schaltung 10e, die durch das Ausgangssignal des UND-Glieds 51 getriggert wird, das
an den Phasendetektor 50 angeschlossen ist.
Wenn bei dieser Ausführungsform gemäß Fig. 1 4D das 10
Röntgenstrahlungs-Befehlssignal anliegt, erhöht sich
das Ausgangssignal des UND-Glieds 51 zum Triggern der monostabilen Schaltung 10e, so daß gemäß Fig. 14B ein
Schalteransteuer- bzw. -treiberimpuls mit einer Impulsbreite
Tw erzeugt wird. Infolgedessen werden der Haupt-
schalter 3 und der Nebenschalter 4 geschlossen (aktiviert), wobei der Primärstrom zu fließen beginnt.
Gleichzeitig steigt die abgegriffene Spannung oder Meßspannung vom Stromdetektor gemäß Fig. 14A an. Bei
dieser Ausführungsform werden die Schalter 3 und 4
jedesmal dann geschlossen bzw. durchgeschaltet, wenn die abgegriffene Spannung die Verlagerungsspannung
übersteigt. Dies bedeutet, daß der Hauptschalter 3 und der Nebenschalter 4 für einen Zyklus bzw. eine Periode
der Resonanz durchgeschaltet werden. Bei dieser Aus-
führungsform sind zwischen aufeinanderfolgenden Resonanzzyklen
keine Leerlaufperioden vorhanden, während denen der Resonanzstrom (oder Primärstrom) auf Null
bleibt. Aus diesem Grund sind Welligkeitskomponenten in
der Ausgangsspannung des Gleichrichterkreises verrin-
gert. Gemäß Fig. 13 kann die EIN- bzw. Durchschaltzeit
(Tw) des Hauptschalters 3 durch Änderung der Zeitkonstante der monostabilen Schaltung 10e eingestellt
werden.
Während bei den vorstehend beschriebenen Ausführungs-
formen der Hauptschalter vom Selbstlöschtyp und der Nebenschalter vom Nicht-Selbstlöschtyp ist, kann der
Nebenschalter ersichtlicherweise auch vom Selbstlöschtyp sein. In diesem Fall müssen Mittel vorgesehen sein,
um den Nebenschalter während der negativen Zyklen oder Perioden der Resonanz zu öffnen bzw. zu sperren. Der
Resonanzkreis kann ein Parallelresonanzkreis sein.
Leersei te -
Claims (14)
- Patentansprücheίΐ. Stromversorgungsschaltung des Spannungsresonanztyps zur Erzeugung einer Hochspannung für eine Röntgenröhre, umfassendeinen Transformator (2) mit einer Primärwicklung (2a) und einer Sekundärwicklung (2b), einen mit der Primärwicklung des Transformatorsgekoppelten Kondensator (7), der zusammen mit der 15Primärwicklung einen Resonanzkreis bildet,Schaltermittel (3, 4) zum intermittierenden Ankoppeln einer Gleichstromquelle (1) an den Resonanzkreis zum Hindurchleiten eines Resonanzstroms durch den Resonanzkreis, so daß in der Sekundärwicklung eine 20Hochspannung erzeugt (induziert) wird, eine Stromversorgungs-Ansteuer- oder -Treiberkreiseinrichtung (10, 11, 12, 20, 30, 11a, 50) zum Aktivieren der Schaltermittel in Abhängigkeit voneinem Röntgenstrahlungs-Befehlssignal zum inter- 2t Omittierenden Verbinden der Gleichstromquelle mit dem Resonanzkreis, um den Resonanzstrom durch den Resonanzkreis fließen zu lassen und in der Sekundärwicklung des Transformators eine Hochspannung zuerzeugen, und
30einen mit der Sekundärwicklung des Transformators verbundenen Gleichrichterkreis (8) zur Lieferung einer hohen Gleichspannung zu einer Röntgenröhre (9),dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgungs-35Treiberkreiseinrichtung so angeordnet ist, daß dieSchaltermittel nicht aktiviert werden, wenn ein Resonanzstrom durch den Resonanzkreis fließt. - 2. Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgungs-Treiberkreiseinrichtung Einheiten (11, 12) zum Einstellen einer Schaltfrequenz der Schaltermittel in derWeise, daß während der Periode von der Anlegung des 10Röntgenstrahlungs-Befehlssignals bis zu dem Punkt, an dem die vom Gleichrichterkreis zur Röntgenröhre gelieferte Gleichspannung auf eine vorbestimmte Spannung(sgröße) ansteigt, die Schaltfrequenz kleinerist als in einem auf diese Periode folqenden statio-15nären Zustand, aufweist.
- 3- Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgungs-Treiber-kreiseinrichtung einen auf die Anlegung des Röntgen-20strahlungs-Befehlssignals ansprechenden, ein Säge-zahnwellensignal erzeugenden Kreis (11, RT1 , R-,-, C) zur Erzeugung eines Sägezahnwellensignals, wobei die Frequenz des Sägezahnwellen-Erzeugerkreises extern bzw. von außen einstellbar ist, an den Sägezahnwellensignal-Erzeugerkreis angeschlos-25sene Elemente (11b, 12), um die Frequenz des Sägezahnwellensignals, bis die der Röntgenröhre zugeführte Spannung auf eine vorbestimmte Spannungsgröße ansteigt, niedriger einzustellen als diejenige desSägezahnwellensignals in einem stationären Zustand, 30in welchem die Röhrenspannung auf die vorbestimmte Spannungsgröße angestiegen ist, und mit dem Sägezahnwellensignal-Erzeugerkreis verbundene Elemente (10a, TOb) zum Vergleichen des Sägezahnwellensignalsmit einer Bezugsspannung (Vs) zwecks Erzeugung eines 35Ansteuer- oder Treiberimpulses zum Aktivieren der Schaltermittel aufweist.
- 4. Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgungs-Treiber-kreiseinrichtung eine mit dem Ausgang des Gleich-5richterkreises (8) verbundene Röntgenröhrenspannungs-Detektoreinheit (13) zum Erfassen (Abgreifen oder Messen) der der Röntgenröhre (9) zugeführten Spannung, einen Sägezahnwellen-Erzeugerkreis (11) zurErzeugung eines Sägezahnwellensignals nach Maßgabe 10des Röntgenstrahlungs-Befehlssignals, wobei die Schwingfrequenz des Sägezahnwellen-Erzeugerkreises (11) externeinstellbar ist, auf die Röntgenröhrenspannungs-Detektoreinheit ansprechende Frequenzeinstellelemente (11b, 12), um die Frequenz des vom Sägezahnwellen-Erzeugerkreis erzeugten Signals, bis die Röntgenröhrenspannung eine vorbestimmte Größe erreicht, kleiner einzustellen als diejenige in einem stationären Zustand, in welchem die Röntgenröhren-spannung die vorbestimmte Größe erreicht hat, und eine mit dem Sägezahnwellen-Erzeugerkreis verbundene Einheit (10) zum Vergleichen des Sägezahnwellensignals mit der Bezugsspannung zwecks Erzeugung einesAnsteuer- oder Treiberimpulses zum Aktivieren der 25Schaltermittel aufweist.
- 5. Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin Primärstrom-Detektorelemente (2Od, R) zum Erfassen (Abgreifen oderMessen) des Primärstroms des Transformators (2) zwecks Erzeugung einer dem Primärstrom entsprechenden Spannung aufweist und daß die Stromversorgungs-Treiberkreiseinrichtung in Abhängigkeit vom Pöntgenstrahlungs-Befehlssignal und von den Primärstrom-Detektorelementen die Schaltermittel jedesmal dann,wenn der Primärstrom einer vorbestimmten Größe während einer festen Zeitspanne nach dem Eingang desRöntgenstrahlungs-Befehlssignals erfaßt oder abge-5griffen wird, zu aktivieren und nach dieser Zeitspanne die Schaltermittel jedesmal dann, wenn das Sägezahnwellensignal einen vorbestimmten Spannungspegel übersteigt, zu aktivieren vermag.
- 6. Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 5, dadurchgekennzeichnet, daß die Stromversorgungs-Treiberkreiseinrichtung einen durch ein Steuersignal aktivierbaren oder freigegebenen Sägezahnwellen-Erzeugerkreis (11a) zur Erzeugung eines Sägezahnwellen-15signals einer festen Frequenz, eine Schaltersteuerkreiseinheit (20) mit einem ersten und einem zweiten Steuermodus zum Aktivieren der Schaltermittel nach Maßgabe der Primärstrom-Detektorelemente im ersten Steuermodus und zum Aktivieren der Schaltermittel nach Maßgabe des Sägezahnwellen-Erzeugerkreises im zweiten Steuermodus sowie eine auf das Röntgenstrahlungs-Bef ehlssignal ansprechende Moduswähleinheit (30) zum Betätigen der Schaltersteuerkreiseinheit im ersten Steuermodus während der festen Zeitspanne sowie zum Betätigen derselben im zweiten Steuermodus nach der festen Zeitspanne aufweist.
- 7. Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 5, dadurchgekennzeichnet, daß die Stromversorgungs-Treiberkreis-30einrichtung eine mit einem Ausgang des Gleichrichterkreises (8) verbundene Röntgenröhrenspannungs-Detektoreinheit (41) zum Erfassen (Abgreifen oder Messen) der an die Röntgenröhre angelegten Spannung, einendurch das Röntgenstrahlungs-Befehlssignal aktivierten 35oder freigegebenen Sägezahnwellen-Erzeugerkreis (11a)zum Erzeugen eines Sägezahnwellensignals einer festen Frequenz, eine Schaltersteuer-g kreiseinheit (20) mit einem ersten und einem zweiten Steuermodus zum Aktivieren der Schaltermittel nach Maßgabe der Primärstrom-Detektoreinheit im ersten Steuermodus und zum Aktivieren der Schaltermittel nach Maßgabe des Sägezahnwellen-Erzeugerkreises im •jQ zweiten Steuermodus sowie eine auf die Röntgenröhrenspannungs-Detektoreinheit und das Röntgenstrahlungs-Befehlssignal ansprechende Moduswähleinheit (30) zum Betätigen der Schaltersteuerkreiseinheit im ersten Steuermodus, bevor die Röntgende (röhren)spannung einen vorbestimmten Spannungspegel erreicht, und zum Betätigen der Schaltersteuer(kreis)-einheit im zweiten Steuermodus, nachdem die Röntgenröhrenspannung den vorbestimmten Spannungspegel erreicht (hat), aufweist.
- 8. Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin eine an die Primärwicklung angeschlossene Primärstrom-Detektoreinheit (2Od) zur Erzeugung einer Spannung entsprechend demerfaßten oder abgegriffenen Primärstrom aufweist und 25daß die Stromversorgungs-Treiberkreiseinrichtung so angeordnet ist, daß sie die Schaltermittel für einenZyklus (eine Periode) des Primärstroms nach Maßgabe der Primärstrom-Detektoreinheit und des Röntgenstrahl lungs -Befehlssignals aktiviert. 5
- 9. Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgungs-Treiberkreiseinrichtung eine mit der Primärstrom-Detektoreinheit (2Od) verbundene Primärstromphasen-Detektoreinheit (50) zur Erfassung eines Anstiegs des Primärstroms für jeden bzw. in jedem Zyklus (oder Periode) desselben, eine Sägezahnwellen-Erzeugerkreiseinheit (11a) zum Erzeugen eines Sägezahnwellensignals beim Anstieg des Primärstroms nach Maßgabe des Röntgen-strahlungs-Befehlssignals und der Primärstromphasen-Detektoreinheit sowie eine auf das von der Sägezahnwellen-Erzeugerkreiseinheit gelieferte Sägezahnwellensignal ansprechende Einheit (10) zum Erzeugen eines Ansteuer- oder Treiberimpulses zum Aktivierender Schaltermittel in Synchronismus mit dem Anstieg des Sägezahnwellensignals nach Maßgabe des von der Sägezahnwellen-Erzeugerkreiseinheit erhaltenen Sägezahnwellensignals aufweist.
- 10. Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Treiberimpuls-Erzeugereinheit einen Spannungskomparator (10a) aufweist, der das Sägezahnwellensignal zur Erzeugung des Treiberimpulses mit einer Bezugsspannung (Vs) vergleicht.
- 11. Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgungs-Treiberkreiseinrichtung eine mit der Primärstrom-Detektor-einheit (20d) verbundene Primärstromphasen-Detektoreinheit (50) zur Erfassung des Anstiegs desPrimärstroms in jedem Zyklus (oder jeder Periode) 5desselben und eine auf das Röntgenstrahlungs-Befehlssignal sowie die Primärstromphasen-Detektoreinheit ansprechende Treiberimpuls-Erzeugereinheit (10e, 51) zum Aktivieren der Schaltermittel bei jedesmaliger Erfassung des Anstiegs des Primärstroms in jedem Zyklus desselben aufweist.
- 12. Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Treiberimpuls-Erzeugereinheiteine monostabile Schaltung (1Oe) zum Erzeugen eines 15Ansteuer- oder Treiberimpulses einer vorbestimmten Dauer bei der Erfassung des Anstiegs des Primärstroms in jedem Zyklus desselben aufweist.
- 13. Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 1, dadurchgekennzeichnet, daß die Schaltermittel einen Hauptschalter (3) und einen Nebenschalter (4), die miteinander in Reihe geschaltet sind, umfassen.
- 14. Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 13, dadurchgekennzeichnet, daß der Hauptschalter (3) ein Halbleiterschalter des Selbstlöschtyps und der Nebenschalter (4) ein Halbleiterschalter des Nicht-Selbstlöschtyps ist.
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| U. Tietze/Ch. Schenk "Halbleiter-Schaltungs- technik", 2. Aufl., 1971, Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg-New York, S. 576 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3532629C2 (de) | 1991-03-14 |
| US4797908A (en) | 1989-01-10 |
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