Brevet FR2156748A1 — publié le 19730601

L'invention concerne un appareil fonctionnant sur le secteur pour l'alimentation d'un tube à rayons Z à fonctionnement sur une ou deux impulsions. Le transformateur haute tension d'un appareil à rayons X est un constituant relativement lourd et coWteux en raison de la puissance élevée qu'il doit transmettre au tube à rayons X avec des pertes admissibles. Cette circonstance est gênante pour des appareil mobiles tels que ceux utili sés pour le diagnostic dans les chambres de malades car le poids élevé du transformateur exige nn support stable et éventuellement is contrepoids. La présente invention a pour but de réaliser un appareil d'alimentation du type ci-dessus dans lequel l'encombrement du transformateur haute tension est diminué par rapport à celui des appareils connus sans augmentation des pertes électriques ou des pertes dans le fer et sans chute notable de l'énergie du rayonnement. Ce résultat est obtenu conformément à l'invention au moyen de dispositifs de commande qui limitent dans le temps chaque alternance de la tension d'alimentation appliquée au transformateur haute tension de façon telle que cette alternance soit constituée par un fragment d'une demionde sinusofdale contenant le maximum de tension, de façon à obtenir des demi-ondes sinusofdales à flanc montant découpé ou des fragments de demi-onde disposés symétriquement dans le temps par rapport à la valeur de crotte de la tension. Pendant que la prise de vue radiographique est effectuée ce ne sont donc pas des demi-ondes sinusoidales complètes qui sont appliquées au tube à rayons x connu dans les appareils d'alimentation connus à deux impulsions, mais des fragments de demi-ondes sinusordalles. L'invention est basée sur la constatation que dans les appareils à rayons I connus du type mentionné plus haut, les parties des flancs de la tension appliquées au tube à rayons I ne itneX pratiquement lieu à aucune énergie de rayonnement de sorte que ces parties des flancs de la tension ne font que charger électriquement et/ou thermiquement liappa- reil à rayons X y compris le tube et que le produit tensiontemps, qui détermine l'induction maximale dans le noyau du transformateur haute tension et influence d'une façon décisive l'en- combrement du transformateur haute tension, n'est qu'inutilement augmenté. Cependant, comme les impulsions appliquées au transformateur haute tension de l'appareil à rayons x suivant l'invention possèdent un produit tension-temps plus petit que les demi-ondes de l'appareil à rayons I connu, le transformateur haute tension peut avoir des dimensions plus faibles tout en conservant les résistances internes de ses enroulements. Ce résultat avantageux est obtenu par la diminution tant du noyau du transformateur que du volume de cuivre. En outre, dans le cas de prises de vue de longue durée, le tube à rayons X, les redresseurs haute tension et d'autres composants se trouvant dans le circuit de puissance de l'appareil à rayons X peuvent être soumis, pendant la durée des impulsions d'alimentation, à des sollicitations majorées des pertes électriques qui se trouvent économisées pendant les durées des parties non transmises des flancs des demi-ondes. Dans une forme de réalisation appropriée, les dispositifs de commande sont couplés de telle façon avec les dispositifs de réglage de la tension du tube à rayons X que la durée comprise dans chaque demi-onde sinusordale et pendant laquelle la tension d'alimentation est appliquée à l'en- roulement primaire du transformateur haute tension, est réglable en fonction de la tension choisie du tube à rayons X de façon à obtenir une induction maximale à peu près constante dans le noyau de ce transformateur.Tandis que le transformateur haute tension de l'appareil à rayons X n'atteint son induction maximes admissible que pour les valeurs les plus élevéea de la tension du tube à rayons X en raison de son rapport de transformation généralement fixe, et qu'il est donc correctement utilisé seulement pour cette tension, le transformateur haute tension de l'appareil suivant l'invention fonctionne pour toutes les tensions du tube à rayons X avec à peu près l'induction maximale admissible. Les parties des flancs des demi-ondes de la tension d'alimentation qui sont sans effet du point de vue de l'énergie du rayonnement ne participent à la prise de vue radiographique que dans la mesure ou elles ne donnent lieu à aucune dépense supplémentaire dans le transformateur haute tension. A chaque valeur de crête de la tension du tube à rayons I est donc associée une forme de courbe différente, mais constante de la tension d'alimentation, par exemple à une valeur de cette élevée correspond un fragment étroit, découpé dans les demi-ondes sinusodales. Dans l'appareil suivant l'invention il est possible, dane le cas de faibles valeurs de crotte de la tension du tube, de rapprocher la largeur de ceg fragments de celle d'une demi-onde sinusoEdale complète.La qualité du rayonnement X correspond donc pratiquement, pour les faibles valeurs de crête à celle des appareil. connus à une ou deux impulsions, tandis que pour les valeurs de crête élevées, cette qualité est égale à celle des appareils à six impulsions. Il faut en tenir compte dans le choix de la tension du tube à rayons X pour une radiographie déterminée. La modification mentionnée de la qualité du rayonnement la rapprochant d'un appareil à rayons X à six impulsions, a pour effet que le patient est soumis à une plus faible dose de rayonnement et doit donc être considérée comme un avantage supplémentaire de l'appareil à rayons X suivant l'invention. Un autre avantage de l'invention est que l'instant de début et de fin de la prise de vue peut également être déterminé exactement par les dispositifs de commande qui nécessaires pour le découpage des flancs avant et arrière des demi-ondes de la tension d'alimentation afin d'obtenir le produit maximal admissible tension-temps pour le transformateur haute tension. Cela est important pour les prises de vue à faible dose de rayonnement et pour éviter les processus indésirables de compensation électrique. Par exemple, suivant un autre perfectionnement de l'invention on peut, pour éviter un courant de magnétisation excessif peu après l'instant d'enclenchement, donner à la première impulsion de tension d'alimentation qui suit l'instant d'enclenchement, un produit tension-temps qui n'est qu'à peu près égal à la moitié de celui des impulsions suivantes de la tension d'alimentation. A titre d'exemple on a décrit ci-dessaas et représenté au dessin annexé une forme de réalisation de-l'in- vention. La figure 1 est un schéma d'ensemble de l'appareil à rayons X avec son dispositif d'alimentation. Les figures 2 à 4 représentent diffé rentes formes d'ondes possibles. Dans l'exemple de réalisation représenté en figure 1, la tension du secteur appliquée aux bornes 1 et 2 est amenée au transformateur haute tension 3 par l'intermédiaire d'un pont à diodes constitué par quatre diodes 4 et un transistor 5 monté dans l'une des diagonales du pont. Le pont de diodes 4, 5 permet un montage en tension alternative avec un seul thyristor. Pour allumer le thyristor 5 on se sert d'un déclencheur 6 qui est connecté à l'électrode d'allumage du thyristor. Le circuit d'extinction 7 du thyristor 5 est commandé par un déclencheur 8. Pour le réglage de la haute tension amenée au tube à rayons X, 9 depuis le transformateur haute tension 3 par l'intermédiaire d'un redresseur haute tension 10, il est prévu un organe de réglage 11 qui agit sur une prise réglable 12 d'un autotransformateur 13 monté en amont du transformateur haute tension 3, et qui est influencé par les déclencheurs 6 et 8 pour la détermination des instants d'enclenchement et de déclenchement , c'est-à-dire pour la détermination de la durée d'une impulsion de la tension d'alimentation conformément à la figure 2. Dans la gamme des tensions inférieures du tube à rayons X, l'alimentation du tube 9 s'effectue, comme déjà décrit plus haut, avec une tension d'alimentation pratiquement sinusofdale suivant la figure 3. Dans la gamme des tensions supérieures du tube, les déclencheurs 6 et 8 agissent et décou- pent dans les demi-ondes sinusofdales de la tension du secteur appliquée aux bornes 1 et 2, des impulsions de tension d'alimentation conforme à la figure 2 qui alimentent le tube à rayons X 9 après élévation de la tension et redressement. La durée d'une impulsion de tension d'alimentation est fixée par l'organe de réglage 11 de façon que le produit tension-temps d'une impulsion de tension d'alimentation soit sensiblement le meme pour toutes les tensions choisies du tube à rayons X, c'est-à-dire que le transformateur haute tension 3 est toujours sous pleine charge. Dans une variante simplifiée de l'ap- pareil conforme à l'invention, les dispositifs de commande 7 et 8 d'extinction du thyristor sont supprimés. Dans ce cas la caractéristique de l'invention ne peut pas être poussée du point de vue quantitatif aussi loin dans l'appareil de la figure 1. On obtient au primaire du transformateur haute tension une courbe de tension de la forme représentée en figure 4. REVENDICATlONS 1. Appareil pour l'alimentation d'un tube à rayons X fonctionnant sur une ou deux impulsions, caractérisé par le fait qu'il comporte des dispositifs de commande (4 à 8) qui limitent de telle façon dans le temps chaque demi-onde de la tension d'alimentation appliquée au transformateur haute tension (3) qu'elle est fournie par un fragment d'une demi-onde sinusoRdale contenant le maximum de tension. 2. Appareil suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les dispositifs de commande (4 à 8) limitent symétriquement par rapport à chaque maximum de tension, les demi-ondes de la tension d'alimentation du transformateur haute tension (3). 3. Appareil suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que les dispositifs de commande (4 à 8) sont couplés de telle façon avec les dispositifs de réglage (11) de la tension du tube à rayons X, que la durée comme prise à l'intérieur de chaque demi-onde, pendant laquelle la tension d'alimentation est appliquée au primaire du transformateur haute tension (3)peut être réglée, en fonction de la ten sion choisie pour le tube à rayons X, de façon à maintenir sensiblement constante l'induction maximale dans le noyau du transformateur haute tension. 4. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la première demi-onde de la tension d'alimentation qui suit l'instant d'enclenchement, présente un produit tension-temps à peu près égal à la moitié de ceux des demi-ondes suivantes de la tension d'alimentation. 5. Appareil suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les dispositifs de commande (4 à 8) découpent seulement le flanc avant des impulsions de la tension d'alimentation.