(57)【要約】【課題】ＰＣＢ（１２）上に取り付けられた抵抗器型高電圧分圧器のような高電圧部品（１０）のための電圧勾配緩和及び遮蔽方法を提供する。【解決手段】金属又は合金で作られた少なくとも１つの第１のトラック（２２）を、高電圧部品（１０）の取付け位置から予め定められた距離の第１の位置に構成する段階と、金属又は合金で作られた少なくとも１つの第２のトラック（２４）を、高電圧部品（１０）の長さに沿った予め定められた第２の位置に構成する段階とを有する。この構成された少なくとも１つの第１のトラック（２２）は漂遊容量効果を実質的に低減し、また少なくとも１つの第２のトラック（２４）は高電圧部品（１０）の長さに沿って実質的に線形の電圧分布を生成する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＣＢ（１２）内の高電圧部品（１０）のための電圧勾配緩和及び遮蔽方法であって、
金属又は合金で作られた少なくとも１つの第１のトラック（２２）を、ＰＣＢ（１２）上の前記高電圧部品（１０）の取付け位置から予め定められた距離の第１の位置に構成する段階と、
金属又は合金で作られた少なくとも１つの第２のトラック（２４）を、前記高電圧部品（１０）の長さに沿った予め定められた第２の位置に構成する段階と、を有し、
前記構成された少なくとも１つの第１のトラック（２２）が漂遊容量効果を実質的に低減し、また前記構成された少なくとも１つの第２のトラック（２４）が前記高電圧部品（１０）の長さに沿って実質的に線形の電圧分布を生成すること、
を特徴とする電圧勾配緩和及び遮蔽方法。
【請求項２】
更に、所定の高電圧を持つ第１のリード（１４）及び所定の低電圧を持つ第２のリード（１６）を備えた高電圧部品（１０）を構成する段階を含み、前記少なくとも１つの第１のトラック（２２）が前記第１のリード（１４）から充分な沿面距離を維持するように予め定められた距離に構成されている、請求項１記載の方法。
【請求項３】
更に、前記少なくとも１つの第１のトラック（２２）をアース電位に維持する段階を含む請求項２記載の方法。
【請求項４】
更に、前記少なくとも１つの第１のトラック（２２）を前記高電圧部品（１０）の最大電位のほぼ半分の電位に維持する段階を含み、前記第１のリード（１４ ）から所定の沿面距離が維持されている、請求項２記載の方法。
【請求項５】
更に、前記少なくとも１つの第２のトラック（２４）を前記高電圧部品（１０）の長さに沿った所望の電位勾配によって規定された位置に構成する段階を含む請求項１記載の方法。
【請求項６】
ＰＣＢ（１２）と、前記ＰＣＢ上に取り付けられた所定の長さの高電圧部品（１０）とを有するＸ線装置であって、
前記ＰＣＢ（１２）は、共に金属又は合金で作られた少なくとも１つの第１のトラック（２２）及び少なくとも１つの第２のトラック（２４）を含み、
前記高電圧部品（１０）は、所定の電位差を持つ少なくとも１つの第１のリード（１４）及び少なくとも１つの第２のリード（１６）を含み、
前記第１のトラック（２２）は前記リードの内の少なくとも１つから予め定められた距離にあり、また前記第２のトラック（２４）は前記高電圧部品（１０）の長さに沿った電位勾配によって規定された位置にあること、
を特徴とするＸ線装置。
【請求項７】
前記第１のトラック（２２）は前記高電圧部品（１０）の最大電位のほぼ半分に等しい電位を持つ、請求項６記載のＸ線装置。
【請求項８】
前記第１のトラック（２２）は前記第１のリード（１４）から充分な沿面距離を維持するように予め定められた距離に構成されている、請求項６記載のＸ線装置。
【請求項９】
更に、前記高電圧部品（１０）の周りに複数の勾配緩和及び遮蔽素子を含み、これらの勾配緩和及び遮蔽素子は前記少なくとも１つの第２のトラック（２４）に結合されている、請求項６記載のＸ線装置。
【請求項１０】
前記高電圧部品（１０）は抵抗器型高電圧分圧器を含み、前記抵抗器型高電圧分圧器は過渡状態及び高周波リップルの測定のために所定の素速い応答を持つように構成されている、請求項６記載のＸ線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的に云えば電圧勾配緩和(grading) 及び遮蔽方法に関し、より具体的には、印刷回路板（ＰＣＢ）（例えば、Ｘ線装置内の増倍器用ＰＣＢ）上に取り付けられた高電圧部品（例えば、抵抗器型高電圧分圧器（ブリーダー））のための電圧勾配緩和及び遮蔽方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えばＸ線発生器を有するＸ線装置において、Ｘ線管の動作のために高電圧電源装置が必要である。発生された高電圧は通常、抵抗器型高電圧分圧器（ブリーダー）のような高電圧部品を用いて測定され、このような抵抗器型高電圧分圧器（ブリーダー）は電圧増倍器に使用されるコンデンサを放電させる付加的な機能も行う。
【０００３】
例えば、抵抗器型高電圧分圧器は通常、その表面上での充分な絶縁を保証するために実質的に長い構造を有する。このように長い構造を有し、その一端を高電圧にし且つ他端をほぼアース電位にした構成は、抵抗器型高電圧分圧器の長さに沿って非一様な電界分布を生じさせる可能性が高い。その上、電界が近隣の部品及びそれらの電位に応じて歪められる。
【０００４】
上記の両方の面は、集中形のモデルでは、抵抗器型高電圧分圧器の長さに沿ったコンデンサの分布が変化するものとして理解される。従って、高電圧分圧抵抗器の長さに沿った非一様な電位分布及び近隣領域に応じた漂遊容量の変動が、分圧比、応答性及び測定精度に影響を及ぼす。
【０００５】
抵抗器型高電圧分圧器のような高電圧部品を勾配緩和及び遮蔽する既知の方法は、遮蔽体として作用し且つ同時に線形電圧分布をもたらす少なくとも一対の平行なプレートの間に抵抗器を配置することを含む。しかしながら、この配置構成では、特殊なパッケージを使用することが必要となる。また、この抵抗器配置構成では、平行なプレートに起因してかなりの静電容量が生じる。この静電容量は低電圧端で補償されるが、分圧器系の応答性（帯域幅）が低くなり、これにより分圧器は速い過渡現象を測定することが制限されるようになる。更に、コンパクトな構成が要求される場合、抵抗器型高電圧分圧器を別個に配置すると、より多くのスペースが必要となり且つまた高価になる可能性が高い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、上述の方法は、高電圧部品、例えば、高電圧分圧器をコンパクトに作るための構成を提供していない。非常にコンパクトな配置構成は、高電圧発生のために使用されるＰＣＢ、例えば、Ｘ線装置内の増倍器ＰＣＢに分圧器を取り付けることにより得られる可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の欠点、不利な点及び問題を解決しようとするものであり、それらは以下の説明を読み且つ検討することによって理解されよう。
【０００８】
一実施形態では、ＰＣＢ上に取り付けられた高電圧部品、例えば、抵抗器型高電圧分圧器のための電圧勾配緩和及び遮蔽方法を提供する。本方法は、金属又は合金で作られた少なくとも１つの第１のトラックを、高電圧部品の取付け位置から予め定められた距離の第１の位置に構成する段階と、金属又は合金で作られた少なくとも１つの第２のトラックを、高電圧部品の長さに沿った予め定められた第２の位置に構成する段階とを有する。この構成された少なくとも１つの第１のトラックは漂遊容量効果を実質的に低減し、また少なくとも１つの第２のトラックは高電圧部品の長さに沿って実質的に線形の電圧分布を生成する。
【０００９】
別の一実施形態では、Ｘ線装置を提供する。このＸ線装置は、ＰＣＢと、ＰＣＢ上に取り付けられた所定の長さの高電圧部品とを有する。ＰＣＢは、共に金属又は合金で作られた少なくとも１つの第１のトラック及び少なくとも１つの第２のトラックを有する。高電圧部品は、所定の電位差を持つ少なくとも１つの第１のリード及び少なくとも１つの第２のリードを有する。第１のトラックは前記リードの内の少なくとも１つから予め定められた距離にあり、また第２のトラックは高電圧部品の長さに沿った電位勾配によって規定された位置にある。
【００１０】
範囲の異なる装置及び方法を本書で説明する。本項目で述べた様々な面及び利点に加えて、他の面及び利点が図面を参照し且つ以下の詳しい説明を読むことによって明らかになろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下の詳細な説明において添付の図面を参照するが、図面には実施することができる特定の実施形態を実例として示す。これらの実施形態については、当業者がそれらを実施できるほどに充分詳しく説明するが、それらの実施形態を利用することができること、並びにそれらの実施形態の範囲から逸脱することなく論理的、機械的、電気的及びその他の変更を成すことができることを理解されたい。従って、以下の詳細な説明は、本発明を制限するものとして取るべきではない。
【００１２】
本発明の様々な実施形態では、ＰＣＢ（例えば、Ｘ線装置に使用される増倍器用ＰＣＢ）上に取り付けられた高電圧部品（例えば、抵抗器型高電圧分圧器、コンデンサ型高電圧分圧器）のための電圧勾配緩和及び遮蔽方法を提供する。しかしながら、実施形態はこれらに限定されず、例えば、医用イメージング・システム、工業用検査システム、保安用スキャナ、粒子加速器などのような、他のシステムに関連して実現することができる。
【００１３】
様々な実施形態では、ＰＣＢ上に取り付けられた高電圧部品のための電圧勾配緩和及び遮蔽方法を提供する。本方法は、金属又は合金で作られた少なくとも１つの第１のトラックを、漂遊容量効果を実質的に低減するために第１の位置に構成する段階と、金属又は合金で作られた少なくとも１つの第２のトラックを、高電圧部品の長さに沿って実質的に線形の電圧分布を生成するために第２の位置に構成する段階とを有する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態による、ＰＣＢ上に取り付けられた高電圧部品のための電圧勾配緩和及び遮蔽方法の模範的な図を示す。
【００１５】
図示の実施形態では、高電圧部品１０は、例えば、Ｘ線装置（図示せず）に接続されている増倍器用ＰＣＢのようなＰＣＢ１２上に取り付けられている。高電圧部品１０は、所定の高電圧を持つ少なくとも１つの第１のリード１４と、所定の低電圧を持つ少なくとも１つの第２のリード１６とを含む。高電圧部品１０はＰＣＢ１２の部品側１８に取り付けられ、且つＰＣＢ１２のハンダ側２０でハンダ付けされる。
【００１６】
一実施形態では、高電圧部品１０は、かなり高いオーム値、平坦な寸法、及び薄い寸法の内の少なくとも１つを持つ抵抗器型高電圧分圧器を含む。
【００１７】
例えば、高電圧抵抗器は、絶縁基板の表面上に実質的に厚い又は薄い金属化フィルム被覆を設けたもので作られる。
【００１８】
一実施例では、第１のリード１４は約４２ｋＶの電圧を持ち、また第２のリードはほぼアース電位を持つ。
【００１９】
他の実施例では、第１のリード１４及び第２のリード１６は可変の電圧を持つことができ、これらの第１のリード１４及び第２のリード１６の間の電圧の差は実質的に高くする。
【００２０】
一実施形態では、少なくとも１つの第１のトラック２２がＰＣＢ１２のハンダ側２０に設けられ、この第１のトラック２２は実質的にアース電位に維持される。
【００２１】
ここで、第１のトラック２２が第１のリード１４から充分な沿面距離を維持するように予め定められた距離に設けられることに留意されたい。
【００２２】
また、第１のトラック２２の面積が漂遊容量効果の有効な制御を行えるように最大限に保たれることにも留意されたい。
【００２３】
一実施例では、第１のトラック２２は、ＰＣＢ１２上のエッチングした銅層で作られる。
【００２４】
別の実施例では、第１のトラック２２は、例えば、ＰＣＢ１２に固着することができ且つ漂遊容量効果を実質的に低減するのに適している銅、錫又はアルミニウムのシート又は箔のような、金属又は金属合金から作ることができる。
【００２５】
図２及び図３は、第１のトラック２２が高い電位、例えば、高電圧部品１０の最大電位の半分にほぼ等しい電位に維持され且つリード１４及び１６から充分に絶縁されるようにした実施形態を示す。
【００２６】
ここで、第１のトラック２２を最大電位の半分にほぼ等しい電位に維持すると、ＰＣＢ１２に、例えば、薄いＰＣＢにかかる電気ストレスがかなり低減されると共に、第１のリード１４と第２のリード１６との間で漂遊容量効果を釣り合わせることによって高電圧部品１０の動的応答が増大されることに留意されたい。
【００２７】
図２に示されている実施形態では、第１のトラック２２はＰＣＢ１２のハンダ（２６）側（２０）に配置されている。
【００２８】
一実施形態では、少なくとも１つの第２のトラック２４がＰＣＢ１２の部品側に設けられる。
【００２９】
例えば、第２のトラック２４は高電圧部品１０の長さに沿った予め定められた複数の位置に設けられる。
【００３０】
例えば、各々の第２のトラック２４の位置は、高電圧部品１０の長さに沿った所望の電位勾配に基づいて予め定められる。
【００３１】
図１に示されている実施形態に例示されているように、各々の第２のトラック２４がＰＣＢ１０内に構成された複数の電圧源（図示せず）の内の少なくとも１つに結合されることに留意されたい。この構成では、強制的に、（図１に示されているように）高電圧部品１０の長さに沿った特定の位置における電位を、その特定の位置に対応する第２のトラック２４の電位にほぼ等しくなるようにして、高電圧部品１０の長さに沿って実質的に線形の電圧分布（勾配緩和）を生成する。
【００３２】
また、第１及び第２のトラック２２及び２４を設けた構成が高電圧部品１０の上面に沿って線形の電圧分布を生成することにも留意されたい。
【００３３】
設けるべき第２のトラック２４の数は高電圧部品１０の長さに依存することに留意されたい。
【００３４】
一実施形態では、少なくとも１つの第２のトラック２４は、ＰＣＢ１２の部品側に設けたエッチングした銅層で構成される。
【００３５】
他の実施形態では、第２のトラック２４は金属又は合金層で形成して、ＰＣＢ１２の部品側に固着させることができる。
【００３６】
更に別の実施形態では、例えば、ほぼ半円形又は四角形の内の少なくとも１つの形状を持つ金属リングや金属バーのような複数の勾配緩和部材が、高電圧部品１０の周りに取り付けられて、第２のトラック２４に結合される。
【００３７】
この構成では、高電圧部品１０の上面及び側面に沿って勾配緩和効果が実質的に増大されることに留意されたい。漂遊容量は、ハンダ側２０にある第１のトラック２２を省略することができるように、実質的に低減される。
【００３８】
また、ほぼ円筒形の構成を持ち且つ厚さ及び／又は直径が大きい高電圧部品１０では、高電圧部品の円周面全体に沿って勾配緩和及び遮蔽効果が改善されることに留意されたい。
【００３９】
以上のように、本発明の様々な実施形態は、ＰＣＢ上に取り付けられた高電圧部品についての電圧勾配緩和及び遮蔽方法を提供する。本発明の更なる実施形態は、ＰＣＢ内の高電圧部品に対して電圧勾配緩和及び遮蔽を行うコンパクトな構成を持つＸ線装置を提供する。
【００４０】
従って、本発明による方法及び装置は高電圧部品の長さに沿って一様なストレス分布を与え、これによって、高電圧部品の長さを短くすることが可能になり、その結果、ＰＣＢをかなりコンパクトな構造にすることができる。
【００４１】
本発明を様々な特定の実施形態について説明したが、当業者には、本発明を様々な変更を施して実施することができること、例えば、勾配緩和及び遮蔽に加えて他の電気的機能を実行するようにトラックを構成することができることが認められよう。とはいえ、このような全ての変更は、特許請求の範囲内に包含されるものと見なされる。また、図面の符号に対応する特許請求の範囲中の符号は、単に本願発明の理解をより容易にするために用いられているものであり、本願発明の範囲を狭める意図で用いられたものではない。そして、本願の特許請求の範囲に記載した事項は、明細書に組み込まれ、明細書の記載事項の一部となる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態による、ＰＣＢ上の高電圧部品のための電圧勾配緩和及び遮蔽方法を例示する略図である。
【図２】遮蔽体を最大電位の半分の電位に維持する実施形態の略図である。
【図３】図２の実施形態の側面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０  高電圧部品
１２  印刷回路板（ＰＣＢ）
１４  第１のリード
１６  第２のリード
１８  部品側
２０  ハンダ側
２２  第１のトラック
２４  第２のトラック
２６  ハンダ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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