(57)【要約】【課題】出力電圧検出回路を耐圧の低いものにして、装置の小型化と低価格化を実現すること。【解決手段】初段のコンデンサから最終段のコンデンサまで直列接続してなる第１のコンデンサコラムと、初段のコンデンサから最終段のコンデンサまで直列接続してなる第２のコンデンサコラムとを備える多段倍電圧整流装置において、前記第１のコンデンサコラムの初段から最終段前の途中のコンデンサと固定電圧点との間に電圧検出手段を接続し、出力電圧検出信号と基準信号とを比較する誤差増幅器に前記基準信号を与える基準電圧付与手段は、予め求められた基準値の中から設定された出力条件に対応した基準値を取り出して前記基準電圧とするとを特徴とする多段倍電圧整流装置。【選択図】　　図１
2004096946.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
初段のコンデンサから最終段のコンデンサまで直列接続してなる第１のコンデンサコラムと、
初段のコンデンサから最終段のコンデンサまで直列接続してなる第２のコンデンサコラムと、
前記第１のコンデンサコラムと前記第２のコンデンサコラムのコンデンサを順次接続する複数の整流用ダイオードと、
負荷電力を制御する主回路部と、
該主回路部に接続された１次巻線と、前記第１のコンデンサコラムの初段のコンデンサと前記第２のコンデンサコラムの初段コンデンサとの間に接続された２次巻線とを有するトランスと、
直流出力電圧に対応する電圧を検出する電圧検出手段と、
基準電圧付与手段と、
前記電圧検出手段からの検出電圧と前記基準電圧付与手段からの基準電圧との差電圧を前記主回路部の制御駆動部に与える誤差増幅器と、
を備えた多段倍電圧整流装置において、
前記電圧検出手段は、前記第１のコンデンサコラムの初段から最終段前の途中のコンデンサと固定電圧点との間に接続され、
前記基準電圧付与手段は、予め求められた基準値の中から設定された出力条件に対応した基準値を取り出して基準電圧として前記誤差増幅器に与えることを特徴とする多段倍電圧整流装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記電圧検出手段は、前記第１のコンデンサコラムの初段のコンデンサと２段目のコンデンサとの接続点と、固定電圧点との間に接続されたことを特徴とする多段倍電圧整流装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、
前記基準電圧付与手段は、設定出力電圧と設定電流に依存して決められる基準電圧を与えることを特徴とする多段倍電圧整流装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、コッククロフトウォルトン回路のような多段倍電圧整流装置、特に歯科用Ｘ線装置に用いられる電源に適した多段倍電圧整流装置に関する。
【０００２】一般に、低電圧電源、高電圧電源にかかわらず出力の安定化が求められる。特に、Ｘ線装置などにあっては、図３に示すように、よく知られているコッククロフトウォルトン回路のような多段倍電圧整流回路１の出力端子２に接続されるＸ線管（図示せず）の陽極電圧を高電圧分割抵抗Ｒ１と電圧検出抵抗Ｒ２とで検出し、この検出電圧をインバータ回路又はチョッパ回路のような１次側の電力制御装置３に帰還される。なお、電力制御装置３はインバータ回路又はチョッパ回路などの主回路部３Ａと制御部３Ｂとからなり、制御部３Ｂは制御駆動回路３ａ、誤差増幅器３ｂ、基準電源３ｃで示されている。また、４は高電圧トランスである。この従来回路では、高電圧の出力電圧を高電圧分割抵抗Ｒ１と電圧検出抵抗Ｒ２とで直接検出しているので、出力検出電圧は高電圧の出力電圧に比例しており、したがって、基準電源３ｃは出力電圧の定格値に応じた固定値に選定されており、結局、電力制御装置３はその基準値に出力検出電圧がなるように動作する。
【０００３】このような通常の回路の場合には、高電圧分割抵抗Ｒ１を含む高電圧の電圧検出回路が必要となり、電源の筐体が接地電位にある場合には、電気絶縁上問題の無い距離を保って配置する必要があるので、直流高電圧発生装置自体の筐体が大型化し、コストもアップするという問題がある。この問題を解決する従来例として、下記公開公報に記載された直流高電圧発生装置がある。この中の一つの具体例は、入力電流を測定する入力電流測定装置、コッククロフトウォルトン回路のｎ段目の直流電圧を検出する電圧測定装置、及び演算処理装置を備え、演算処理装置にて入力電流とｎ段目の直流電圧とをある所定の計算式によって演算処理して、出力電圧を算出するものである。この例では、コッククロフトウォルトン回路のｎ段目の直流電圧を検出するので、出力電圧よりも低い電圧測定になるというメリットがある。
【特許文献１】特開平９−１８２４３７号公報（明細書の（００３２）〜（００３７）、図２、図３、図５）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このような従来装置にあっては、出力電圧よりも低い電圧の検出で出力電圧の検出ができるが、入力電流も検出して、検出電圧と検出電流を演算しなければ正確に出力電圧の検出を行うことができないという問題があった。また、計算式を求めなければならず、条件によって計算式が違ってくるので、正しい計算式を求めるのは困難な場合があり、このような場合には正確な出力電圧検出値が求まらないという問題がある。入力電流がノイズなどにより大きく急変した場合には、その影響を受けて正確な出力電圧検出信号が得られないという蹴ってもある。
したがって、本発明はあらかじめ出力電圧値と出力電流値の出力条件に対する基準電圧値を求めてＣＰＵのような基準電圧付与手段に格納しておき、設定した出力条件に対応する基準電圧値を基準電圧付与手段から自動的に取り出して出力電圧検出信号と比較するようにしたことが特徴である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため、請求項１の発明は、初段のコンデンサから最終段のコンデンサまで直列接続してなる第１のコンデンサコラムと、初段のコンデンサから最終段のコンデンサまで直列接続してなる第２のコンデンサコラムと、前記第１のコンデンサコラムと前記第２のコンデンサコラムのコンデンサを順次接続する複数の整流用ダイオードと、負荷電力を制御する主回路部と、この主回路部に接続された１次巻線と、前記第１のコンデンサコラムの初段のコンデンサと前記第２のコンデンサコラムの初段コンデンサとの間に接続された２次巻線とを有するトランスと、直流出力電圧に対応する電圧を検出する電圧検出手段と、基準電圧付与手段と、前記電圧検出手段からの検出電圧と前記基準電圧付与手段からの基準電圧との差電圧を前記主回路部の制御駆動部に与える誤差増幅器とを備えた多段倍電圧整流装置において、前記電圧検出手段は、前記第１のコンデンサコラムの初段から最終段前の途中のコンデンサと固定電圧点との間に接続され、前記基準電圧付与手段は、予め求められた基準値の中から設定された出力条件に対応した基準値を取り出して基準電圧として前記誤差増幅器に与えることを特徴とする多段倍電圧整流装置するものである。
【０００６】請求項２の発明は、上記課題を解決するため、請求項１において、前記電圧検出手段は、前記第１のコンデンサコラムの初段のコンデンサと２段目のコンデンサとの接続点と、固定電圧点との間に接続されたことを特徴とする多段倍電圧整流装置を提案するものである。
【０００７】請求項３の発明は、上記課題を解決するため、請求項１又は請求項２において、前記基準電圧付与手段は、設定出力電圧と設定電流に依存して決められる基準電圧を与えることを特徴とする多段倍電圧整流装置を提案するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１により本発明に係る多段倍電圧整流装置の一実施例について説明する。図３で示した記号と同一の記号は、相当する部材を示すものとする。この実施例では、後で詳述する基準電圧付与手段として機能するＣＰＵ３ｄから基準電圧を誤差増幅器３ｂに供給し、また電圧分割抵抗Ｒ１と電圧検出抵抗Ｒ２とを直列接続して出力電圧検出回路として、これを平滑コラム側の初段のコンデンサＣ１と２段目のコンデンサＣ２との接続点Ｊ１と、接地電位のような固定電位との間に接続しているところに特徴がある。例えば、出力電圧が８０ｋＶで、多段倍電圧整流回路１が４段の場合、従来例ではほぼ８０ｋＶの耐圧の抵抗が必要であったが、この実施例では２０ｋＶの耐圧をもつ電圧分割抵抗Ｒ１と、従来と同じ低電圧の電圧検出抵抗Ｒ２を備えれば良い。図面では１個の電圧分割抵抗Ｒ１で示しているが、実際には電圧分割抵抗Ｒ１は複数個の抵抗器を直列接続したものからなり、互いの電気絶縁距離を考慮して配置しなければならないので、それらの占有空間は大きくなり、コストも高くなるが、この実施例では単純に比較しても抵抗器の個数も占有空間も１／４で済む。なお、コンデンサＣ１〜Ｃ４は第１のコンデンサコラムを構成し、平滑作用を行う。
【０００９】しかしながら、平滑コラム側の初段のコンデンサＣ１と２段目のコンデンサＣ２との接続点Ｊ１で出力電圧を検出しているので、高電圧出力電圧そのものを直接検出するのに比べて電圧検出精度が低下する。したがって、この発明では予め出力条件を変えて高電圧出力電圧そのものを直接検出し、そのときの好ましい基準電圧を求めてＣＰＵに基準電圧データとして入力する。この点について具体的に説明する。歯科用のＸ線用電源などの場合には負荷条件は限られた範囲にあるため、本発明を容易に適用できる。
【００１０】例えば、先ず、負荷範囲の下限値を５０ｋＶとすると、５０ｋＶに出力電圧を設定し、出力電流の範囲、先ず２ｍＡで運転する。５０ｋＶの出力電圧を直接検出し、その電圧検出信号と基準電圧とを比較して運転し、出力電圧を設定された５０ｋＶに維持しながら運転できる基準電圧Ｖａ１を求めてその基準電圧Ｖａ１をＣＰＵに基準電圧データとして入力する。次に、５０ｋＶに出力電圧を設定し、出力電流を５ｍＡにして運転して、出力電圧を５０ｋＶに維持しながら運転できる基準電圧Ｖａ２を求めてその基準電圧Ｖａ１をＣＰＵに基準データとして入力する。このように順次、出力電流を負荷範囲の最大の電流値まで変えてそのときどきの好ましい基準電圧を求めてＣＰＵに基準電圧データとしてそれぞれ入力する。さらに、出力電圧を６０ｋＶに上げて設定し、前述のように出力電流を変えて運転し、出力電圧を６０ｋＶに維持して運転できる基準電圧Ｖｂ１、Ｖｂ２、・・Ｖｂｎを求め、ＣＰＵに基準データとして入力する。このようにして、負荷範囲の上限値を１００ｋＶとすると、１００ｋＶまで出力電圧を上昇させて行って前述のような動作を繰り返し、そのときどきの好ましい基準電圧Ｖｍ１、Ｖｍ２、・・Ｖｍｎを求め、ＣＰＵに基準電圧データとして入力する。
【００１１】図１のＣＰＵ３ｃにはこのようにして求めた基準値（Ｖａ１、Ｖａ２、・・Ｖａｎ）、（Ｖｂ１、Ｖｂ２、・・Ｖｂｎ）、・・・（Ｖｍ１、Ｖｍ２、・・Ｖｍｎ）が基準電圧データとして入力されている。あるいは、このような基準値をグラフ化した図２に示すような基準電圧データが入力されている。例えば、Ｘ線撮影時に撮影条件によって出力電圧と出力電流の値がそれぞれ８０ｋＶ、１０ｍＡに設定されると、その設定出力条件がＣＰＵ３ｃに送られ、ＣＰＵ３ｃはその出力条件のとき、つまり８０ｋＶ、１０ｍＡに対応する基準値を取り出して、誤差増幅器３ｂに基準信号として与える。図２の場合には、出力電圧と出力電流の値がそれぞれＶ３、Ｉ４に設定されるとき、Ｖ３とＩ４の交点である５．３Ｖが基準電圧として取り出され、誤差増幅器３ｂに基準信号として与えられる。誤差増幅器３ｂは、反転端子に与えられる出力電圧検出信号と、非反転端子にＣＰＵ３ｃから与えられる基準信号とを比較してその差に比例する誤差信号を制御駆動回路３ａに与える。制御駆動回路３ａは、出力電圧検出信号が基準信号に等しくなるようなパルス幅の駆動信号をインバータ回路又はチョッパ回路などの主回路部３Ａの不図示のスイッチング半導体素子に与えて駆動する。なお、主回路部３Ａの不図示のスイッチング半導体素子の制御・駆動については従来と同じであるので、説明を省略する。
【００１２】以上の実施例では、出力電圧検出回路を最も電圧の低い平滑コラム側の初段のコンデンサＣ１と２段目のコンデンサＣ２との接続点Ｊ１と、接地電位のような固定電位との間に接続したが、２段目のコンデンサＣ２と３段目のコンデンサＣ３との接続点Ｊ２、又は３段目のコンデンサＣ３と４段目のコンデンサＣ４との接続点Ｊ３と、接地電位のような固定電位との間に接続しても、従来よりは測定電圧を低くすることができる良い。出力電圧や出力電流の設定範囲は前述範囲に限られることなく、任意である。
【００１３】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、多段倍電圧整流回路の直流高電圧出力電圧を直接検出したときの出力検出信号に対応する基準値を基準電圧付与手段にあらかじめ格納しておき、多段倍電圧整流回路の途中で直流高電圧出力電圧を検出するとき、設定された出力条件に応じて前記格納された基準値を取り出して基準信号としているので、直流高電圧出力電圧の途中の電圧を検出しても直流高電圧出力電圧を設定値に安定に維持することができ、出力電圧検出回路を耐圧の低いものにすることができ、全体的に装置の小型化と低価格化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を説明するための図面である。
【図２】本発明の他の一実施例を説明するための図面である。
【図３】従来の多段倍電圧整流回路の一例を説明するための図面である。
【符号の説明】
１−多段倍電圧整流回路　　　　　　　２−直流高電圧出力端子
３−電力制御装置　　　　　　　　　　３Ａ−主回路部
３Ｂ−制御部　　　　　　　　　　　　３ａ−制御駆動回路
３ｂ−誤差増幅器　　　　　　　　　　３ｃ−ＣＰＵ（基準電圧付与手段）
【図１】
2004096946.tif 000003
【図２】
2004096946.tif 000004
【図３】
2004096946.tif 000005