(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電力用半導体スイッチング素子の直列接続体と、該直列接続体の電力用半導体スイッチング素子を導通制御する導通制御手段とを備え、この導通制御手段により前記直列接続体の複数の電力用半導体スイッチング素子を導通させてスイッチ動作する高電圧スイッチ回路において、前記直列接続体は複数に分割した分割直列接続体を直列に接続した接続体から成り、これらの分割直列接続体の電力用半導体スイッチング素子は、プリント基板上に一定周回方向に配置され、且つ、分割直列接続体の最端となる2つの電力用半導体スイッチング素子の端子は、前記プリント基板の互いに90度異なる辺の近辺に各々配置されると共に、該プリント基板を順次90度回転し積層させ、隣接したプリント基板上の分割直列接続体同士を高強度の導電部材により直列接続した前記直列接続体を備えることを特徴とする高電圧スイッチ回路。
【請求項２】
交流電圧源と、この交流電圧源に一次巻線が接続されその電圧を昇圧する高電圧変圧器と、この高電圧変圧器の二次巻線に接続され昇圧された交流電圧を直流高電圧に変換する高電圧整流器と、この高電圧整流器に接続されこの直流高電圧を平滑するコンデンサと、このコンデンサに接続されたＸ線管とから成るＸ線高電圧装置の前記コンデンサと並列に電流制限用インピーダンスを介して請求項１に記載の高電圧スイッチ回路を接続したことを特徴とするＸ線装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，医療用または工業用のＸ線発生用電源装置に係わり，Ｘ線管からのＸ線の放射の停止時に該Ｘ線管と並列に接続されたコンデンサの電荷を急放電させて前記Ｘ線管のアノ−ドとカソ−ド間の電圧（以下、管電圧と記す）を高速に降下させるための高電圧スイッチ回路を小型にする技術およびこれを用いたＸ線装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から，Ｘ線高電圧装置の管電圧を高速に制御する装置が開発されてきた。これらＸ線高電圧装置では，通常，高電圧変圧器の交流高電圧出力を高電圧整流器で整流し，これを高電圧側に付加したコンデンサや高電圧ケーブルの有している浮遊静電容量などのコンデンサで平滑して直流高電圧をＸ線管に印加する。
【０００３】
この場合，高電圧整流器があるために，前記コンデンサに蓄えられた電荷の放電はＸ線管を経由するルートしかないため，管電圧を高速で立ち上げることは比較的容易であるが，管電圧を高速に降下させることが困難であるという技術的な課題がある。
【０００４】
このため，血管内の血流を動画としてシネフィルムに撮影するシネ撮影や，血管でカテーテルを操作するとき高画質なリアルタイム画像を得るためのパルス透視など，高速なパルス状管電圧が要求されるＸ線高電圧装置では，管電圧の下降時の波形（以下，波尾と呼ぶ）が問題になる。すなわち，この波尾はＸ線フィルムやＸ線テレビ上に形成されるＸ線画像にはほとんど効果がなく，そのうえ，被検者に対する有害な被曝になりやすい低エネルギーＸ線がＸ線管から多量に放射されることになる。これは，特に，インターベンショナルラジオロジーに代表される高画質透視下での医療行為に対しては無効被曝となるものである。
【０００５】
さらに，前記管電圧の波尾の期間は，Ｘ線管で前記コンデンサに蓄えられた電力を消費することになるので，それだけＸ線管の内部温度を上昇させ，その寿命を早めたり，パルスＸ線出力後の許容Ｘ線条件を制約するなどの問題が生じる。
【０００６】
このような問題を解決する一つの方法として，テトロード（四極真空管）を用いてアノード・カソード間を短絡させて波尾を短縮する方法が特開昭５１−６６８９号に開示されている。しかし、この方法ではテトロードは大型であるのでＸ線高電圧装置の小型化を阻害し、またテトロード自身も高価でそのうえ消耗品であるが故に定期的な交換が必要となり、経済性の面からも不利である。そこで、これらの問題を解決する方法として、Ｘ線管のアノード・カソード間に電流制限用インピーダンスと高電圧スイッチとの直列接続体を設け，高電圧側のコンデンサに蓄積された電荷を高速に放電させる方法が特開平８−２１２９４８号に開示されている。この方法は、複数個の電力用半導体スイッチング素子を直列接続し、これらのスイッチング素子を順次スイッチングさせる高電圧スイッチと電流制限インピーダンスとの直列接続回路を前記コンデンサと並列に接続し、Ｘ線の放射停止時に前記高電圧スイッチをスイッチングさせて前記コンデンサに蓄積された電荷を急激に放電させ管電圧を高速に降下させるものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平８−２１２９４８号に開示されている高電圧スイッチ回路を実装し、これをＸ線高電圧装置と組み合わせて実用化しようとすると、従来の方法では高電圧スイッチ回路は非常に大型のものとなる。すなわち、上記高電圧スイッチ回路は、前記コンデンサに充電される高電圧に耐えるために、１素子当たりの耐電圧が数百Ｖ以上の電力用半導体スイッチング素子を複数個直列に接続しなければならない。例えば、電力用半導体スイッチング素子に耐電圧が1500VのMOSFET（Metal OXid Silicon  Field Effect Transistor）を使用するものとすると、最高管電圧が150kVのＸ線装置では実用的には20％の余裕を考慮して180kVに耐えるようにしなければならない。この場合、直列接続のMOSFETに印加される電圧を１素子当たり1000Vに設定すると、前記180kVに耐えるようにするためには少なくとも180素子を直列に接続する必要がある。このような構成の高電圧スイッチ回路をＸ線装置に接続して使用する場合には、前記180個の素子をプリント基板に実装するのが一般的であるが、Ｘ線高電圧装置に接続する高電圧スイッチ回路は他分野のスイッチ回路と異なり、高電圧絶縁の課題がある。例えば、医用電器機器UL2601-1の規格（安全問題研究会（ＵＬ研究会）：１９９６年５月；Ｐ１４０，表１６）である110V/mmの基準に適合させるためには素子間の絶縁距離は約9mmとなり、これを180個の素子の縦横間および配線パターン間に適用すると、プリント基板が大型化し、実用的でない。なお、この場合、上記プリント基板上にスリット等を設けることにより絶縁距離を短くすることも考えられるが、曲げ，たわみに弱くなり，プリント基板の破損，信号線の断線など，信頼性の確保が難しくなる。
【０００８】
この他に，プリント基板を分割してプリント基板１枚当りの面積を小さくし，この分割したプリント基板に対応した数に前記180素子を分割してこれらの180素子をプリント基板に搭載する方法も考えられるが、この場合も上記高電圧に耐えるためには分割したプリント基板間に十分な絶縁距離を確保する必要がり、このためプリント基板間の距離およびこれらのプリント基板間に搭載した半導体素子同士を接続する配線の距離が長くなる。このように、プリント基板を分割する上記の方法でも高電圧スイッチ回路が大型化すると共に直列接続の半導体素子を駆動する信号線が長くなり、ノイズなどの影響を受けやすくなるために上記半導体素子の誤動作が懸念される。
【０００９】
以上のように、シネ撮影や，パルス透視など，高速なパルス状管電圧とするために上記の大型の高電圧スイッチ回路をＸ線高電圧装置に接続して用いると、これらを組み合わせて構成するＸ線装置は非常に大型のものとなる。特に、Ｘ線高電圧装置はインバータ式の採用により非常に小型のものとなっており、これと上記高電圧スイッチ回路を組み合わせたＸ線装置は大型なものとなり、インバータ式Ｘ線線高電圧装置の特徴の一つである小型化のメリットがなくなる。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、小型化と誤動作しない信頼性の高い電力用半導体スイッチング素子を直列接続して構成する高電圧スイッチ回路を提供すると共にこの高電圧スイッチ回路をＸ線高電圧装置に用いて管電圧を高速に降下させて被曝を低減し、パルス透視等の術式に対応可能なＸ線装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、以下の手段によって達成される。
【００１２】
（1）複数の電力用半導体スイッチング素子の直列接続体と、該直列接続体の電力用半導体スイッチング素子を導通制御する導通制御手段とを備え、この導通制御手段により前記直列接続体の複数の電力用半導体スイッチング素子を導通させてスイッチ動作する高電圧スイッチ回路において、前記直列接続体は複数に分割した分割直列接続体を直列に接続した接続体から成り、これらの分割直列接続体の電力用半導体スイッチング素子およびこれを導通制御する回路を前記分割直列接続体に対応して複数の搭載手段に分割して搭載し、前記複数の搭載手段を積層する。
【００１３】
（2）上記（1）の複数の搭載手段は、上下交互に９０度または１８０度ずつ回転させて積層する。
【００１４】
（3）上記（2）の複数の搭載手段を直列に接続する端子は、該接続線が交差しない位置に配置する。
【００１５】
（4）複数の電力用半導体スイッチング素子の直列接続体と、該直列接続体の電力用半導体スイッチング素子を導通制御する導通制御手段とを備え、この導通制御手段により前記直列接続体の複数の電力用半導体スイッチング素子を導通させてスイッチ動作する高電圧スイッチ回路において、前記直列接続体は複数に分割した分割直列接続体を直列に接続した接続体から成り、これらの分割直列接続体の電力用半導体スイッチング素子およびこれを導通制御する回路を前記分割直列接続体に対応して複数の搭載手段の両面にに分割して搭載し、前記複数の搭載手段間に絶縁物を挟んで積層する。
【００１６】
（5）上記（4）の搭載手段は、上下交互に９０度または１８０度ずつ回転させて積層する。
【００１７】
（6）上記（5）の搭載手段を直列に接続する端子は、該接続線が上下双方同じ位置に配置する。
【００１８】
（7）複数の電力用半導体スイッチング素子の直列接続体と、該直列接続体の電力用半導体スイッチング素子を導通制御する導通制御手段とを備え、この導通制御手段により前記直列接続体の複数の電力用半導体スイッチング素子を導通させてスイッチ動作する高電圧スイッチ回路において、前記直列接続体は複数に分割した分割直列接続体を直列に接続した接続体から成り、これらの分割直列接続体の電力用半導体スイッチング素子およびこれを導通制御する回路を前記分割直列接続体に対応して複数の搭載手段の表面と裏面の両面に交互に搭載、配置し、前記複数の搭載手段間に絶縁物を挟んで積層する。
【００１９】
（8）上記（7）の搭載手段は、上下交互に９０度または１８０度ずつ回転させて積層する。
【００２０】
（9）上記（8）の複数の搭載手段を直列に接続する端子は、該接続線が上下双方同じ位置に配置する。
【００２１】
上記（1）〜（9）の手段によって高電圧スイッチ回路の小型化が図られる。また、本発明の目的は以下の手段によって達成される。
【００２２】
（10）交流電圧源と，この交流電圧源に一次巻線が接続されその電圧を昇圧する高電圧変圧器と，この高電圧変圧器の二次巻線に接続され昇圧された交流電圧を直流高電圧に変換する高電圧整流器と，この高電圧整流器に接続されこの直流高電圧を平滑するコンデンサと，このコンデンサに接続されたＸ線管とから成るＸ線高電圧装置の前記コンデンサと並列に電流制限用インピーダンスを介して上記（1）〜（9）の高電圧スイッチ回路を接続する。
【００２３】
このように構成することによって、Ｘ線の放射停止時に前記高電圧スイッチ回路をスイッチ動作させて管電圧を急激に降下させ、Ｘ線写真に寄与しない低エネルギーＸ線によるＸ線被曝を低減できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は，本発明の高電圧スイッチ回路をインバータ式Ｘ線高電圧装置に適用した例を示す図である。１は血管内の血流を動画としてシネフィルムに撮影するシネ撮影や，血管でカテーテルを操作するとき高画質なリアルタイム画像を得るためのパルス透視などの高速なパルス状管電圧を得るための本発明の高電圧スイッチ回路による波尾切断回路で、これは後述するようにＸ線管と並列に接続された高電圧側のコンデンサと並列に接続される。
【００２５】
10は単相交流電源，11は単相交流電源10に接続されこの交流電圧を直流に変換する整流器，12は整流器11に接続されこの直流電圧を平滑するコンデンサ，13はこのコンデンサ12に接続され平滑された直流電圧を高い周波数（以下、高周波と略記）の交流電圧に変換するインバータ回路，14はこのインバータ回路13に接続され前記高周波の交流電圧を昇圧する高電圧変圧器，15はこの高電圧変圧器14の二次側に接続され昇圧された交流電圧を整流する高電圧整流器，16はこの高電圧整流器15に接続されその出力電圧を平滑する高電圧コンデンサで，これは高電圧整流器15と以下で述べるＸ線管とを接続する高電圧ケーブルの浮遊静電容量と，必要に応じて追加された平滑用付加コンデンサで構成され、前記波尾切断回路１と並列に接続される。17は高電圧コンデンサ16に接続されたＸ線管、18は前記Ｘ線管17からのＸ線の放射を指令する制御回路、19は前記制御回路18から出力されるＸ線の放射信号である。なお、波尾切断回路１には端子２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄが設けられ、これらは高電圧整流器15と高電圧コンデンサ16に接続される。
【００２６】
図２は上記波尾切断回路１の構成図で、管電圧の波尾切断時に高電圧コンデンサ16の電荷を放電するときの電流を制限するインピーダンス５と、このインピーダンスと直列に接続された高電圧スイッチ回路６とダイオード７とで構成されたパルス遮断回路部４と、前記制御回路18からのＸ線の放射信号に基づいて前記高電圧スイッチ回路６の半導体スイッチング素子を導通、非導通に制御する駆動信号を生成する駆動制御回路部３とで構成され、これらによる波尾切断回路１の一端には端子２aと２cを、他の一端には端子２bと２dとを設け、前記端子２aと２bは高電圧整流器15の直流高電圧側に、端子２cと２dは前記高電圧コンデンサ16の両端に接続する。
【００２７】
図３は図２に示した高電圧スイッチ回路６の具体的回路の一実施例である。この高電圧スイッチ回路６は、スイッチング素子にMOS形電界効果トランジスタMOSFET（Metal OXid Silicon  Field Effect Transistor）を用い、これらのスイッチング素子Q1〜Qnを直列に接続して、この直列接続の先頭の素子Q1（以下、この素子を最下段の素子と呼ぶ）から最終の素子Qn（以下、この素子を最上段の素子と呼ぶ）まで順次導通させて高電圧スイッチとしての機能を有するものである。
【００２８】
各素子Q1〜Qnには、これらの素子を順次導通させるためのコンデンサC（C1〜Cn）、抵抗Rg（Rg1〜Rgn）、ヒステリシス素子、ここではツェナーダイオード21から成る直列接続体を素子のゲートとこの素子の前段の素子のカソードとの間に接続する。最上段の素子Qnには前記コンデンサCn、抵抗Rgn、ヒステリシス素子21から成る直列接続体をアノードとカソード間に並列に接続し、前記アノードを図２に示したダイオード７のカソードに接続する。各素子Q1〜Qnのゲートとカソード間には過電圧防止用ツェナーダイオードZD1〜ZDnが接続されており、各素子Q1〜Qnの非導通時の電圧分担のバランスを図るための各素子と並列に接続する抵抗は省略している。また、＋（プラス）端子は図２のダイオード７のカソードに、−（マイナス）端子は図２の端子２b、２dと高電圧スイッチ６との接続点に接続され、素子Q1のゲートとカソードには駆動制御回路３からの駆動信号が入力され、この駆動信号を発生する駆動制御回路３には制御回路18からのＸ線放射信号が入力されてＸ線曝射停止時に前記素子Q1を導通して順次Q1以降の素子を導通させるための信号を生成する。前記スイッチング素子Q1〜Qnと直列のダイオード７は、透視あるいは撮影中に管電圧が急激に下降しても前記スイッチング素子が誤動作しないようにするためのものであるが、このダイオード７のみでも不十分であるので、さらに前記スイッチング素子Q1〜Qnのゲートと直列にヒステリシス特性を有するツェナーダイオード21を設けて、前記Q1〜Qnのゲート電圧が一定の電圧以上になったときにスイッチング素子Q1〜Qnを導通するようにして、管電圧の急激な下降に対しても誤動作することなく確実に動作させるようにしている。次に、このように構成された図１〜図３の回路の動作について説明する。
【００２９】
制御回路18からＸ線放射停止信号が出力されると、駆動制御回路３は高電圧スイッチを導通させる駆動電圧を発生し、この駆動電圧はMOSFETの直列接続体の最下段の素子Q1のゲートとソース間に印加される。駆動電圧が印加されるとQ1は導通し、コンデンサC1に充電されている電圧は抵抗Rg1、ヒステリシス素子としてのツェナーダイオード21を介して次段の素子Q2のゲートに電圧が充電される。このとき、Q2のゲートにはツェナーダイオード21の作用により該ツェナーダイオード21のツェナー電圧以上になって初めて前記ゲートに電圧が充電される。
【００３０】
Q2のゲート電圧が該Q2を導通させるに十分な電圧に達するとQ2は導通する。このようにして順次Q3から最上段の素子Qnまで導通して、高電圧スイッチのスイッチング動作が完了し、高電圧コンデンサ16の電荷は電流インピーダンス５を介して急放電し、管電圧を急降下させて高電圧の波尾を切断する。管電圧がパルス遮断回路４に印加されている時にはコンデンサC1〜Cnには管電圧の1/nの電圧が充電されている。管電圧が急激に下降した場合、高電圧スイッチの両端電圧は管電圧に比べて下降電圧分高い電位となる。C1〜Cnにはその電圧の1/nに相当する電圧が余分な電圧となる。この電圧差により，上記したようにゲートには充電する方向に電流は流れるが，ツェナーダイオード21のツェナー電圧に到達するまではゲートには電流が流れない。このため管電圧が急激に下降し，ダイオード７が逆回復動作になった場合でもゲート電圧の上昇が防げ，MOSFETを正常に動作させることができる。この動作において、ツェナー電圧に到達するまでの時間は不感帯となるので、正の電圧と負の電圧における動作はヒステリシス特性を有し，このヒステリシス特性は前記ツェナーダイオード21のツェナー電圧により決定される。このヒステリシス特性を決めるツェナーダイオード21のツェナー電圧は管電圧の変動率に応じて任意に決めれば良い。以上のような構成の高電圧スイッチ回路６は、プリント基板に実装するのが一般的であるが、前記高電圧スイッチ回路６は他分野のスイッチ回路と異なり高電圧絶縁の課題がある。したがって、前記他分野のスイッチ回路のように素子と素子の間に所定の距離を設ける絶縁方法では大型化し、実用的でない。
【００３１】
そこで、本発明では、上記高電圧スイッチ回路６のスイッチング素子Q1〜Qnとこれらを駆動するための電気部品（コンデンサC1〜Cn、抵抗Rg1〜Rgn、ツェナーダイオード21、ZD1〜ZDnなど）を分割してプリント基盤に搭載し、これらの分割されたプリント基板間そのものを絶縁物とし、該プリント基版を交互に積層することによって絶縁距離を短縮し小型化を図るようにしたものである。
【００３２】
図４はこの方法を用いた高電圧スイッチ回路６の本発明の第一の実施例で、同図（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【００３３】
図４（ａ）において、プリント基板の素材には絶縁耐量が高く，薄型であるアルミナ製セラミックを用い、一枚のプリント基板には４個のMOSFETを搭載し、これらのMOSFETは半時計周りに順次配置している。
【００３４】
１枚目のプリント基板右下のG1端子には、前記駆動制御回路３から出力される駆動信号の出力端子のプラス（＋）端子を接続し、前記１枚目のプリント基板右上のS1端子には、前記駆動制御回路３から出力される駆動信号の出力端子のマイナス（−）端子を接続し、前記駆動制御回路３からの駆動信号をMOSFET（Q1）のゲートに入力する。
【００３５】
MOSFET（Q1）のドレイン端子はMOSFET（Q2）のソース端子に接続し、このようにして順次４段目のMOSFET（Q4）まで接続する。４段目のMOSFET（Q4）のドレイン端子は１枚目のプリント基板の左下のD4端子に接続し，これは２枚目プリント基板の左下S5端子に接続し，さらにMOSFET（Q5）のソース端子（S5）に接続す。１枚目のプリント基板左上のG5端子は２枚目のプリント基板左上のG5端子に接続し，２枚目のプリント基板のMOSFET（Q5）のゲート端子に接続する。２枚目のプリント基板内においても１枚目と同様に接続し、このような方法により３枚目のプリント基板に接続して順次ｎ枚目まで接続する。ここで，１枚目〜ｎ枚目のプリン基板は同様のプリント基板を180度ずつ回転させ積層している。また，各プリント基板間を接続するための端子（D4とS5，G5とG5）は高電圧が印加される接続線が交差しないように同位置になるよう配置し，プリント基板間の接続は強度の高い銅線を用い，該銅線、すなわちプリント基板間の距離は該プリント基板上の搭載電気部品の高さと絶縁距離を考慮し，最も短い距離になるよう選定する。図４（ｂ）は、このようにして実装された高電圧スイッチ回路で、この回路は、さらに樹脂によるモールド，絶縁紙による補強などの方法をとることにより，さらなる絶縁、強度が増すものとなり、実装における利点が増す。
【００３６】
図５は高電圧スイッチ回路６のプリント基板上のMOSFETの配置と，各プリント基板間の接続方法を示す本発明の第二の実施例である。
【００３７】
プリント基板の素材，MOSFETの搭載数，配置は第一の実施例と同様である。
【００３８】
ここで，プリント基板の形状が正方形の場合，駆動信号のプラス端子（＋）は１枚目のプリント基板前部のG1端子に接続し、マイナス（-）端子は１枚目のプリント基板前部のS1端子に接続して，駆動信号をMOSFET（Q1）のゲートとソース間に入力する。
【００３９】
MOSFET（Q1）のドレイン端子はMOSFET（Q2）のソース端子に接続し、この方法により順次４段目のMOSFET（Q4）まで接続する。４段目のMOSFET（Q4）のドレイン端子は１枚目のプリント基板の左側下部のD4端子に接続し、２枚目プリント基板左側下部のS5端子に接続する。MOSFET（Q4）のソース端子は１枚目のプリント基板の左側中央部のG5端子に接続し、この端子に２枚目のプリント基板の左側中央部のG5端子に接続し，これは２枚目のプリント基板のMOSFET（Q5）ゲート端子に接続して、該MOSFET（Q5）のゲートとソース間には前記MOSFET（Q4）からの駆動信号が入力される。２枚目のプリント基板内のMOSFET（Q5）〜（Q8）においても１枚目と同様に接続し、MOSFET（Q8）のドレイン端子は２枚目のプリント基板後部左側のD8端子に接続し、この端子は図示省略の３枚目プリント基板後部左側のS9端子を介してMOSFET（Q9）のソース端子（S9）に接続する。
【００４０】
そして、２枚目のプリント基板後部中央側のG9端子は図示省略の３枚目のプリント基板後部中央側のG9端子に接続し、この端子に３枚目のプリント基板のMOSFET（Q9）ゲート端子を接続して、３枚目のプリント基板のMOSFET（Q9）ゲートとソース間に前記MOSFET（Q8）からの駆動信号が入力される。このようにして、順次ｎ枚目までMOSFETおよびこれらを駆動する回路の電気部品を接続する。ここで，１枚目〜ｎ枚目のプリン基板はそれぞれ90度ずつ回転させて積層する。
【００４１】
また，各プリント基板間を接続するための端子（一枚目と二枚目のプリント基板の場合はD4とS5，G5とG5）は高電圧が印加される接続線が交差しないように同位置になるよう配置し，プリント基板間の接続は強度の高い銅線を用い，その長さはプリント基板上の搭載電気部品の高さと絶縁距離を考慮し，最も短い距離になるよう選定する。また，第２の実施例ではプリント基板間の接続線が積層したプリント基板の４面に配線されるので，第一の実施例に比較し，より強度の高いものとなる。
【００４２】
図６は高電圧スイッチ回路６のプリント基板上のMOSFETの配置と，各プリント基板間の接続方法を示す本発明の第三の実施例である。
【００４３】
MOSFET（Q1〜Qn）およびこれらを駆動するための電気部品（コンデンサC1〜Cn、抵抗Rg1〜Rgn、ツェナーダイオード21、ZD1〜ZDnなど）はプリント基板８の両面に搭載、配置され，各プリント基板の表面と裏面にそれぞれ各MOSFETおよび電気部品を接続し，前記表面の最上段のMOSFETおよび電気部品から裏面の最下段の各MOSFETおよび電気部品へと接続し、直列接続の高電圧スイッチ回路を構成する。そして，前記分割された複数のプリント基板を180度回転させ積層する。前記プリント基板間を接続する端子は180度回転した場合で双方のプリント基板は同じ位置にあることが必要である。このような方法で積層していく際，各プリント基板間には絶縁紙，樹脂，セラミック等の絶縁物９を挟んで所定の絶縁耐電圧を確保するようにする。
【００４４】
なお，上記各プリント基板は図５に示した本発明の第二の実施例のように90度回転させて積層しても同様の効果が得られる。この場合も，プリント基板間を接続する端子は該プリント基板同士は同じ位置にあることが必要である。
【００４５】
図７は高電圧スイッチ回路６のプリント基板上のMOSFETの配置と，各プリント基板間の接続方法を示す本発明の第四の実施例である。
【００４６】
MOSFET（Q1〜Qn）およびこれらを駆動するための電気部品（コンデンサC1〜Cn、抵抗Rg1〜Rgn、ツェナーダイオード21、ZD1〜ZDnなど）はプリント基板８の両面に搭載、配置し，これらのMOSFETおよび電気部品は表面，裏面と交互に接続する。
【００４７】
プリント基板間の接続、すなわち下段のプリント基板と上段の基板間との接続は、前記上下段のプリント基板間の距離が最も近い位置に配置されているMOSFETおよび電気部品が接続されている端子に接続する。図７の実施例では、高電圧スイッチ回路６の最下段のMOSFET（Q1）および電気部品を最下段のプリント基板８２の表面に配置したので、このプリント基板の裏面に配置されている最上段のMOSFET（Q6）および電気部品は前記プリント基板８１の上段のプリント基板８２の表面に配置されている最下段のMOSFET（Q7）および電気部品に接続する。そして、下段のプリント基板に対して上段のプリント基板を180度回転させて積層し、これらのプリント基板間を接続する端子は180度回転した場合でも前記プリント基板同士が同じ位置になるように配置する。さらに、積層していく際，各プリント基板間には絶縁紙，樹脂，セラミック等の絶縁物９を挟んで所定の耐電圧を確保できるように絶縁する。このような方法によって、MOSFETおよび電気部品を直列接続して高電圧スイッチ回路を構成することで、各MOSFETおよび電気部品間の電位差が小さくなり，小型化に有利な絶縁ができる。
【００４８】
なお、各プリント基板は本発明の第二の実施例のように90度回転し，積層しても同様の効果が得られる。この場合，プリント基板間を接続する端子は該プリント基板間の位置が同じであることが必要である。
【００４９】
図８は本発明による上記各実施例の高電圧スイッチ回路を２組に分割し、図１に示すＸ線管17のアノード・アース間，アース・カソードに並列に接続する第五の実施例である。この実施例においても上記各実施例と同様の効果が得られる。
【００５０】
【発明の効果】
以上、本発明によれば，複数の電力用半導体スイッチング素子およびこれらを駆動する回路の直列接続体で構成する高電圧スイッチ回路において、前記直列接続体を複数に分割しこれらを積層して直列に接続する構成としたので、該高電圧スイッチ回路を従来の積層しない方法に比べて非常に小型にできると共に誤動作しない信頼性の高い高電圧スイッチ回路を提供することができる。そして、この高電圧スイッチ回路をＸ線高電圧装置に用いて管電圧を高速に降下させることにより（管電圧の波尾切断）、Ｘ線画像に寄与しない被検者にとって有害な低エネルギーＸ線による被曝低減と、前記波尾切断回路を用いたパルス透視等の機能を有するＸ線装置の小型化、高信頼性化に貢献できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の高電圧スイッチ回路をインバータ式Ｘ線高電圧装置に適用した例を示す図。
【図２】図１の波尾切断回路の構成図。
【図３】図２の高電圧スイッチ回路の具体的回路図の一例。
【図４】高電圧スイッチ回路のプリント基板の実装を示す本発明の第一の実施例図。
【図５】高電圧スイッチ回路のプリント基板の実装を示す本発明の第二の実施例図。
【図６】高電圧スイッチ回路のプリント基板の実装を示す本発明の第三の実施例図。
【図７】高電圧スイッチ回路のプリント基板の実装を示す本発明の第四の実施例図。
【図８】本発明の各実施例の高電圧スイッチ回路を２組に分割し、これらをＸ線管のアノード・アース間，アース・カソードに並列に接続する第五の実施例図。
【符号の説明】
１  波尾切断回路、２a，２c   アノード側端子、２b，２d  カソード側端子、３  駆動制御回路、４  パルス遮断回路、５  電流制限インピーダンス、６  高電圧スイッチ回路  ７  ダイオード  ８  プリント基板  ９  絶縁物１０  交流電源、１１  整流器、１２  第一のコンデンサ、１３  インバータ回路、１４高電圧変圧器、１５  高電圧整流器、１６  高電圧コンデンサ、１７  Ｘ線管、１８  制御回路、１９  Ｘ線曝射信号、２１  ツェナーダイオード、 Ｑ1〜Ｑn  電力用半導体スイッチング素子、Ｃ１〜Ｃn  コンデンサ、Ｒg1〜Ｒgn  抵抗、ＺD1〜ＺDn  ツェナーダイオード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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