(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力供給ユニットであって、
中間回路電圧を切り替え電圧に変換する切り替え装置と、
前記切り替え電圧によって電力供給され、出力電圧供給用変圧器を有する共振回路と、
漏れ誘導を有し、該漏れ誘導にかかる電圧はＵＬである前記変圧器と、
前記切替え装置を作動するための少なくとも一つの補正変数を決める制御装置と、を有し、
前記制御装置は、前記出力電圧に依存する少なくとも第一の実効値の標本値を演算処理し、二つの標本値から時間の差分値を計算するよう設けられ、
前記差分値は、第一の制御係数を乗じられ、その結果が前記補正変数の計算に用いられ、
前記第一の制御係数の値は、当該電力供給ユニットの動作点の関数として可変であり、
前記補正変数及び前記電圧ＵＬは、当該電力供給ユニットの動作点について指標付け変数として用いられる、電力供給ユニット。
【請求項２】
前記補正変数の計算中に第二の実効値が演算処理され、前記第二の実効値は前記共振回路を流れる電流に依存し、
時間差分値は、前記第二の実効値の標本値から計算され、第二の制御係数を乗じられ、
前記第二の制御係数の値は、当該電力供給ユニットの動作点の関数として可変である、ことを特徴とする請求項１記載の電力供給ユニット。
【請求項３】
前記制御装置は第三の実効値として前記中間回路電圧を演算処理し、
前記演算処理は、望ましくは前記中間回路電圧の差分値が制御係数を乗じられ、他の変数を加えられ、その結果が時間的に合計されるように成され、
前記制御係数は、望ましくは当該電力供給ユニットの動作点の関数として可変である、ことを特徴とする請求項１又は２記載の電力供給ユニット。
【請求項４】
前記制御装置は、制御偏差、複数の実効値との差分値、及び前記補正変数の逆結合され、時間遅延のある差分値が、いずれの場合にも、制御係数を乗じられ、足し合わされ、その結果が時間的に合計され、一つ、又は複数の、又は全ての前記制御係数が当該電力供給ユニットの動作点の関数として可変である構造を有する、ことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の電力供給ユニット。
【請求項５】
前記動作点に依存する一つ又は複数の制御係数は二次元テーブルから取り出され、
各テーブルは、前記補正変数に依存する第一の指標付け変数、及び１又はそれ以上の処理実効値に依存する第二の指標付け変数の値の各対について前記制御係数の夫々の値を有する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の電力供給ユニット。
【請求項６】
前記制御装置はスカラー補正変数を供給し、
前記切り替え電圧を発生するために、前記スカラー補正変数から前記切り替え装置を作動させる設定が計算される、
ことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一項記載の電力供給ユニット。
【請求項７】
低い出力に対する第一の動作状態において、前記切り替え装置は、少なくとも所定の要素によって共振周波数よりも低い、本質的に一定である切り替え周波数で変えられるパルス幅によって作動し、
更に高い出力に対する第二の動作状態において、前記切り替え装置は、前記共振周波数の近くで変化する前記切り替え周波数によって作動する、
ことを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか一項記載の電力供給ユニット。
【請求項８】
前記制御装置は少なくとも第一の制御器ユニット及び第二の制御器ユニットを有し、
前記第一の制御器ユニットは、少なくとも一つの実効値を所望値に調整するために、第一の補正変数を予め決め、
前記第二の制御器ユニットは、前記共振回路の電気的な変数を許容最大値に調整するために、第二の補正変数を予め決め、
いずれの場合にも、前記二つの補正変数の低い方が作動に使用される、
ことを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか一項記載の電力供給ユニット。
【請求項９】
前記制御装置は、中央演算処理装置を有するデジタル制御装置として形成され、
少なくとも第一の実効値の測定値はデジタル化され、少なくとも一つの補正変数はタイミング区間を有する切り替え電圧を供給するために計算され、
前記タイミング区間の一部のみの測定値が演算処理される、
ことを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか一項記載の電力供給ユニット。
【請求項１０】
中間回路電圧の供給用パワーパックと、
前記中間回路電圧によって電力を供給される請求項１乃至９のうちいずれか一項記載の電力供給ユニットと、
前記電力供給ユニットの出力電圧によって電力供給されるＸ線管と、
を有するＸ線装置。
【請求項１１】
中間回路電圧を切り替え電圧に変換する切り替え装置と、前記切り替え電圧によって電力供給され、変圧器を有する共振回路と、出力電圧供給用整流器とを有する電力供給ユニットを制御する方法であって、
前記切り替え装置を作動するための補正変数を形成するために、
時間差分値は、第一の実効値の標本値から計算され、第一の制御係数を乗じられ、
前記第一の制御係数の値は、当該電力供給ユニットの動作点の関数とて変化することができ、
前記変圧器は漏れ誘導を有し、該漏れ誘導にかかる電圧はＵＬであり、
前記補正変数及び前記電圧ＵＬは、当該電力供給ユニットの動作点について指標付け変数として用いられる、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に高電圧供給用の電力供給ユニット、電力供給ユニットを有するＸ線装置、及び電力供給ユニットの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特に高電圧の領域では、電力供給ユニットは、例えばＸ線管の電力供給に使用される。前記電力供給ユニットにおいて、変換回路を用いて、中間回路直流電圧は、切り替え電圧、例えばパルス幅変調（PWM）又はパルス周波数変調（PFM）をされた電圧に変換される。
変圧器を有する共振回路は、前記切り替え電圧を供給される。変圧器の二次側において、出力電圧が、乗算器回路を介して整流及び／又は通過後に、電圧を増加するために割り当てるように取り出される。結果として得られる出力電圧は、例えばＸ線管に供給するために使用される。
【０００３】
高電圧発生器において、発展の目的は、サイズが小さく、小型である発電機を構成することである。この目的のために切り替え装置を更に小さく、小型にすることを可能にするために、切り替え損失の減少が必要とされる。
【０００４】
WO01/37416は、電力供給ユニットの作動方法を提案している。その中で、各種の動作状態は、低い、中間の、並びに高い出力電圧に関して提供される。前記各種の動作状態は、切り替え装置の作動の形式に関して、従って供給される切り替え電圧に関して異なる。低い出力に対する第一の動作状態では、切り替え装置は、非共振様式（即ち、回路の共振周波数の半分以下）において、標本化状態を変化すること（パルス幅変調、PWM）によって本質的に一定な周波数で作動する。
【０００５】
中間の出力に対する第二の動作状態では、出力は切り替え周波数を変えることによって制御されるが、切り替え周波数はこの時まだ共振周波数の半分以下のままである。
【０００６】
最後に、高い出力に対する第三の動作状態では、切り替え周波数は共振周波数の半分以上である。完全に共振動作は最大出力で起こる。この場合、出力は切り替え周波数を変えること（PFM）によって調整される。
【０００７】
作動のこの形式は、混合モード変調と呼ばれる。切り替え損失は全体として、これによって相当に減じられ得ることが見出されている。
【０００８】
特にＸ線の用途では、出力電圧の制御に関して高い要求がある。例えば、可能な限り短い立ち上がり時間、及び可能な限り小さい電圧急増の終わりでのオーバーシュートは、安定状態に素早く到達するために努められるべきであり、望ましくないほど高い放射線量を患者に浴びせることを回避しなければならない。
【０００９】
EP1081839は、特にＸ線装置に使用される、制御回路を有する直列共振変換器を説明している。前記制御回路は、状態空間で制御を有するデジタル制御回路として設計される。前記出力電圧に加えて、共振容量にかかる電圧が制御変数として用いられる。過負荷による素子の破壊を認めないために、この制御変数は極限関数に従う。
【００１０】
EP1081839に記述される制御方法は、従来の切り替え装置で良好な結果を与える一方で、極めて非線形の制御経路の場合には問題が生じる。混合モード変調で動かされる電力供給回路は、このような非線形の制御経路の一つの例である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
制御装置を有する電力供給ユニット及び電力供給ユニットの制御方法を特定することが、本発明の目的である。良好な制御が、極めて非線形の挙動の場合ですら達成される。更には、この方法で制御される電力供給ユニットを有するＸ線装置を特定することが、本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的は、請求項１記載の電力供給ユニット、請求項１０記載のＸ線装置、及び請求項１１記載の方法によって達成される。従属する請求項は本発明の有利な実施例に関する。
【００１３】
前記電力供給ユニットは、切り替え装置、例えばハーフブリッジ又はフルブリッジを有する。結果として、共振容量及び変圧器を望ましくは有する共振回路は、電力を供給される。前記切り替え装置は制御可能である。作動は制御装置によって予め決められる。
【００１４】
本発明による制御装置は、望ましくはデジタル制御装置として設計される。少なくとも一つの補正変数が計算される。望ましくは、スカラー補正変数が計算され、切り替え電圧に関する作動、即ち、発生すべき切り替え電圧の切り替え周波数、及び切り替えパルス幅又はパルス起因の要素が、前記スカラー補正変数から明らかに決められる。
【００１５】
本発明による制御装置は、第一の実効値として、出力電圧に依存する値を演算処理する。更に、第二の実効値が演算処理される。前記第二の実効値は、前記共振回路の素子を流れる電流に依存する。望ましくは、これは共振容量にかかる電圧である。前記実効値は、前記補正変数の計算用の夫々選ばれた制御構造に従って連結される。制御係数は使用され、これに演算処理された変数が乗じられる。
【００１６】
本発明による解決法の特有の特性は、使用される一つ又はそれ以上、望ましくは全ての制御係数が一定の様態ではなくて、むしろ動作点の関数として変化し得ることである。デジタル制御装置の中で、それら制御係数は、前記電力供給ユニットの異なる動作状態において異なる値を取るように、例えば参照テーブルとして形成され得る。
【００１７】
夫々の動作点は、前記電力供給ユニットの電気的な変数によって、又は制御の変数によって、又は複数の変数の組み合わせによって与えられ得る。望ましくは、それら変数は、供給される電力の指標であるように用いられる。
【００１８】
前記制御係数のばらつき、例えば、混合モード変調の場合での異なる動作状態間での変化の際に、極端に大きくばらつくようなばらつきが、前記補正変数の不連続な変化をもたらさないために、本発明によって、区別をつけて動作する制御器が提案される。即ち、前記制御器は、実効値の測定値自体を演算処理するのではなく、むしろこのような測定値の時間変化を演算処理する。従って、提案されるデジタル制御装置の場合、様々な標本化間隔、望ましくは相互に直接的に後に続く標本化間隔での標本値間の差が計算され、補正変数の計算で使用される。微分の原理は、制御変数のばらつきが大きいにも関わらず連続的な開始変数が存在することである。
【００１９】
このような制御器を用いると、Ｘ線管に関してすら、混合モード変調の使用にも関わらず、制御される高電圧電力供給に存在する高い要求は満たされ得ることが示されている。
【００２０】
制御において、中間回路電圧は、一定であるようにみなされ得る。その後、しかし、これは、制御装置が付加的な入力変数として前記中間回路電圧を演算処理することが本発明の発展によって提案される更に一層優れた制御特性を達成するために、例えば負荷の関数として変動しても良い。制御装置の中で、その場合、前記中間回路電圧の如何なる偏差も補正され得る。
【００２１】
-すでに記述されたように、望ましくは、幾つか又は全ての制御係数は動作点に依存する。それら係数は対応するテーブルに保存される。係数は、夫々の動作点に対して実行されている完成した制御器設計によって計算され得る。動作点依存の制御係数に関する夫々のテーブルは、一次元又は多次元であり得る。即ち、夫々の制御係数は一つ又はそれ以上の変数に依存する。二次元参照テーブルは好ましく選ばれ、夫々の制御係数は二つの指標付け変数の値の対の関数として決められる。第一の指標付け変数は制御器によって計算される補正変数に依存し、第二の指標付け変数は一つ又はそれ以上の演算処理された実効値に依存することが好ましい。好ましい実施例において、時間遅延のある補正変数は第一の指標付け変数として用いられ、二つの演算処理された実効値間の差、即ち出力電圧及び共振容量にかかる電圧は、第二の指標付け変数として用いられる。
制御装置の望ましい基本構造は、微分ＰＩ制御器の構造である。望ましい実施例において、演算処理された実効値の制御偏差及び差分値、並びに補正変数の逆結合され、時間遅延のある差分値は、いずれも、制御係数を乗じられ、合計される。その結果は、補正変数を計算するために、時間的に合計される。望ましくは、全ての制御係数は動作点の関数として変化し得る。
【００２２】
本発明の発展によれば、特有の制御が過負荷に因る部品の破壊を防ぐことによって提供される。直列な共振変換器において、これは特に共振電流、即ち直列な共振素子を流れる電流に関係する。この電流又は共振容量にかかる電圧を制限することによって、過負荷は回避され得る。このような制限の目的のために、制御装置は、出力電圧を制御する第一の制御器ユニットに加えて、共振容量にかかる電圧を最大値に調整するために第二の補正変数を予め決める第二の制御器ユニットを有する。第一の制御器ユニットによって予め決められた補正変数が第二の制御器ユニットによって予め決められた補正変数を超える場合、補正変数は後者の値に制限される。
【００２３】
この方法において、動的制限は、通常動作の間に実際の制御で干渉されないことを達成される。制限は、第一の制御器ユニットが臨界動作状態を導き得る補正変数を予め決める場合のみ生じる。この制限のために、全体として、更に早い応答時間が、第一の制御器ユニットが電力供給ユニットの部品をそれらの電力制限の近くで動作させるように設計され得るので、達成され得る。
【００２４】
本発明の発展によれば、制御装置はデジタル様式で、例えば対応するプログラムを実行するDSPによって設計される。高い共振周波数でタイミング間隔が必要な計算を全て実行するには短過ぎる場合、幾つかのタイミング間隔の測定値、例えば、二分の一、三分の一等のタイミング間隔毎の間の測定値のみが演算処理される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明を図面中に示される実施例の例を参照して更に詳細に説明する。しかし、本発明はこれに限定されない。
【００２６】
図１は、Ｘ線管12に対する電力供給ユニット10を示す。交流電圧源14（例えば、電力供給網への結合）は、整流器ユニット16による整流後、切り替えユニット18に中間回路電圧UZを供給する。前記切り替えユニット18は中間回路直流電圧UZを切り替え電圧に変換する。前記切り替え電圧は、直列容量C及び変圧器Tを有する共振回路20に供給される。変圧器Tの二次側で、出力電圧は乗算器22を介して発生する。乗算器自体は既知である。Ｘ線管12は前記出力電圧を供給される。
【００２７】
図２は、前記切替え装置18の回路図を示す。示される例で、これはフルブリッジ回路である。入力直流電圧UZは、制御スイッチS1、S2、S3、S4を用いて切り替え出力電圧UWRに変換される。逆行性のダイオードD1、D2、D3、D4は夫々、スイッチS1、S2、S3、S4に割り当てられる。ハーフブリッジ間を流れる電流は、Iと表わされる。
【００２８】
図１で示されるように、切り替えユニット18によって電力供給される共振回路は、直列容量C及び変圧器Tを有する。多少の単純化（ブリッジ整流器24及び一定の巻き線率を有する理想的な変圧器による前記乗算器22の置き換え、前記変圧器Tの無限大の主インダクタンス、整流中の損失の無視、並びに前記変圧器Tの寄生容量の無視）及び前記変圧器Tの一次側の全ての電気的な変数の変換によって、図３に示される等価回路図が得られる。共振容量Cにかかる電圧はuCと表わされる。前記変圧器Tの漏れインダクタンスはLと表わされ、これにかかる電圧はuLと表わされる。前記変圧器Tのオーム損失は抵抗器Rによって表わされる。理想的な整流器24には交流電圧uGRが存在する。前記交流電圧uGRから発生する電圧uoutは、管12を表わす負荷容量Cg及び負荷抵抗RLに供給される。
【００２９】
電力供給ユニット10は、WO01/37416で記述されるように混合モード変調で動かされる。前記文献の内容は、この作動方法に関して完全に本願明細書に援用される。混合モード変調において、前記作動方法は使用され、異なる作動を有する三つの異なる動作状態が分類される。これら三つの動作状態は、図４a、４b及び４cを参照して、以下で記述される。
【００３０】
第一の動作状態で、前記切り替え装置18は、供給される切り替え電圧UWRがパルス幅変調された電圧であるように、作動する。低い、一定の切り替え周波数が用いられる。図４aは、この第一の動作状態に関して、電流Iの変化及び切り替え変数Sに基づくスイッチS1、S2、S3、S4の作動（S=1の時、S1及びS4はオン、S2及びS3はオフである。S=0の時、全てのスイッチはオフである。S=-1の時、S2及びS3はオン、S1及びS4はオフである。）を示す。制御は、標本化の程度を変えることによってもたらされる。第一の動作状態は、低い出力に対して用いられる。
【００３１】
第二の動作状態で、標本化の程度は、常に最大、即ち共振期間の半分である。切り替え周波数は、第一の動作状態で用いられた低い周波数と前記回路20の共振周波数の半周期の間で変化し得る。図４bは、この動作の場合での電流の変化を示す。前記出力は、パルス周波数変調（PFM）によって調整される。第二の動作状態は中間出力に対して用いられる。
【００３２】
第三の動作状態で、前記回路20は共振様式で動かされる。前記切り替え周波数は、前記回路20の共振周波数の半分以上で変化し得る。パルス幅は、共振電流の零交差から得られる。動作パルスは零交差で終了する。図４cは電気的な変数の対応する時間変化を示す。過剰共振を用いると、出力はパルス周波数変調によって調整される。第三の動作状態は高い出力での動作に対して用いられる。
【００３３】
図５は、変数uC(t)、uWR及びi(t)の時間変化を示す。幾つかの変数は、この図に基づいて決められる。タイミング区間は電流の零交差（“零検出”の結果）で始まる。時間TW後、作動相は始まり、完全なブリッジ18の正（S1、S4）又は負（S2、S3）の対角線が作動する。前記作動相は区間TPの間続き、電流の零交差によって終了される。この動作の後、全てのスイッチはオフにされる。次の零交差で、新しいタイミング区間が反対の作動相で始まる。値TW及びTPは、制御装置によって予め決められる。更に容易な操作のために、値TW及びTPは、前記共振回路20の共振周波数（既知である）の半分に標準化される。その場合、三つの動作状態は、TW及びTPによって以下のように特性を示される。
【００３４】
低い電力：    TW＝TW,max    この時、0＜TP＜1
中間の電力：  1＜TW＜TW,max  この時、TP＝1
高い電力：    0＜TW＜1      この時、TP＝1
結果として、値TP及びTWが夫々の場合において決められることによって、スカラー値TPWを決めることが可能である。図6は、TP、TW及びTPW間の非線形な関係を示す。
【００３５】
記号による表示において、図７は電力供給ユニット10が制御される方法を示す。共振容量にかかる電圧UC及び出力電圧Uoutは測定され、標本化され、制御器30に供給される。前記制御器30は補正変数として値TPWを予め決め、この補正変数はドライバー32において最初に値TW及びTPに変換され、それからスイッチS1、S2、S3、S4に対応する作動に変換される。更に、前記制御器30は、中間回路電圧での如何なる変動も補償するために、中間回路電圧UZの標本化された測定値を演算処理する。
【００３６】
図７中の有効なブロック制御器30及び作動32は、全部又は一部でソフトウェア解決法として実施される。DSP実施は好ましく選ばれる。計算を実行する際、高い電力状態では、共振周波数よりも少ない短期間しか利用できない。制御されたシステムの共振周波数が高く、結果として共振期間が短く、これらの時間的な枠組み状態が必要な計算を実行するには短過ぎる場合、実施は測定が第二の“零検出”の結果毎で単に実行されるように選ばれ得る。利用可能時間で、測定値はデジタル化され、補正変数TPWを決める計算が実行される。
【００３７】
DSPによって実施される制御構造は、デジタル状態空間制御である。図12は、制御図において、制御器30の全体構造示す。しかし、更なる詳細が図12で示される実施に関して与えられる前に、まずはその複数の部分について個々に記述する。
【００３８】
最初に、図８は使用される制御器のPI基本構造を示す。実効値Uout及びUL=UC−Uoutが処理される。開始電圧Uoutは所望値Usollに制御されるべきである。この処理された実効値Uout、ULは、制御係数kout、kLを乗じられる。制御偏差Usoll−Uoutは制御係数kIを乗じられ、時間的に合計される。これは、離散積分に対応する。補正変数TPW,regの値は、タイムユニットによって遅らされ、制御係数kEを乗じられる。制御係数kout、kL、kI、kEを夫々乗じられた変数は、補正変数TPW,regを形成するために、図８で示されるような符号で合計され、極限関数に従う。
【００３９】
しかし、図８中の制御係数kout、kL、kI、kEは、一般的に一定ではない。それどころか、それら係数は、電力供給ユニット10の夫々の動作点に依存する。変数ULは、以下で記述されるように、中間回路電圧UZの変動に対する補償によって適切に決められ、前の計算区間の制御変数TPW,reg,oldは動作点の指標付け変数として用いられる。
【００４０】
図８で示される制御構造のTPW,regを計算する際に、現在の動作点に対応する制御係数kout、kL、kI、kEの設定は、夫々の場合において現在の計算で使用される。これら係数の夫々の値は二次元参照テーブルに保存される。ここで、kout、kL、kI及びkEの夫々の値は、指標付け変数UL及びTPW,oldの値の多数の対に対して保存される。所定の、現在の動作点、即ちUL及びTPW,oldの実効値に対して、最初に、これら指標付け変数の次の対はこの参照テーブルから決められ、次に、夫々の制御係数に対して関連付けされ、保存された値が使用される。次の対を選ぶ手段として、そうするための十分な時間がある場合、適切な方法で制御係数の夫々の値を補間することも可能である。
【００４１】
指標付け値UL、TPW,oldの対に対する係数kout、kL、kI、kEに対応する設定で前記参照テーブルを満たすために、制御器の完全な設計が夫々の動作点に必要とされる。
【００４２】
以下のモデルは制御変数を決めるために用いられ得る。Uout及びUCは、共振電流の現在の零交差で夫々の測定値から導かれる状態を標本化される。これら変数の動的応答は、
【００４３】
【数１】
0004435147.tif 000002
と表わされる状態モデルによって記述される。
【００４４】
ここで、状態変数ULは静的変数であり、以下の式
UL,k＝UC,k−Uout,k
が成り立つ。
【００４５】
Aとbは、前記電力供給ユニット10の変数に依存するシステム行列を表わす。非線形関数Eは状態変数UL及び制御変数TPWに依存し、変換変数及び制御方法によって明らかに決められる。
【００４６】
制御器を設計するために、前記非線形関数は動作点(UL0,TPW0)で線形化される。結果として得られる線形モデルは二つの付加的な状態によって説明される。状態Σは、前記制御偏差に渡る和を表わし、積分部分を形に表わすために使用される。それに反して、状態TPWsysは、新しい操作可能な値TPWの計算とオンへの切り替えとの間のデジタル遅延を形に表わすために役立つ。これは、
【００４７】
【数２】
0004435147.tif 000003
と表わされる拡大されたシステムモデルに導く。
【００４８】
【数３】
0004435147.tif 000004
と表わされる状態制御器の変数は、極配置方法、即ち固有値の設定又は極の設定による設計（例えば、O・フェリンガー著“線形標本化システム（原題Lineare  Abtastsysteme）”R・オルデンバーグ出版社、1982年発行、7.6節を参照）によって決められ得る。前のステップで、最初にシステムの所望の動特性、例えば立ち上がり時間、最大オーバーシュート等が予め決められると仮定すると、これらの設定からシステム行列の対応する固定値は決められる。システムのオーバーシュートが完全に回避できる場合、これはよくあることだが、これは単に如何なる虚部も有さない全く実数の固有値を必要とする。
【００４９】
上述される設計は、値UL0,1からUL0,n及びTPW0,1からTPW0,mの全ての可能な組み合わせに対して実行される。得られる制御変数は、動作点の関数としてDSPによって評価される各種のテーブルに書き込まれる。
【００５０】
しかし、図８で示されるような基本的なPI制御構造は、前記制御器30で直接的に用いられない。むしろ、図９で示されるように、この構造は微分素子によって拡張される。この場合、それ自体は、実効値Uout及びUL及び使用されるフィードバック補正変数TPW,regの値ではなくて、むしろ前の標本値に対する現在の標本値の差分値である。図９において、対応する差分ユニットΔが基本構造（図８）に更に加えられる。総和点の後ろの時間的な総和Σを動かすことによって、前記補正変数TPW,regはこれから再び計算される。図９で示される微分構造が図８で示される基本構造よりも優る点は、制御変数の動作点による変化が微分領域で最初に効果を有することである。後の時間的な総和（離散積分）によって、前記補正変数TPW,regでの連続した変化は、変数kout、kL、kI、kEへの変化の場合には確実にされる。
【００５１】
図１０は二つの制御器ユニット34、36を示す。図１０の左側に示される制御器ユニット34は、図９の表示に対応し、出力Uoutを所望値Usollに調整するために用いられる。
【００５２】
図１０で右側に示される制御器ユニット36は、制御器ユニット34と同じ構造を有する。しかし、示される例において、制御変数kL,I、kout,I、kI,I及びkE,Iは、この場合、動作点に依存する（択一的な実施例においても、これらの変数は動作点に依存し得る）。制御偏差は、共振容量にかかる電圧の実効値uC、及びこの電圧に対して固定して設定された許容最大値UC,maxから形成される。値UC,maxは、前記回路20の過負荷の結果として生じる損害が存在しないような、この容量にかかる電圧の値に対応する。前記制御器ユニット36は、電圧UCが許容最大値UC,maxに調整されるように生じる作動によって、補正変数ΔTPW（まだ微分領域ににある）を供給する。
【００５３】
二つの制御器ユニット34、36は極限関数を介して連結される。左側の制御器ユニット34によって供給される前記補正変数ΔTPWは、右側の制御器ユニット36によって予め決められた値を超えない限りは、作動のために用いられる（以下の時間的な総和）。前記制御器ユニット36は、通常動作の間は使用されない。高過ぎる値ΔTPWが決められる時、前記制御器ユニット36は、許容されるUCがまだ到達される夫々動的に決められた最大値にΔTPWを制限する。
【００５４】
図１１は、図９の制御行動の更なる拡張を示す。この場合、中間回路電圧UZの測定値は、更なる制御係数kZを用いて演算処理される。以下の式
【００５５】
【数４】
0004435147.tif 000005
で表わされる有効なブロックにおいて、夫々の場合で乗算が、UZが公称値Unennに対応する場合に1と等しくなる標準的な要素によって行われる。
【００５６】
制御係数kout、kL、kI、kE、kZは動作点に依存する。図１１において、矢印は、参照テーブルが指標付け変数TPW,reg,old及びUL（以下の式
【００５７】
【数５】
0004435147.tif 000006
に標準化される）によって方向を合わせられる様子を示す。
【００５８】
図８から１１に関して上記で説明された複数の要素は、図１２に示される完成した制御器30に加えられる。図１２の左側に示されるのは、出力電圧（図１１参照）用の制御器40である。右側には、対応する変数TPWを、許容電圧値UC（図１０及び対応する説明を参照）を導く値に制限する制御器50がある。
【００５９】
最後に、ユニット32によって、図６で示される関係を用いると、変数TW及びTPは値TPWから導き出される。
【００６０】
シミュレーション及びその後の実際の照合によって、示される制御構造を用いると、高い精度の制御が混合モード変調の場合に達成されうる事を示すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】Ｘ線管用高電圧電源の概略の回路図を示す。
【図２】切り替え装置の回路図を示す。
【図３】共振変換器の等価回路図を示す。
【図４ａ】第一、第二及び第三の動作状態での切り替え電圧並びに共振電流の時間変化の概略図を示す。
【図４ｂ】第一、第二及び第三の動作状態での切り替え電圧並びに共振電流の時間変化の概略図を示す。
【図４ｃ】第一、第二及び第三の動作状態での切り替え電圧並びに共振電流の時間変化の概略図を示す。
【図５】図３の電流及び電圧の時間変化を示す。
【図６】変数TW、TP及びTPWの相互依存に関する図を示す。
【図７】制御を有する電力供給ユニットの概略図を示す。
【図８】PI制御器の制御図を示す。
【図９】微分PI制御器の制御図を示す。
【図１０】二つの制御器ユニットを有する制御装置の制御図を示す。
【図１１】動作点に依存する制御係数及び中間回路電圧に対する補正を有する微分PI制御器を有する制御図を示す。
【図１２】完成した制御装置の一つの実施例の制御図を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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