(57)【要約】制御される電源は、磁気共鳴映像装置の磁場傾斜コイルを駆動する。傾斜増幅器は、電気的に直列に接続された複数のスイッチング電源レギュレータを有する。バイポーラ回路は、直列接続された該スイッチング電源レギュレータから電力を受け、選ばれた極性で該傾斜コイルに該電力を供給する。制御回路は、位相をずらされ、パルス幅変調された制御信号を該スイッチング電源レギュレータに供給する。
2006516439.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気共鳴映像装置の磁場傾斜コイルを駆動し、
該傾斜コイルに電力を供給するように、電気的に直列に接続された複数のスイッチング電源レギュレータと、
該スイッチング電源レギュレータに位相をずらされ、パルス幅変調された制御信号を供給する制御回路と、
を有する制御された電源。
【請求項２】
該制御回路は、
夫々が、位相をずらされた交流搬送信号を決めるように、交流搬送信号に対して異なる選ばれた位相シフトを導入する、位相シフト回路と、
夫々が、該位相をずらされた交流搬送信号の一つを受け、該受けられた位相をずらされた交流搬送信号によって選ばれた周波数及び位相でパルス列を生ずる、パルス幅変調回路と、を有することを特徴とする請求項１記載の電源。
【請求項３】
該制御回路は、設定値及び前記磁場傾斜コイルからのフィードバック信号に基づいて、該パルス列のパルスのパルス幅を制御する該パルス幅変調回路とやり取りを行うフィードバック制御器を更に有することを特徴とする、請求項２記載の電源。
【請求項４】
該制御回路は、前記パルス幅変調された制御信号のパルス幅を計算する制御器を更に有し、該計算されたパルス幅は、前記傾斜コイルに供給された電力を制御することを特徴とする請求項１記載の電源。
【請求項５】
前記複数のスイッチング電源レギュレータは、N個のスイッチング電源レギュレータを有し、前記制御回路は、360度／Nの位相差を有するN個の位相をずらされ、パルス幅変調された制御信号を出力することを特徴とする、請求項１記載の電源。
【請求項６】
四つのスイッチング電源レギュレータが存在し、前記制御回路は、90度の位相差を有する四つの位相をずらされ、パルス幅変調された制御信号を出力することを特徴とする、請求項１記載の電源。
【請求項７】
該位相をずらされ、パルス幅変調された制御信号は、夫々、同じデューティーサイクルを有することを特徴とする、請求項１記載の電源。
【請求項８】
夫々のスイッチング電源レギュレータは、ハーフブリッジ増幅器を有することを特徴とする、請求項１記載の電源。
【請求項９】
該スイッチング電源レギュレータは、夫々、高速電界効果トランジスタを有することを特徴とする、請求項１記載の電源。
【請求項１０】
スイッチング電源レギュレータの総数はN個であり、該スイッチング電源レギュレータは、夫々、Vrated／N以上Vrated以下の定格電圧を有する高速電界効果トランジスタを有し、Vratedは前記傾斜コイルに供給される最大電圧振幅である、ことを特徴とする請求項１記載の電源。
【請求項１１】
前記直列接続されたスイッチング電源レギュレータから電力を受け、選ばれた極性で該電力を前記傾斜コイルに供給するバイポーラ回路を更に有することを特徴とする請求項１記載の電源。
【請求項１２】
前記制御回路は、
位相をずらされた搬送信号を出力するタイミング回路と、
パルス幅パラメータを出力するパルス幅回路と、
該位相をずらされた搬送信号に基づく位相及び該パルス幅パラメータに対応するパルス幅、を有する前記パルス幅変調された制御信号を出力するパルス幅変調装置と、
を有することを特徴とする請求項１１記載の電源。
【請求項１３】
該パルス幅変調装置は、夫々が、該位相をずらされた搬送信号の一つを受け、該パルス幅変調された制御信号の一つを出力する、複数のパルス幅変調装置を有することを特徴とする請求項１２記載の電源。
【請求項１４】
前記パルス幅回路は、前記傾斜コイルの測定された動作パラメータに基づいて前記パルス幅パラメータを計算する、ことを特徴とする請求項１２記載の電源。
【請求項１５】
前記バイポーラ回路は、フルブリッジ回路を有することを特徴とする、請求項１１記載の電源。
【請求項１６】
該バイポーラ回路は、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタを有することを特徴とする、請求項１１記載の電源。
【請求項１７】
該バイポーラ回路は、前記パルス幅変調された制御信号の周波数を十分に下回る定格周波数を有するトランジスタを含むことを特徴とする、請求項１１記載の電源。
【請求項１８】
制御された電力を磁気共鳴映像装置の磁場傾斜コイルに印加する方法であって、
位相をずらされ、パルス幅変調された制御信号を発生し、
夫々が、該位相をずらされ、パルス幅変調された制御信号の一つによってスイッチングされる複数の切り替え出力を生じ、
該切り替え出力を直列に結合し、
該直列結合された該切り替え出力を該傾斜コイルに印加することを特徴とする方法。
【請求項１９】
該位相をずらされ、パルス幅変調された制御信号の発生は、
選ばれた位相シフトによって搬送信号の位相シフトをおこない、
該搬送信号に基づいて、選ばれたパルス幅を有する電気パルスをトリガーし、
該位相シフトを繰り返し、複数の位相シフトの夫々に対してトリガーすることを特徴とする、請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
該複数の位相シフトの夫々は、基本位相シフトの整数倍であることを特徴とする、請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
基本位相シフトは360度／Nであり、Nは、位相をずらされ、パルス幅変調された制御信号の総数であることを特徴とする、請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
所望の磁場傾斜に基づいて、該位相をずらされ、パルス幅変調された制御信号に対してデューティーサイクルを選ぶことを更に特徴とする、請求項１８記載の方法。
【請求項２３】
前記傾斜コイルへの前記直列結合された切り替え出力の印加は、
該直列結合された切り替え出力を選ばれた極性で該傾斜コイルに印加することを特徴とする、請求項１８記載の方法。
【請求項２４】
制御された電力を磁気共鳴映像装置の磁場傾斜コイルに印加する装置であって、
位相をずらされ、パルス幅変調された制御信号を発生する手段と、
夫々が、該位相をずらされ、パルス幅変調された制御信号の一つによってスイッチングされる複数の切り替え出力を生ずる手段と、
該切り替え出力を直列に結合する手段と、
該直列結合された切り替え出力を該傾斜コイルに印加する手段と、を有する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、診断上の画像化技術に関する。特に、磁気共鳴映像スキャナの磁場傾斜コイルを駆動する、制御された電源に関連しており、それに対して特定の引例で記述する。しかし、更に一般的には、以下は、様々な用途に対する精密に制御された電源に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴映像システムにおいて、一般的に、空間符号化がメイン磁石の内径で磁場傾斜を生ずることによって実行される。これらの傾斜は、一組の磁場傾斜コイルによって形成される。一般的に、傾斜コイルは、x、ｙ、及びｚ方向の夫々で、独立な磁場傾斜を形成するように設けられる。
【０００３】
エコープラナーイメージングのような磁気共鳴映像技術は、大きな磁力、高い周波数の磁場傾斜波形を用いる。更に、傾斜スリューレート、波形整形、振幅、及び磁場傾斜の他のパラメータは、様々な形式の画像化シーケンスに関して幅広く変化する。従って、磁場傾斜コイルの電力供給は、高い電圧（例えば、100V又はそれ以上のピーク電圧）、高い電流（例えば、数百アンペア）並びに高い周波数（例えば、一秒毎に数百サイクル）及びスリューレートで、任意の電力波形であるべきである。更に、電力供給は、バイポーラ電圧（四象限動作）で、電流を供給したり、あるいは減衰させたりすることが可能でなければならない。
【０００４】
パルス幅変調されたスイッチング増幅器は、一般に磁場傾斜電力供給で使用される。約40kHzで振動する搬送信号によってトリガーされるパルス幅変調された制御信号は、パルス幅変調された電力傾斜コイルに供給するように、搬送信号周波数でスイッチング電力供給を切り替える。搬送周波数での電力振動は、傾斜コイル固有のローパスフィルタによって除去される。ハーフブリッジ及びフルブリッジ両方のパルス幅変調された増幅器が用いられている。
【０００５】
これら増幅器は、電圧、電流、及び速度（周波数）の厳しい仕様を満たす部品トランジスタを有する。例えば、トランジスタは、傾斜コイルに印加される最大電圧以上の最大定格電圧、及び搬送周波数以上の最大定格周波数の両方を有していなければならない。
【０００６】
このようなスイッチング増幅器の他の欠点は、それらが、電力が増幅器によってというよりむしろ、パルスのデューティーサイクルによって制御されるので、供給される電力量に無関係に、全電圧（正又は負）と零電圧との間で切り替わることである。全電圧から零電圧の間で切り替わる高い周波数は、磁気共鳴映像システムの他の部品の性能を下げうる、高調波歪み、大きなリップル電流、傾斜コイル内での相当な加熱、及び周波数干渉を有する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前述の制限及びその他を解決するような改善された装置及び方法を検討する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一つの特徴によれば、制御された電源が磁気共鳴映像装置の磁場傾斜コイルを駆動するために開示されている。複数のスイッチング電源レギュレータは、傾斜コイルに電力供給するために、電気的に直列に接続されている。制御回路は、位相をずらされ、パルス幅変調された制御信号をスイッチング電源レギュレータに供給する。
【０００９】
他の特徴によれば、方法は、制御された電力を磁気共鳴映像装置の磁場傾斜コイルに印加するために提供される。位相をずらされ、パルス幅変調された制御信号が発生する。複数の切り替え出力が生ずる。夫々の出力は、位相をずらされ、パルス幅変調された制御信号の一つによって切り替えられる。切り替え出力は直列に結合されている。直列結合された切り替え出力は、傾斜コイルに印加される。
【００１０】
更に他の特徴によれば、装置は、制御された電力を磁気共鳴映像装置の磁場傾斜コイルに印加するために開示されている。手段は、位相をずらされ、パルス幅変調された制御信号を発生するために設けられる。手段は、夫々が位相をずらされ。パルス幅変調された制御信号の一つによって切り替えられる複数の切り替え出力を発生するために設けられる。手段は、切り替え出力を直列に結合するために設けられる。手段は、直列結合された切り替え出力を傾斜コイルに印加するために設けられる。
【００１１】
一つの長所は、電力増幅器の高速トランジスタでの電圧負荷が低減されることである。
【００１２】
他の長所は、切り替え周波数での対応する増加を伴わずに、更に高い周波数出力を得ることである。
【００１３】
更に他の長所は、高調波歪み及びリップル電流を低減することである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
多数の他の長所及び利点は、好ましい実施例の以下の詳細な記述により、当業者に対して明白となる。
【００１５】
本発明は、様々な部品及び部品配置、並びに様々な動作過程及び動作過程の配置で形を成す。図面は好ましい実施例を図解する目的にのみ用いられ、本発明はこの限りではない。
【００１６】
図１を参照すると、磁気共鳴映像装置は、望ましくは超電導で、極低温状態にある円筒型のメイン磁石12を有する。メイン磁石12は磁石内径14を決め、その中に患者又は他の画像化対象が画像化のために置かれる。メイン磁石12は、内径14の縦軸方向に、空間的及び時間的に一定で、均一なメイン磁場を生ずる。超電導磁石の代わりに、超電導体でない磁石が使用されても良い。更に、垂直磁石、開磁石、又は他の種類のメイン磁石が、図示されている水平円筒型メイン磁石の代わりに用いられても良い。
【００１７】
磁場傾斜コイル16は、磁場を空間的に符号化したり、逆磁場傾斜を生じたり、またはそのような他の目的のために、内径14で磁場傾斜を生ずる。望ましくは、磁場傾斜16は、メイン磁場に平行な縦軸方向を有する三つの直交方向での磁場傾斜を生ずるように構成されたコイルを有する。
【００１８】
全体の高周波コイル組み立て部18は、既存の磁気共鳴に対して高周波パルスを発生する。高周波コイル組み立て部18はまた、磁気共鳴信号を検出する役目も果たす。任意的に、付加的な局部的高周波コイル又は段階的高周波コイルの配列（図示せず）は、内径14内の局部で磁気共鳴の励磁及び／又は検出のために含まれる。
【００１９】
傾斜パルス増幅器20は、選ばれた磁場傾斜を生ずるように、磁場傾斜コイル16に制御電流を供給する。望ましくは、磁場傾斜制御器22は傾斜パルス増幅器20を制御する。三つの直交方向の傾斜コイルの夫々（即ち、横軸x及びy方向の傾斜を協調的に生ずるコイルの組、及び縦軸z方向の傾斜を生ずる傾斜コイル）は、独立な磁場傾斜がx、y、z方向で発生し得るように、対応する傾斜パルス増幅器20及び磁場傾斜制御器22を有する。
【００２０】
望ましくはデジタルである高周波送信器24は、選ばれた磁気共鳴を励磁するように、高周波パルス又はパルス・パケットを高周波コイル組み立て部18に印加する。高周波コイル組み立て部18に結合された高周波受信器26はまた、磁気共鳴信号を受信する。一つ以上の高周波コイルが設けられる場合（例えば、局部的コイル又は段階的コイルの配列）、様々なコイルが磁気共鳴の励磁及び検出の動作のために任意的に使用される。
【００２１】
対象の磁気共鳴画像化データを得るために、対象は、望ましくはメイン磁場の同心に、あるいはその近くになるように、磁石内径14内に置かれる。シーケンス制御器30は、選ばれた過渡的又は安定的な状態の磁気共鳴構成を対象で発生したり、そのような磁気共鳴を空間的に符号化したり、磁気共鳴を選択的に打ち消したり、あるいは一方で、対象の特徴を示す選ばれた磁気共鳴信号を発生したりするように、傾斜制御器22及び高周波送信器24とやり取りする。発生した磁気共鳴信号は、高周波受信器26によって検出され、ｋ空間メモリ34で保存される。画像化データは、画像メモリ38で保存される画像表示を形成するように、再構成処理装置36によって再構成される。一つの適切な実施例において、再構成処理装置36は、逆フーリエ変換再構成を実行する。
【００２２】
結果として得られる画像表示は、映像処理装置40によって処理され、ユーザーインターフェース42に表示される。望ましくは、ユーザーインターフェース42は、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、又は他の形式のコンピュータである。ビデオ画像よりむしろ、画像表示はプリンタドライバによって処理、印刷されたり、コンピュータネットワーク又はインターネット上で伝送されたり、あるいはそういった他のことを成され得る。望ましくは、ユーザーインターフェース42はまた、放射線医又は他の操縦者が、磁気共鳴画像化シーケンスを選択したり、画像化シーケンスを変更したり、画像化シーケンスを実行したりするように、磁気共鳴シーケンス制御器30と通信することを可能にする。
【００２３】
図２を参照すると、単一の傾斜パルス増幅器201は傾斜コイル161を制御する。傾斜コイル161は、図１の傾斜コイル16のうちの一つであり、一方で、傾斜パルス増幅器201は、図１の傾斜パルス増幅器20のうちの一つである。傾斜コイル161は一般的に、x方向、y方向、又は縦軸z方向で選ばれた磁場傾斜を生ずる一対の傾斜コイルのうちの一つである。
【００２４】
傾斜パルス増幅器201は、位相をずらされ、パルス幅変調された制御信号A、B、C、Dを夫々受ける四つのスイッチング電源レギュレータ50、52、54、56を有する。図解されている実施例で、夫々のスイッチング電源レギュレータ50、52、54、56は、電圧Vinを調整するハーフブリッジ増幅器である。夫々のレギュレータ50、52、54、56は、二つの高速電界効果トランジスタ60、62を有する。トランジスタ60のゲートは、パルス幅変調された制御信号A、B、C、Dを直接的に受け、更に、インバータ64は、パルス幅変調された制御信号A、B、C、Dとトランジスタ62との間に組み込まれる。従って、トランジスタ60、62は二状態スイッチとして作用する。
【００２５】
高い電圧状態で、トランジスタ60は、トランジスタ62が非伝導である間、伝導状態である。この場合、非伝導状態のトランジスタ62には電圧Vinがある。低い電圧状態では、トランジスタ60は、トランジスタ62が伝導状態である間、非伝導である。出力はトランジスタ62に占有される。スイッチング電源レギュレータ50、52、54、56は、直列に接続されている（電源レギュレータ52の下側出力端子は、接続点Sによって表わされているように、電源レギュレータ54の上側出力端子に接続されていることに注意）。
【００２６】
従って、直列接続された電源レギュレータ50、52、54、56は、パルス幅変調された制御信号A、B、C、Dによって、五つの電圧レベルのうちの一つ、即ち0V、Vin、2Vin、3Vin、又は4Vinを集合的に生ずる。直列接続された電源レギュレータ50、52、54、56は、最大出力電圧4Vinの四分の一の電圧であるVinの電圧分解能を集合的に供給する。
【００２７】
バイポーラ回路70は、直列接続された電源レギュレータ50、52、54、56の出力を受ける。図解されている実施例で、バイポーラ回路70は、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ72、74の二つの組を有するフルブリッジ増幅器である。バイポーラ回路70は、直列接続された電源レギュレータ50、52、54、56の出力を、選ばれた極性で磁場傾斜コイル161に印加する。
【００２８】
具体的に述べると、トランジスタ72、74に印加される入力P、Nは、夫々、極性を選ぶ。入力Pが伝導状態でトランジスタ72にあり、入力Nが非伝導状態でトランジスタ74にある場合に、第一の極性が現れる。第二の極性は第一の極性の逆であり、入力Pが非伝導状態でトランジスタ72にあり、入力Nが伝導状態でトランジスタ74にある場合に、現れる。望ましくは、電流計76は磁場傾斜コイル161を流れる電流を測定する。
【００２９】
増幅器201で、極性選択は、電源レギュレータ50、52、54、56から離れたバイポーラ回路70によって成される。後述のように、この配置は、特定の長所を有する。しかし、電源レギュレータ50、52、54、56で極性選択を統一することが、例えば、フルブリッジ電源レギュレータでハーフブリッジ電源レギュレータ50、52、54、56を置き換えることによって検討される。
【００３０】
図３を参照すると、パルス幅変調された制御信号A、B、C、Dは、磁場傾斜制御器221によって発生する。磁場傾斜制御器221は、図１の傾斜制御器22のうちの一つであり、図２の傾斜パルス増幅器201及び傾斜コイル161に結合されている。
【００３１】
交流搬送信号80は、パルス幅変調された制御信号A、B、C、Dの周波数を決める。一つの適切な実施例において、交流搬送信号80は40kHzで振動する。位相シフト回路82、84、86は、夫々90度、180度、及び270度によって、交流半信号80の位相をシフトする。搬送信号80はパルス幅変調装置90への入力であり、一方で、位相シフト回路82、84、86の出力はパルス幅変調装置92、94、96への入力である。夫々のパルス幅変調装置90、92、94、96は、入力搬送信号によって決められる周波数及び位相でパルス列を形成する。パルス列は、パルス幅変調された制御信号A、B、C、Dである。故に、制御信号A、B、C、Dは、90度間隔で位相がずれている。
【００３２】
フィードバック制御器100は、傾斜コイル16での電流を測定する電流計76で設定値102を比較する。比較に基づいて制御器100によって発生する制御信号は、パルス幅変調装置90、92、94、96への入力であり、制御信号A、B、C、Dのパルス幅を制御する。一般的に、設定値102は、画像化シーケンスで要求される所望の磁場傾斜に基づいて、シーケンス制御器30（図１を見よ）によって供給される。設定値102は、例えば磁場傾斜スリューのように、動的に変化可能であることが好ましい。更に、他のフィードバック信号が、傾斜コイル電流に加えて、傾斜コイルの電圧、及び、傾斜コイル161によって生ずる磁場傾斜の測定された特性のように、制御に使用され得る。
【００３３】
引き続き図２、３を、更に図４から７も参照して、傾斜制御器221及び傾斜増幅器201を記述する。図４から７の夫々の下側部分において、パルス幅変調された制御信号A、B、C、Dが示されている。図４から７の上側部分において、直列接続されたスイッチング電源レギュレータ50、52、54、56によってバイポーラ回路70に印加された出力電圧が、0から4Vinのスケールでプロットされている。図４から７の夫々において、交流搬送信号の期間Tcarrierが示されている。40kHzの搬送周波数に対して、Tcarrier=0.025である。更に、図４から７の夫々は、交流搬送信号80の位相を示す横座標を有する。
【００３４】
図４は、フィードバック制御器100が短いパルス幅に対応する制御信号を発生している際の動作を示す。具体的に述べると、図４において、パルス幅変調された制御信号A、B、C、Dのデューティーサイクルは25％以下である。位相ずれは90度（即ち、搬送周期Tcarrierの25%）であるので、四つの制御信号A、B、C、Dのパルスは時間的に重ならない。従って、出力電圧110は、零とVinの間で離散的に変化する。
【００３５】
注目すべきは、出力電圧110が搬送周期Tcarrierの四分の一の周期を有することである。従って、出力電圧110は、搬送周波数の四倍の周波数を有する。これは、位相ずれの結果である。出力電圧110の高い周波数成分は、磁場傾斜コイル161の内在するローパスフィルタを通過する。
【００３６】
図５は、フィードバック制御器100が、25％から50％のデューティーサイクルのパルス幅に対応する制御信号を発生している際の動作を示す。この場合、パルス幅変調された制御信号A、B、C、Dのうち二つが同時にオンする領域が存在する。即ち、二つのパルスがちょうど重なり合う領域が存在する。更に、全ての時間において、制御信号A、B、C、Dの少なくとも一つはパルスを発生する。結果として、出力電圧120は、Vinから2Vinの間で離散的に変化する。図４のように、周波数は搬送周波数の四倍である。
【００３７】
図６は、フィードバック制御器100が、50％から75％のデューティーサイクルのパルス幅に対応する制御信号を発生している際の動作を示す。この場合、パルス幅変調された制御信号A、B、C、Dのうち二つ又は三つが、如何なる所定の時間でも同時にオンする領域が存在する。即ち、二つ又は三つのパルスが如何なる所定の時間でも重なり合っている。結果として、出力電圧130は、2Vinから3Vinの間で離散的に変化する。図４及び５のように、周波数は搬送周波数の四倍である。
【００３８】
図７は、フィードバック制御器100が、75％から100％のデューティーサイクルのパルス幅に対応する制御信号を発生している際の動作を示す。この場合、パルス幅変調された制御信号A、B、C、Dのうち三つ又は四つが、如何なる所定の時間でも同時にオンする領域が存在する。即ち、三つ又は四つのパルスが如何なる所定の時間でも重なり合っている。結果として、出力電圧140は、3Vinから4Vinの間で離散的に変化する。図４から６のように、周波数は搬送周波数の四倍である。
【００３９】
図５から７で明らかにされているように、傾斜制御器221及び傾斜増幅器201の一つの長所は、高めである所望の出力電圧（即ち、最大電圧４Vinの四分の一を超える電圧）に対して、出力電圧が零電圧まで落ちないことである。同様に、図４から６で明らかにされているように、低めの出力電圧（即ち、最大電圧４Vinの四分の三以下の電圧）に対して、出力電圧は最大電圧まで上がらない。実際には、如何なる所定の電圧に対しても、瞬時変化は最大電圧の四分の一に過ぎず、改善された瞬時電圧の分解能を供給する。
【００４０】
傾斜制御器221及び傾斜増幅器201の他の長所は、所定のスイッチング周波数に対して、即ち所定の搬送周波数に対して、出力スイッチング周波数が搬送周波数の四倍であることである。これは、高速な電子部品を用いずに傾斜スリューをより正確に調整することを可能にする。傾斜増幅器201で、高速電界効果トランジスタ60、62は、4Vinに対応する定格出力電圧の振幅Vratedの四分の一であるVinの最大電圧以上になることは絶対にない。従って、スイッチング電源レギュレータ50、52、54、56は、Vinを超えるがVrated以下であるように低減された最大動作電圧を有するように指定された高速電界効果トランジスタで構成されうる。
【００４１】
対照的に、バイポーラ回路70の絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ72、74は、傾斜コイル161に印加される全電圧振幅Vratedになる。しかし、トランジスタ72、74は、高い周波数でスイッチする必要がない。従って、望ましくは、トランジスタ72、74は、速度規格を低減され、高出力動作のために選ばれる。具体的に述べると、バイポーラ回路70は、パルス幅変調された制御信号A、B、C、Dの搬送周波数を十分下回る定格周波数を有するように指示されたトランジスタ72、74で構成されうる。
【００４２】
電源レギュレータの極性選択に結合せずに離れるように設けられたバイポーラ回路70に関する更なる長所は、回路の複雑さを減らすことである。例えば、図解されているハーフブリッジ電源レギュレータ50、52、54、56の構成部品は、フルブリッジレギュレータのように極性選択を組み込む同様の回路よりも少ない。
【００４３】
四つのスイッチング電圧レギュレータ50、52、54、56を有する傾斜制御器221及び傾斜増幅器201が図解されているが、当業者は、電圧レギュレータ段を増したり、あるいは減じたりすることが可能である。N個のスイッチング電圧レギュレータに対して、位相差は望ましくは360度／Nとして選ばれる。出力周波数は、搬送周波数のN倍である。電圧分解能は、定格電圧Vratedが電圧レギュレータ段の数Nによって割られ、従ってVrated／Nである。
【００４４】
傾斜増幅器201が、夫々が入力電圧Vinを調整する付加的な電圧レギュレータを有することによって拡張される場合、夫々の付加的な電圧レギュレータは、傾斜コイル161に印加されうる最大電圧を増加させる。例えば、夫々が入力電圧Vinを調整する六つの電圧レギュレータは、Vinの電圧分解能で6Vinの最大電圧を出力可能である。高速電界効果トランジスタ60、62は、夫々、Vinの最大電圧を調整するので、電圧レギュレータを更に加えることは、高速トランジスタ60、62の選択に影響を与えない。実際には、高速では動作しない増幅器201の四つのトランジスタ70、72のみは、電圧レギュレータ段が更に加えられる時に発生する更に高い電圧に適応するように変更されることを必要としても良い。
【００４５】
あるいは、レギュレータ段が夫々の電圧レギュレータによって調整された電圧を低くすることによって加えられるので、定格電圧は保たれ得る。この場合、電圧分解能は、レギュレータ段が加えられたので、増加し、高速電界効果トランジスタ60、62は、更に低い電圧を処理する。
【００４６】
本発明は、好ましい実施例を参照して記述されている。明らかに、他者は、詳細な前述を読み、理解することで、変更及び交換を実施する。本発明は、添付の請求項又はそれと同等の記載の範囲内で、あるがままにすべてのこのような変更及び交換を有すると解釈されることが表記されている。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】多段式磁場傾斜増幅器を用いる磁気共鳴映像装置を示す。
【図２】図１の映像装置の磁場傾斜増幅器の一つの電気回路を示す。
【図３】図１の映像装置の磁場傾斜増幅器の一つの電気回路を示す。
【図４】図２及び３の磁場傾斜電源の低出力電圧のスイッチング動作を図式的に示す。
【図５】図２及び３の磁場傾斜電源の中間出力電圧のスイッチング動作を図式的に示す。
【図６】図２及び３の磁場傾斜電源の中間出力電圧のスイッチング動作を図式的に示す。ただし、この場合、出力で電圧は図５での出力電圧よりも高い。
【図７】図２及び３の磁場傾斜電源の高出力電圧のスイッチング動作を図式的に示す。
【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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【国際調査報告】
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