DE2728563A1

DE2728563A1 - Roentgendiagnostikgenerator mit einem seinen hochspannungstransformator speisenden wechselrichter

Info

Publication number: DE2728563A1
Application number: DE19772728563
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Ing Kuehnel
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1977-06-24
Filing date: 1977-06-24
Publication date: 1979-01-04
Also published as: US4171488A; DE2728563B2; FR2395668A1

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Z Unser Zeichen

Berlin und München VPA 77 P 5068 BRD

Röntgendiagnostikgenerator mit einem seinen Hochspannungstransformator speisenden Wechselrichter

Die Erfindung betrifft einen Röntgendiagnostikgenerator mit einer am Ausgang eines Hochspannungstransformators angeschlossenen Röntgenröhre, einem den Hochspannungstransformator speisenden Wechselrichter, einer am Eingang des Wechselrichters angeschlossenen Gleichspannungsquelle und Mitteln zur Einstellung der Röntgenröhrenspannung.

Ein Röntgendiagnostikgenerator dieser Art ist z.B. in der DT-OS 21 28 248 beschrieben. Bei diesem Röntgendiagnostikgenerator kann die Speisung des Hochspannungstransformators mit einer Frequenz erfolgen, die wesentlich über der Netzfrequenz liegt. Dadurch ist es möglich, den Hochspannungstransformator wesentlich kleiner und leichter aufzubauen als in dem Fall, in dem er mit der Netzfrequenz betrieben, also unmittelbar vom Netz gespeist wird. Die Dimensionierung des Hochspannungstransformators muß dabei so erfolgen, daß er bei der maximalen Röntgenröhrenspannung und der gegebenen Frequenz des Wechselrichters noch einen so großen Abstand von der Sättigung hat, daß die Eigenerwärmung einen maximal zulässigen Wert nicht überschreitet.

Bei einem solchen Röntgendiagnostikgenerator könnte prinzipiell in dem Fall, in dem eine unter dem Maximalwert Heparin Röntgenröhrenspannung gewählt ist, die Frequenz des Wechselrichters ohne unzulässig hohe Erwärmung des Hoclispannungstransformators und ohne daß der Hochspannungstransformator in die Sättigung gelangt,

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. 77 P 5068 BRD reduziert werden. Eine solche Reduzierung wäre deshalb nützlich, weil die Bauelemente des Wechselrichters bei niedrigerer Frequenz weniger beansprucht werden als bei hoher Frequenz.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, einen Röntgendiagnostikgenerator der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Beanspruchung des Wechselrichters immer nur so groß ist, wie es unbedingt im Hinblick auf die Erwärmung des Hochspannungstransformators erforderlich ist, bei dem also die mittlere Beanspruchung des Wechselrichters im Vergleich zu dem Fall, in dem der Wechselrichter eine konstante Ausgangsfrequenz hat, reduziert ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Steuereinrichtung für die Wechselrichterfrequenz vorhanden ist, welche so ausgebildet ist, daß diese Frequenz in Abhängigkeit von der gewählten Röntgenröhrenspannung so einstellbar ist, daß sie um so kleiner ist, je kleiner die Röntgenröhrenspannung ist. Bei dem erfindungsgemäßen Röntgendiagnostikgenerator wird die oben geschilderte Tatsache ausgenutzt, daß dann, wenn die Röntgenröhrenspannung nicht ihren maximalen Wert hat, eine Frequenzerniedrigung ohne unzulässige Erwärmung des Hochspannungstransformators möglich ist. Bei der niedrigeren Frequenz werden die Bauelemente des Wechselrichters geringer beansprucht.

Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die Steuereinrichtung so ausgebildet ist, daß die Wechselrichterfrequenz nach dem Einschalten von einem Anfangswert auf einen durch die gewählte Röntgenröhrenspannung bestimmten Endwert abfällt. Bei dieser Weiterbildung sind besonders gute Einschalt-Verhältnisse des Hochspannungstransformators gegeben, d.h. es ist das Auftreten von zu großen Trafoströmen unmittelbar nach der Einschaltung vermieden.

In der Steuereinrichtung können mehrere Stufen für die Wechselrichterfrequenz programmiert sein, so daß die Frequenzumschaltung in Abhängigkeit von der gewählten Röntgenröhrenspannung stufenweise erfolgt.

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Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

In der Zeichnung ist eine Röntgenröhre 1 darges1ä.lt, die über einen Hochspannungsgleichrichter 2 von der Sekundärwicklung 3 eines Hochspannungstransformator 4 gespeist wird. Die Primärwicklung 5 des Hochspannungstransformators 4 ist am Ausgang eines Wechselrichters 6 angeschlossen, der Rechteckimpulse liefert. Der Eingang des Wechselrichters 6 ist über ein Filter 7, 8 mit einem Gleichstromsteller 9 verbunden, dessen Eingang die Ausgangsspannung eines Drehstromgleichrichters 10 über ein Filter 11, 12 zugeführt wird.

Die geglättete Gleichspannung des Drehstromgleichrichters 10 wird in Abhängigkeit von der gewünschten Röntgenröhrenspannung dem Kondensator 7 des Filters 7, 8 impulsweise zugeführt, d.h. daß der Gleichstromsteller 9 einen Schalter aufweist, der den Kondensator 7 impulsweise mit dem Filter 11, 12 verbindet. Das Tastverhältnis, mit dem der Kondensator 7 an das Filter 11, 12 jangeschaltet wird, bestimmt dabei die Ausgangsspannung des Wechselrichters 6 und damit die Röntgenröhrenspannung. Dieses Tastverhältnis ist durch ein Stellglied 13 für die Röntgenröhrenspannung einstellbar.

Die Ausgangsfrequenz des Wechselrichters 6, der den Hochspannungstransformator 4 mit Wechselstrom-Rechteckimpulsen speist, ist durch ein Signal am Eingang 14 einstellbar. Dieses Signal wird vom Stellglied 13 für die Röntgenröhrenspannung geliefert und hängt von der eingestellten Röntgenröhrenspannung ab. In Abhängigkeit von der eingestellten Röntgenröhrenspannung wird dabei die Wechselrichterfrequenz so eingestellt, daß sie um so kleiner ist, je kleiner die eingestellte Röntgenröhrenspannung ist. Es können dabei im Stellglied 13 mehrere Stufen für die Wechselrichterfrequenz programmiert sein. Im einfachsten Fall ist es z.B. denkbar, daß die Wechselrichterfrequenz bei Röntgenröhrenspannungen, die gleich oder höher als 70 kV sind, 4 kHz und bei Röntgenröhrenspannungen, die kleiner als 70 kV sind, 2 kHz beträgt. Es sind aber auch mehr Stufen oder eine kontinuierliche Änderung der Wechselrichterfrequenz denkbar. Der Wechselrichter

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wird nur dann maximal belastet, wenn er mit seiner höchsten Frequenz schwingt. Bei kleinen Röntgenröhrenspannungen ist die Wechselrichterfrequenz und damit die Belastung des Wechselrichters reduziert, ohne daß eine unzulässig hohe Erwärmung des Hochspannungstransformators erfolgt. Die Frequenz darf natürlich nur so weit reduziert werden, wie dies im Hinblick auf die Dimensionierung des Hochspannungstransformators zulässig ist.

Die geschilderte Frequenzsteuerung des Wechselrichters hat bei dem Ausführungsbeispiel, bei dem die Ausgangsspannung des Hochspannungstransformators von etwa trapezförmigen Impulsen gebildet ist, den zusätzlichen Vorteil, daß bei niedrigeren Wechselrichterfrequenzen der Mittelwert der Dosisleistung höher ist als bei hohen Wechselrichterfrequenzen.

Im Rahmen der Erfindung ist anstelle einer Einstellung auch eine Regelung der Röntgenröhrenspannung möglich. In diesem Fall erfolgt die Beeinflussung des Gleichstromstellers 9 in Abhängigkeit von der Differenz zwischen Ist- und Sollwert der RöntgenrÖhrenspannung. Die Wechselrichterfrequenz kann dabei in Abhängigkeit von dem jeweiligen Istwert der Röntgenröhrenspannung eingestellt werden.

Zur Einstellung bzw. Regelung der Röntgenröhrenspannung können anstelle des Gleichstromstellers 9 auch andere geeignete Mittel, z.B. eine gesteuerte Gleichrichterbrücke mit einer Einrichtung zur Einstellung des Zündwinkels in Verbindung mit dem nachgeschalteten LC-FiIter 7, 8 Verwendung finden.

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ORIGINAL INSPECTED

Claims

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Patentansprüche

^/Röntgendiagnostikgenerator mit einer am Ausgang eines Hochspannungstransformators angeschlossenen Röntgenröhre, einem den Hochspannungstransformator speisenden Wechselrichter, einer am Eingang des Wechselrichters angeschlossenen Gleichspannungsquel-Ie und Mitteln zur Einstellung der Röntgenröhrenspannung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinrichtung (13) für die Wechselrichterfrequenz vorhanden ist, welche so ausgebildet ist, daß die Frequenz in Abhängigkeit von der gewählten Röntgenröhrenspannung so einstellbar ist, daß sie um so kleiner ist, je kleiner die Röntgenröhrenspannung ist.
2. Röntgendiagnostikgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (13) so ausgebildet ist, daß die Wechselrichterfrequenz nach dem Einschalten von einem für alle Röntgenröhrenspannungen gleichen Anfangswert auf einen durch die gewählte Röntgenröhrenspannung bestimmten Endwert abfällt.
3. Röntgendiagnostikgenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Steuereinrichtung (13) mehrere Stufen für die Wechselrichterfrequenz programmiert sind.

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