DE3833129A1

DE3833129A1 - Stromversorgungseinrichtung fuer ein roentgengeraet

Info

Publication number: DE3833129A1
Application number: DE3833129A
Authority: DE
Inventors: Mitsuru Yahata
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-09-30
Filing date: 1988-09-29
Publication date: 1989-04-20
Also published as: US5148459A; JPS6489197A

Description

Die Erfindung betrifft eine Stromversorgungseinrichtung für ein Röntgengerät, insbesondere eine Einrichtung zum Unter drücken von zu dem Gerätegehäuse fließenden Leckströmen.

Eine Stromversorgungseinrichtung für ein Röntgengerät ent hält im allgemeinen eine Gleichrichter-/Glättungsschaltung, die eine Wechselspannung in eine gleichgerichtete geglät tete Spannung umsetzt, und eine Hochspannungsschaltung, die die gleichgerichtete geglättete Spannung zum Anlegen an eine Röntgenröhre zu einer Hochspannung verstärkt. Diese Gleichrichter-/Glättungsschaltung sowie die Hochspannungs schaltung sind separat in einem Metallchassis montiert. Diese Chassis sind in einem Metallgehäuse untergebracht, welches die Stromversorgungseinrichtung aufnimmt.

Das Chassis selbst ist im allgemeinen elektrisch mit dem Gehäuse verbunden. Der Erdpotentialpunkt der Gleichrichter /Glättungsschaltung ist mit dem Erdpotentialpunkt der Hochspannungsschaltung und mit dem Erdanschluß des Gehäuses über ein Erdungskabel verbunden. Der Erdanschluß des Ge häuses ist mit dem Erdpotentialpunkt einer externen Schalt tafel über das Erdkabel verbunden.

Ein medizinisches Gerät wie ein Röntgengerät wird mit einem menschlichen Körper direkt oder indirekt in Berührung ge bracht, wozu es erforderlich ist, den Patienten, das Auf sichtspersonal und die Bedienungsperson zuverlässig vor elektrischen Schlägen zu schützen. Röntgengeräte werden wie auch andere medizinische Geräte entsprechend den einschlä gigen Sicherheitsbestimmungen konstruiert und ausgerüstet.

Die Sicherheitsbestimmungen betreffen auch den zu dem Ge häuse fließenden Leckstrom. Gemäß den Vorgaben wird zwi schen den Erdanschluß des Gehäuses und das Gehäuse ein Strommeßgerät geschaltet, und der durch das Strommeßgerät fließende Strom muß unter einem bestimmten Wert liegen.

Bei herkömmlichen Röntgengeräten läßt sich der Leckstrom fluß zu dem Gehäuse in Grenzen halten, die den einschlägi gen Sicherheitsbestimmungen entsprechen, da die Messung der Verbindung zum Erdpotentialpunkt in der geschilderten Weise durchgeführt wird. Allerdings beträgt bei einem Röntgenge rät mit einer Stromversorgungsschaltung mit Hochfrequenz- Wechselrichter der Leckstrom zu dem Gehäuse gegebenenfalls mehr als das Zehnfache dessen, was bei herkömmlichen Rönt gengeräten an Leckstrom fließt, so daß es schwierig ist, den Sicherheitsbestimmungen unzweifelhaft zu genügen.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Stromversor gungseinrichtung für ein Röntgengerät, mit der der zu dem Gehäuse fließende Leckstrom unterdrückt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung gelöst.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittansicht einer Stromversorgungs einrichtung für ein Röntgengerät nach einer Aus führungsform der Erfindung, und

Fig. 2 ein Blockdiagramm eines Beispiels der Schaltung der Stromversorgungseinrichtung nach Fig. 1.

Wie Fig. 1 zeigt, enthält eine Ausführungsform einer erfin dungsgemäßen Stromversorgungseinrichtung für ein Röntgenge rät eine Hochspannungs-Schaltungseinheit 1, eine Wechsel richter-Schaltungseinheit 2, eine Zerhacker-Schaltungsein heit 3 und eine Gleichrichter-/Glättungs-Schaltungseinheit 4. Diese Schaltungseinheiten 1, 2, 3 und 4 sind auf einem Metallchassis 1 A, 2 A, 3 A bzw. 4 A montiert. Diese Chassis sind auf Isoliergliedern 12, 13, 14 bzw. 15 gelagert, die aus hitzehärtbarem Phenolharz hergestellt sind. Die Chassis und die Isolierglieder sind innerhalb eines Metallgehäuses 5 untergebracht. Die Isolierglieder isolieren die jeweili gen Metallchassis 1 A, 2 A, 3 A und 4 A elektrisch von dem Ge häuse 5.

Die Erdpotentialpunkte a ₁, a ₂, a ₃ und a ₄ der Hochspannungs- Schaltungseinheit 1, der Wechselrichter-Schaltungseinheit 2, der Zerhacker-Schaltungseinheit 3 und der Gleichrichter /Glättungs-Schaltungseinheit 4 sind miteinander über ein Erdungskabel 6 verbunden, welches an den Erdanschluß E des Gehäuses 5 angeschlossen ist. Der Erdanschluß E ist über ein Erdungskabel 7 mit dem Gehäuse 5 verbunden, und über ein Erdungskabel 10 mit einem Erdanschluß 9. Der Erdan schluß 9 ist an die Erde einer Schalttafel 8 angeschlossen. Außerdem sind die Chassis 1 A, 2 A, 3 A, 4 A untereinander und mit dem Erdanschluß 9 der Schalttafel 8 über ein Erdungska bel 16 verbunden.

Die elektrische Schaltung der in ihrem konstruktiven Aufbau in Fig. 1 dargestellten Spannungsversorgungseinrichtung ist in Fig. 2 gezeigt. Einer Gleichrichterschaltung D 1, die in der Gleichrichter-/Glättungs-Schaltungseinheit 4 enthalten ist, wird ein Drehstrom zugeführt. Die Gleichrichterschal tung D 1 ist durch eine Dioden-Brückenschaltung gebildet. Die gleichgerichtete Ausgangsspannung der Gleichrichter schaltung D 1 wird durch eine Spule L 1 und einen Kondensator C 1, die beide an die Gleichrichterschaltung D 1 angeschlos sen sind, geglättet. An die Gleichrichter-/Glättungs-Schal tungseinheit 4 ist die Zerhacker-Schaltungseinheit 3 ange schlossen, die aus einem Transistor Q 1, einer Freilaufdiode D 2, einem Kondensator C 2 und einer Spule L 2 besteht. Die gleichgerichtete geglättete Spannung wird in der Zerhacker- Schaltungseinheit 3 nach Maßgabe eines an die Basis des Transistors Q 1 gelegten Schaltimpulssignals eingestellt. Genauer gesagt: die gleichgerichtete geglättete Spannung wird von dem Transistor Q 1 zerhackt, und die zerhackte Spannung wird durch eine aus dem Kondensator C 2 und der Spule L 2 bestehende Filterschaltung gefiltert, so daß die Zerhacker-Schaltungseinheit 3 eine eingestellte Gleichspan nung erzeugt.

Eine Wechselrichter-Einheit 2 enthält eine Spule L 3 sowie Transistoren Q 2, Q 3 und ist zwischen die Zerhacker-Schal tungseinheit 3 und die Hochspannungs-Schaltungseinheit 1 geschaltet. Die Spule L 3 liegt zwischen der Spule L 2 der Zerhacker-Schaltungseinheit 3 und dem Mittelanzapfpunkt der Primärwicklung eines Transformators 24, der zu der Hoch spannungs-Schaltungseinheit 1 gehört. Die Transistoren Q 2 und Q 3 sind an die Primärwicklung des Transformators 24 an geschlossen. Der Verbindungspunkt zwischen diesen beiden Transistoren ist auf der Erdpotentialseite an die Zer hacker-Schaltungseinheit 3 angeschlossen. Wenn Schalt impulssignale entgegengesetzter Phase an diese Transistoren Q 2 und Q 3 gelegt werden, wird an die Primärwicklung des Transistors 24 über den Anzapfpunkt entsprechend dem Schaltimpulssignal die eingestellte Gleichspannung mit ent gegengesetzter Phase zugeführt. Als Folge davon wird an der Sekundärwicklung des Transformators 24 der Schaltungsein heit 1 eine verstärkte hochfrequente Wechselspannung er zeugt. Die hochfrequente Wechselspannung wird in der Hoch spannungs-Schaltungseinheit 1 von Diodenbrücken D 3 und D 4 gleichgerichtet und mit Kondensatoren C 3 und C 4 geglättet. Die geglättete Hochspannung wird zwischen die Anode und die Wendel der Röntgenröhre 26 gelegt.

In der in Fig. 1 gezeigten Stromversorgungseinrichtung wer den zwischen den Chassis 1 A, 2 A, 3 A und 4 A und den Punkten b ₁, b ₂, b ₃ und b ₄ Streukapazitäten C 1, C 2, C 3 und C 4 gebil det, wobei die Punkte b ₁ bis b ₄ ein vom Erdpotential der Hochspannungs-Schaltungseinheit 1, der Wechselrichter- Schaltungseinheit 2, der Zerhacker-Schaltungseinheit 3 und der Gleichrichter-/Glättungs-Schaltungseinheit 4 abweichen des Erdpotential aufweisen. Die Streukapazitäten haben die Neigung, einen Leckstrom von den Schaltungseinheiten 1, 2, 3, 4 zu den Chassis 1 A, 2 A, 3 A und 4 A und von dort aus zu dem Gehäuse 5 zu verursachen, mit dem Ergebnis, daß eine mit dem Gehäuse 5 in Berührung kommende Person möglicher weise einen elektrischen Schlag bekommt. Besonders gravie rend ist der Leckstrom dann, wenn die hochfrequente Wech selspannung in der Hochspannungs-Schaltungseinheit 1, der Wechselrichter-Schaltungseinheit 2, der Zerhacker-Schal tungseinheit 3 und der Gleichrichter-/Glättungs-Schaltungs einheit 4 erzeugt wird, wie es bei der in Fig. 2 darge stellten Schaltung der Fall ist. Die Impedanzen der Streu kapazitäten C 1, C 2, C 3 und C 4 werden mit zunehmender Fre quenz der Wechselspannung verringert, was zu dem oben er wähnten starken Leckstrom führt. Erfindungsgemäß jedoch sind die Chassis 1 A, 2 A, 3 A und 4 A elektrisch von dem Ge häuse 5 isoliert. Außerdem sind diese Chassis untereinander über das Erdungskabel 16 verbunden, welches seinerseits an den Erdanschluß 9 der Schalttafel 8 angeschlossen ist. Dem zufolge kann der Leckstrom zwischen dem Gehäuse 5 und dem Erdanschluß E, der von einem Strommeßgerät 11 gemessen wird, unterhalb des von den Sicherheitsbestimmungen vorge gebenen Wertes gehalten werden, so daß das Gerät einwand frei und sicher arbeitet.

Claims

1. Stromversorgungseinrichtung für ein Röntgengerät, mit welcher eine Hochspannung an eine Röntgenröhre gelegt wird, umfassend:
eine erste und eine zweite Schaltungseinheit (1, 2, 3, 4) zum Umsetzen einer Netzspannung in eine hochfrequente Spannung und zum Verstärken der hochfrequenten Spannung in eine Hochspannung, die an die Röntgenröhre angelegt wird, und
ein Gehäuse (5), in welchem die erste und die zweite Schaltungseinheit (1, 2, 3, 4) festgelegt sind, dadurch gekennzeichnet, daß
die erste und die zweite Schaltungseinheit (1, 2, 3, 4) elektrisch von dem Gehäuse (5) isoliert und elektrisch mit Erde verbunden sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß eine die Netzspannung liefernde Spannungsversor gungseinrichtung (8) mit einem Erdanschluß (9) versehen ist, an welchen die erste und die zweite Schaltungseinheit (1, 2, 3, 4) angeschlossen sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die erste und die zweite Schaltungseinheit (1, 2, 3, 4) mit Erdungsanschlüssen (a ₁, a ₂, a ₃, a ₄) versehen sind, daß das Gehäuse einen Erdungsanschluß (E) besitzt, und daß die Spannungsversorgungseinrichtung (8) Mittel be sitzt zum Verbinden der Erdungsanschlüsse (a ₁ bis a ₄) der ersten und der zweiten Schaltungseinheit (1, 2, 3, 4) mit dem Erdungsanschluß (E) des Gehäuses (5).

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß außerdem Isoliermittel (12, 13, 14, 15) vorgesehen sind zum elektrischen Isolieren der ersten und der zweiten Schaltungseinheit (1, 2, 3, 4) gegenüber dem Gehäuse (5).

5. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein erstes und ein zweites Chassis zur Aufnahme der ersten und der zweiten Schaltungseinheit (1, 2, 3, 4).