电力转换装置、x射线ct装置以及x射线拍摄装置的制作方法

专利名称：电力转换装置、x射线ct装置以及x射线拍摄装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及产业用电力转换装置，特别是涉及可靠性较高的适于医疗用X射线高电压装置的电力转换装置。
背景技术：
医疗用或工业用的逆变器式X射线高电压装置一般从商用电源经由交流电抗器并通过由闸流晶体管或二极管构成的转换器电路或断路器电路将交流电压转换为直流电压，采用电容器将该直流电压平滑后输入逆变器电路。该逆变器电路利用谐振电容器和高电压变压器的泄漏电感之间的谐振现象来控制逆变器电路的相位差、频率或者脉冲宽度等。之后，由高电压产生装置对直流高电压进行升压，并施加在作为负载的X射线管上。在先技术文献 专利文献专利文献I JP特开2004-14165号公报发明概要发明要解决的课题近年来，随着装置的高输出化，向逆变器请求的输出为逐渐增大的状态。对直接施加逆变器的输出的并安装在高电压产生装置内部的主变压器一次线圈来说，通常由一个一次线圈构成，但是，为了实现大电流化，考虑增加主变压器的一次线圈。但是，在增加主变压器的一次线圈，例如将一次线圈进行二并联的情况下，逆变器输出电缆需要往返各2根共计4根电缆。这样，在增加了电缆根数的情况下，可能会诱发误布线。此外，由于电缆更细，所以相比以往也会产生更易断线的问题。作为这些问题的解决对策，考虑在误布线防止使用中粘贴连接标牌、和在断线防止使用中加强和充分固定保护管这些方法。但是，在上述这样的解决对策中，作业者为人，误认连接标牌而进行误布线这样的可能性不是零，也有在断线中不注意的可能性。由此，即使在产生了误布线或者断线的状态下使装置进行动作的情况下，也必需设置使装置安全停止而电路不损坏的机构。

发明内容
本发明的目的在于，提供一种能够实现大电流化的电力转换装置。用于解决课题的手段为了解决上述课题，根据本发明，提供以下这样的电力转换装置。即，具有如下部件的电力转换装置逆变器，其将直流输出转换为规定频率的交流电压；以及高电压产生部，其接受来自逆变器的输出端子的输出并升压至希望的直流高电压。高电压产生部具备包括一次线圈和二次线圈在内的变压器，一次线圈为多个，该多个一次线圈通过与各一次线圈的两端连接的导线而与逆变器的输出端子并联连接。
上述电力转换装置优选包括电流传感器，其检测分别在多个一次线圈中流过的电流；以及控制部，其根据电流传感器的输出，在多个一次线圈中的任一个中变成没有电流流过或者比其他一次线圈的电流值小的情况下，判定为异常。例如，上述电流传感器构成为检测流入多个一次线圈中的任一个一次线圈的电流、和从另外一个一次线圈流出的电流。控制部对电流传感器检测到的2个电流的大小进行减法运算，在减法运算结果超过预定的阈值的情况下，能够判定为异常。此外，例如，上述电流传感 器构成为检测对流入多个一次线圈中的任一个一次线圈的电流和从另外一个一次线圈流出的电流的大小进行相减后得到的电流。控制部在电流传感器检测到的电流比预定的阈值大的情况下，能够判定为异常。此情况下，电流传感器能够使用具有线圈并检测流过线圈的电流的交流电流传感器，其中，该线圈将向任一个一次线圈提供电流的导线和使电流从另外一个一次线圈回流的导线双方配置在内侧空间中。控制部在判定为异常的情况下，能够基于是否在多个一次线圈中的任一个一次线圈中流过电流来确定没有电流流过的一次线圈。此外，在本发明中，提供使用上述电力转换装置的X射线CT装置。即，一种具有以下部件的X射线CT装置圆盘，其具备用于插入被检测体的开口 ；X射线管以及X射线检测器，该X射线管以及X射线检测器分别搭载于夹着圆盘的上述开口而对置的位置；X射线高电压装置，其向X射线管提供直流电力；卧台，其搭载被检测体并将其插入圆板的开口 ；以及旋转驱动部，其使圆盘旋转；X射线高电压装置包括上述电力转换装置。此外，在本发明中，提供使用上述电力转换装置的X射线拍摄装置。即，一种具有以下部件的X射线拍摄装置X射线管；X射线显像部，其检测透过被检测体的X射线；以及X射线高电压装置，其向X射线管提供直流电力；x射线高电压装置包括上述电力转换装置。发明效果根据本发明，由于能够向并联的多个一次线圈分别提供电流，所以能够实现大电流提供。此外，能够时常检测对一次线圈的逆变器输出电缆的误布线或者断线，能够将装置的损坏防止于未然。


图I是表示第一实施方式的电力转换装置的构成的框图。图2是表示图I的电力转换装置的逆变器3的一部分和高电压产生装置4的变压器的电路构成的框图。图3是表示图2的控制部21的电路构成的框图。图4是在图2的构成中表示并联的2个一次线圈中流过的电流A、B为正常的状态的说明图。图5(a)是在图2的构成中表示在并联的2个一次线圈中的一个中产生异常，不流过电流A的状态的说明图，(b)是在图2的构成中表示在并联的2个一次线圈中的一个中产生异常，不流过电流B的状态的说明图。图6(a)以及(b)是在图2的构成中表示在逆变器的电路元件等中产生异常，并联的2个一次线圈中的一个的电流比另一个的电流小的状态的说明图，(C) (f)是表示电流B的相位的说明图，(g) (j)是基于(a) (f)来判定电流A或者电流B中的哪一个产生劣化的说明图。图7是在图3的构成中表示CPU30的异常线检测部32的判断动作的说明图。图8是表示第二实施方式的电力转换装置的逆变器3的一部分和高电压产生装置4的变压器的电路构成的框图。图9是表示图8的控制部22的电路构成的框图。图10是表示第三实施方式的电力转换装置的逆变器3的一部分和高电压产生装置4的变压器的电路构成的框图。图11是表示图10的控制部23的电路构成的框图。图12是表示图11的CPU30的异常线检测部32的判断动作的说明图。 图13是表示第四实施方式的电力转换装置的逆变器3的一部分和高电压产生装置4的变压器的电路构成的框图。图14是表示图13的控制部24的电路构成的框图。图15是表示第五实施方式的X射线高电压装置的电路构成的框图。图16是表示第六实施方式的X射线CT装置的电路构成的框图。图17是表示第七实施方式的X射线拍摄装置的电路构成的框图。
具体实施例方式以下，基于

本发明的实施方式。(第一实施方式)首先，作为本发明的第一实施方式，说明按照二并联的方式具备主变压器一次线圈的大电流对应的电力转换装置。本实施方式的电力转换装置是将商用电压转换为高电压，并提供给X射线管的装置。图I示出电力转换装置的构造。如图I所示，电力转换装置包括电路2 (例如转换器和断路器)，其对商用电源I的电压进行升压或降压并进行整流；逆变器3，其将上述电路的直流输出转换为规定的频率的交流电压；以及高电压产生装置4，其将逆变器3的高频交流电压输出升压为希望的直流高电压。将X射线管5与高电压产生装置4连接。通过将来自高电压产生装置4的高电压施加给X射线管5，从而射出X射线。接着，分别说明上述构成要素的功能。对商用电压I进行升压或降压并进行整流的电路2，这里作为升压型转换器来说明。升压型转换器是使用了作为功率模块(powermodule)的IGBT(绝缘栅极双极晶体管)的具有升压功能的高功率因数转换器。该升压型转换器是通过PWM动作对50Hz或者60Hz的商用三相交流电源电压进行整流，并且使相电压波形和相电流波形一致，由此将功率因数大致设为I，降低电源高次谐波，并且在由电容器等平滑元件进行平滑后将直流电压给予逆变器的部件。该升压型转换器，如果停止作为功率设备的IGBT的动作，则作为全波整流电路来工作，此时的直流输出电压为交流输入电压的力"倍的值。逆变器3接受从升压型转换器2输出的直流电压并将其转换为高频率的交流电压，并且对施加到X射线管5的电压(管电压)进行控制。高电压产生装置4接受来自上述逆变器3的交流电压并将其转换为直流的高电压，在其内部安装的主变压器的一次线圈与逆变器3的输出侧连接。在本实施方式中，为了能够实现大电流化，主变压器的一次线圈为2个，与逆变器并联连接。X射线管5接受来自高电压产生装置4的输出电压，并产生X射线。图2是具体表示逆变器3和高电压产生装置4的电路构成的一部分的图。逆变器3包括如图2所示将二极管与晶体管(例如IGBT)反并联连接而构成的4个开关SI S4进行桥式连接而成的逆变器电路；和将ON(导通)、OFF(截止)控制信号输入各开关SI S4的晶体管的逆变器驱动电路(未图示)。逆变器3的构造是专利文献I等中广泛已知的构造。
高电压产生装置4具备变压器40，该变压器40包括2个一次线圈4a、4b、铁芯4d、以及二次线圈4e。一次线圈4a、4b与逆变器电路并联连接。逆变器3将输出线与输出端子3a、3b并联连接。这以外与公知的逆变器相同，首先，将开关S1、S4设为0N。由此，电流经由开关SI、往电缆10a、lla流向高电压产生装置4的主变压器40的一次线圈4a、4b。然后，电流经由返电缆10b、llb、开关S4流向商用电源
Io接着，将开关S2、S3设为0N，电流经由开关S2、往电缆10a、Ila流向高电压产生装置的主变压器一次线圈4a、4b。然后，电流经由返电缆10b、llb、直流电流传感器6、开关S3流向商用电源I。以高频率反复进行该动作，成为得到必要的输出的结构。如图2所示，通过将高电压产生装置4的主变压器40的一次线圈4a、4b进行二并联构成，能够向变压器40提供能够流向I根电缆以及一次线圈的最大电流的2倍的电流，因此能够实现输出的大电流化。但是，通过作为二并联，由于往返电缆成为各2根，所以例如在逆变器输出电缆Ila误布线或者断线，在主电压器的一次线圈4b中没有电流流过的情况下，存在该部分的电流在主变压器一次线圈4a中流过，从而流过主变压器一次线圈的容许以上的电流而导致损坏。为了防止这样的情况，在本实施方式中，在往电缆IOa和返电缆Ilb中分别配置电流传感器7、6，检测流过的电流量。此时，将电流传感器7按照将从往电缆IOa向返电缆IOb流动的电流A作为正的振幅来检测的方式进行安装。另一方面，将电流传感器6按照将从往电缆Ila向返电缆Ilb流动的电流B作为负的振幅、即以与电流传感器7相反的相位来检测的方式，这样来设定安装的方向。将控制部21与电流传感器7、6连接。如图3所示，控制部21包括用于将电流传感器7以及电流传感器6的输出相加的加法器13 ;将加法器13的输出与预定的正以及负的阈值分别进行比较的比较器14、15 ；以及CPU30。CPU30包括错误检测部31、异常线检测部32、以及AD转换器33。另外，错误检测部31和异常线检测部32，通过CPU30执行预先保存在CPU30内的存储器中的程序来进行错误检测和异常线检测动作，由此来实现。使用图4 图7说明控制部21的动作。电流传感器7检测流入高电压产生装置4内的主变压器一次线圈4a的电流A。电流传感器6以相反的相位来检测从一次线圈4b流出的电流B。由此，控制部21的加法器13通过将电流传感器6、7的检测结果相加来求取“电流A-电流B”。一次线圈4a、4b通过往电缆10a、IIa和返电缆10b、llb并联连接,所以流过的电流为同相且相同大小，因此加法器13输出的“电流A-电流B”如图4所示时常为零。将该状态定义为正常状态，则例如在图2的电缆IOa或IOb误布线或者断线的情况下，电流A不流过，仅有电流B流过，“电流A-电流B”如图5(b)所示，成为与电流传感器6输出的电流B”相等的波形。另外，电流B”表示电流传感器6以相反的相位检测出电流B的检测电流。此外，相反，在电缆Ila或Ilb误布线或者断线的情况下，电流B不流过，仅有电流A流过，“电流A-电流B”如图5(a)所示，成为与电流A相等的波形。由此，通过比较器14、15将加法器13的输出分别与预定的负以及正的阈值进行比较，在加法值比负的阈值小的情况下，或者在比正的阈值大的情况下，CPU30的错误检测部31判定为错误，由此能够检测误布线或断线。另外，在以下的说明中，将加法值比负的阈值小的情况和比正的阈值大的情况统一称为超过阈值的情况。另一方面，在由于逆变器3的晶体管等的电气部件、高电压产生装置4内的主变压器一次线圈4a或4b的劣化或者初始不良，从而上述电流A以及电流B中的一方不满足规定的电流值，而另一方中流过该量大小的电流的情况下，电流传感器7、6检测的电流波形如图6(a)或(b)所示，振幅变小。该情况下，通过将比较器14、15的阈值设定为比图6(a)、(b)的振幅小，错误检测部31能够根据比较器14、15的输出来检测错误。 如果错误检测部31判定错误产生，则异常线检测部32按照图7的流程来判别具有异常的线。即，在错误检测部31判定错误产生的情况下(步骤71)，异常线检测部32将电流传感器6从AD转换部33检测出的电流B转换为数字信号后取入。异常线检测部32判定直流电流传感器6检测出的电流B是没有流过(为零)还是流过(步骤72)。在电流B没有流过的情况下，判定为电流B的路径即电缆Ila或者Ilb的误布线或者断线，或者一次线圈4b断线(步骤722)。另一方面，在步骤71中电流B流过的情况下，进入步骤74，判定加法器13输出的“电流A-电流B”的波形是与电流传感器6检测出的电流B”相同相位还是不同相位。通过比较器14以及比较器15中哪一个先输出超过阈值的信号来判定“电流A-电流B”的波形的相位。具体来说，在加法器3输出的“电流A-电流B”的波形如图6(a)所示为输出从正向负变化的相位的情况下，与+阈值比较的比较器15将比与-阈值比较的比较器14先输出超过阈值的信号。另一方面，在“电流A-电流B”的波形如图6(b)所示为输出从负向正变化的相位的情况下，与-阈值比较的比较器14将比与+阈值比较的比较器15先输出超过阈值的信号。由此，通过从哪一个比较器14、15先向错误检测部31输入超过阈值的信号，异常线检测部32能够判定加法器13输出的“电流A-电流B”的波形的相位是图6(a)的相位还是图6(b)的相位。异常线检测部32对加法器13输出的“电流A-电流B”的波形的相位和从AD转换器取入的电流B”的相位进行比较(步骤74)。在“电流A-电流B”的波形的相位为图6(a)，“-电流B”的相位为图6(c)，且与图6(a)的波形相同相位的情况下，如图6 (g)所示，能够判定为电流B的大小(振幅)比电流A大，因此能够判定为电流A的路径存在劣化或断线。即，判定为电流A流过的电缆IOa或者IOb的误布线或断线或劣化、或者一次线圈4a断线或劣化，进一步判定为供给电流A的逆变器3的晶体管等的电气部件的劣化(步骤75)。以下，除了一次线圈和电缆的劣化以外，也包含晶体管等的电气部件的劣化，称为“电流的路径的劣化”。
此外，在步骤74中，在“电流A-电流B”的波形的相位为图6 (a)，“-电流B”的相位为图6(d)，且与图6(a)的波形不同相位的情况下，如图6(h)能够判定为电流A的大小(振幅)比电流B大，因此能够判定为电流B的路径的劣化。此时，由于在步骤72中判定为电流B流过，所以电流B的路径没有断线。由此，判定为电流B流过的电缆I Ia或者I Ib的劣化、或者一次线圈4b的劣化，进一步判定为供给电流B的逆变器3的晶体管等的电气部件的劣化(步骤76)。同样地，在步骤74中，在“电流A-电流B”的波形的相位为图6 (b)，“-电流B”的相位为图6(e)，且与图6(b)的波形不同相位的情况下，如图6(i)能够判定为电流A的大小(振幅)比电流B大，因此能够判定为电流B的路径的劣化。此外，在步骤74中，在“电流A-电流B”的波形的相位为图6 (b)，“-电流B”的相位为图6(f)，且与图6(b)的波形相同相位的情况下，如图6(j)能够判定为电流B的大小(振幅)比电流A大，因此能够判定为电流A的路径的断线或劣化。
如上所述，控制部21的异常线检测部在判定出电流路径的误布线、断线、劣化这样的异常的情况下，控制部21向逆变器3的逆变器控制部200等输出信号，至少停止逆变器3的动作，能够使装置安全停止。这样，在本实施方式中，二并联配置变压器的一次线圈，不仅大电流的提供成为可能，而且能够判定产生了电缆误布线或者断线和劣化这一情况以及确定产生了异常的电缆(系统)。进一步地，长时间使用导致的装置劣化或初始不良导致的逆变器电流异常也能够时常检测出来。由此，能够提供可以实现大电流的提供和安全性两立的电力转换装置。另外，在本实施方式中构成为，通过由加法器13来对电流传感器7、6的输出进行相加后得到的值，来进行错误判定，所以2个电流传感器7、6需要精度良好地检测电流值，因此优选使用相同构造的传感器。此外，在2个电流传感器7、6具备直流成分检测电路的情况下，能够检测出流过的电流为正负非对称，在逆变器3的输出为正负非对称的电流(电压)的情况下，有时会产生轻负载条件下的主变压器40的铁芯4d的偏磁,并产生磁饱和。由此，在电流传感器7、6的直流成分检测电路检测出正负非对称电流的情况下，通过对从逆变器驱动电路向逆变器3供给的开关信号进行修正，能够消除正负非对称电流，防止磁饱和。另外，防止该磁饱和的构成记载在专利文献I中，所以这里省略详细的说明。另外，在本实施方式中，在2个并联的一次线圈的电缆中分别配置电流传感器7、6的理由如下。例如在逆变器输出电缆Ila误布线或断线，在主变压器的一次线圈4a中没有电流流过的情况下，该部分的电流在主变压器一次线圈4b中流过，主变压器一次线圈的容许以上的电流流过，所以任一个电流传感器例如仅仅是电流传感器6也能够检测该情况。即，通过检测电流传感器6的检测电流比规定值大，超过阈值这一情况，能够由I个电流传感器6检测。但是，在低输出时即不太需要电流的输出条件的情况下，即使在单方中流过2倍的电流，也有时达不到阈值，在该情况下，不能够检测出异常。在本实施方式中，为了解决该问题，配置2个电流传感器7、6，通过使用相加后的电流值来进行判定，即使是在低输出时，也能够进行异常的检测。如以上，本实施方式时常检测逆变器输出电缆的误布线或断线，并进一步检测电气部件等的劣化、初始不良导致的逆变器电流异常，使装置停止，并能够显示异常部位，从而能够避免装置损坏于未然，并将其恢复。(第二实施方式)在第二实施方式中，将第一实施方式的两个电流传感器中的一个作为交流电流传感器17，并按照图8这样来对其进行配置，由此通过简单的电路构成的控制部22来进行错误判定以及异常线的检测。交流电流传感器17为了检测对流入高电压产生装置4内的主变压器一次线圈4b的电流B和从一次线圈4a出来的电流A相减后得到 的“电流A-电流B”，而使电缆Ila和电缆IOb这2根电缆位于交流电流传感器17的线圈内侧，这样来进行配置。通过检测流过线圈的电流，来检测“电流A-电流B”。电流传感器6与第一实施方式相同地按照以相反的相位来检测电缆Ilb的电流B的方式进行配置。交流电流传感器17以及电流传感器6与控制部22连接。由于交流电流传感器17检测将电流A和B相减后得到的“电流A-电流B”，所以控制部22不具备第一实施方式的控制部21的加法器13。此外，向AD转换器33输入电流传感器6的输出电流。基于控制部22的误布线、断线、劣化等的异常检测以及异常部位的判定方法由于与第一实施方式相同，所以省略说明。在第二实施方式中，通过使用交流电流传感器17，能够检测将电流A和B相减后得到的“电流A-电流B”。由此，没有必要如第一实施方式这样，如采用加法器对通过电流传感器7、6分别检测到的电流值进行相加的情况这样，为了使2个电流传感器7、6的输出值精度良好地一致，而使用高精度的传感器来作为电流传感器7、6。由此，能够使用小型且价低的传感器来作为交流电流传感器17。另外，在上述实施例中，将安装有上述交流电流传感器17的电缆作为IObUla来说明，但是当然也可以作为电缆10a、llb。(第三实施方式)上述第一实施方式的电力转换装置是将主变压器40的2个一次线圈4a、4b与逆变器3并联连接的构造，但是在第三实施方式中，构成为将3个一次线圈4a、4b、4c与逆变器3的输出端子3a、3b连接。如图10中示出逆变器3的逆变器电路和高电压产生装置4的主变压器40的构造，第三一次线圈4c通过往电缆12a以及返电缆12b与逆变器3连接。与第一实施方式相同地，在一次线圈4a的往电缆IOa以及一次线圈4b的返电缆Ilb中分别安装电流传感器7以及6。在一次线圈4c的往电缆12a中安装电流传感器8。此时，电流传感器7与第一实施方式相同地，按照将从往电缆IOa向返电缆IOb流动的电流A作为正的振幅来检测的方式进行安装。电流传感器8也同样地，按照将从往电缆12a向返电缆12b流动的电流C作为正的振幅来检测的方式进行安装。电流传感器6将从往电缆Ila向返电缆Ilb流动的电流B作为负的振幅、即以与电流传感器7以及8相反的相位进行检测的方式来设定安装的方向。控制部23进行电缆的断线等的错误检测以及断线了的电缆的确定。图11示出控制部23的构造。控制部23具备与第一实施方式的控制部21相同的加法器13、比较器14、15、以及加法器113、比较器114、115。此外，控制部23的CPU30除了错误检测部31、异常线检测部32、AD转换器33以外，还具备错误检测部131。其他的构成与第一实施方式相同。
说明控制部23的动作。加法器13以及比较器14、15的动作与第一实施方式的控制部21相同，将电流传感器7以及电流传感器6的输出相加，并将加法结果与预定的负以及正的阈值进行比较，在比负的阈值小或者比正的阈值大的情况下，错误检测部31判定为在一次线圈4a或者一次线圈4b的电缆中产生断线等，没有电流流过。另一方面，电流传感器8测定向一次线圈4c的往电缆12a的电流C。加法器113以及比较器14、15将电流传感器6和电流传感器8的输出进行相加来求取“电流C-电流B”，并将加法结果与预定的负以及正的阈值进行比较，在比负的阈值小或者比正的阈值大的情况下，错误检测部131判定为，在一次线圈4b或者一次线圈4c的电缆中产生断线，没有电流流过。另外，在比较器14以及114中设定的负的阈值是相同的值，在比较器15以及115中设定的正的阈值是相同的值。异常线检测部32如图12中示出的流程这样进行判定，判别在哪个电缆中产生异 常。首先，异常线检测部通过取入错误检测部31以及131的输出，加法器13、113的输出超过阈值而判定错误是仅仅判定错误检测部31、或者仅仅判定错误检测部131、或者判定双方(步骤 121、122、123)。说明仅仅错误检测部31检测出错误的情况(步骤121)。异常线检测部32从AD转换器33中取入将电流传感器6输出的电流B”转换为数字信号后的值，判别在电流传感器6中是否流过电流(步骤124)。在电流传感器6中没有流过电流的情况下，错误检测部31的错误是检测一次线圈4b的电缆IlaUlb的误连接或者断线。能够判定为在一次线圈4a的电缆10a、10b中没有异常。此外，无论在一次线圈4b的电缆IlaUlb中是否是没有流过电流，由于错误检测部131没有检测出错误，所以能够判定为在一次线圈4c的电缆12a、12b中也没有流过电流。根据以上，异常线检测部32判定为产生误连接或者断线的是电流B的路径(一次线圈4b或者电缆IlaUlb)以及电流C的路径(一次线圈4c或者电缆12a、12b)这两者(步骤125)。另一方面，在步骤124中流过电流B的情况下，进入步骤126，与第一实施方式的图7的步骤74相同地，判定加法器13输出的“电流A-电力B”的波形与电流传感器6检测出的电流B”是相同相位还是不同相位。并且，与第一实施方式的步骤75、76相同地，在由加法器13相加的“电流A-电流B”的波形与电流传感器6检测出的电流B”相同相位的情况下，判定为电流A的路径的劣化或者断线。S卩，电流A流过的电缆IOa或者IOb的误布线或断线或劣化、或者一次线圈4a断线或劣化，并进一步判定为供给电流A的逆变器3的晶体管等的电气部件的劣化(步骤127)。另一方面，在步骤126中，在电流A、B相加后的“电流A-电流B”的波形与电流传感器6检测出的电流B”不同相位的情况下，与第一实施方式的步骤76相同地，判定为电流B的路径的劣化。即，判定为电流B流过的电缆Ila或Ilb的劣化、或者一次线圈4b的劣化，并进一步判定为供给电流B的逆变器3的晶体管等的电气部件的劣化(步骤128)。接着，说明仅仅错误检测部131检测出错误的情况(步骤122)。该情况下，异常线检测部32取入电流传感器6的输出，判别电流B是否在电流传感器6中流过(步骤129)。在电流传感器6中没有电流流过的情况下，与上述步骤125相同地，异常线检测部32判定产生误连接或断线的是电流B的路径(一次线圈4b或者电缆IlaUlb)以及电流A的路径(一次线圈4a或者电缆10a、10b)这两者(步骤130)。另一方面，在步骤124中流过电流B的情况下，进入步骤132，判定由加法器13相加后的“电流C-电流B”的波形与电流传感器6检测出的电流B”是相同相位还是不同相位。并且，与步骤127相同地，在由加法器131相加后的“电流C-电流B”的波形与电流传感器6检测出的电流B”相同相位的情况下，判定为电流C的路径的劣化或断线。即，判定为电流C流过的电缆12a或12b的误布线或断线或劣化、或者一次线圈4c断线或劣化，还进一步判定为供给电流C的逆变器3的晶体管等的电气部件的劣化(步骤133)。另一方面，在步骤132中，在“电流C-电流B”的波形与电流传感器6检测出的 电流B”不同相位的情况下，与步骤128相同地，判定为电流B的路径的劣化。即，判定为
电流B流过的电缆Ila或Ilb的劣化、或者一次线圈4b的劣化，并进一步判定为供给电流B的逆变器3的晶体管等的电气部件的劣化(步骤134)。 接着，说明错误检测部31以及131双方检测出错误的情况(步骤123)。异常线检测部32取入电流传感器6的输出，判定在电流传感器6中是否流过电流(步骤135)。在电流传感器6中没有流过电流的情况下，错误检测部31的错误是检测出一次线圈4b的电缆IlaUlb的误连接或断线，能够判定为在一次线圈4a的电缆10a、10b中没有异常。此外，由于错误检测部131也检测出错误，所以能够判定为在一次线圈4c的电缆12a、12b中没有异常。根据以上，异常线检测部32判定为产生误连接或断线的是电流B的路径(一次线圈4b或者电缆IlaUlb)(步骤136)。另一方面，在步骤135中流过电流B的情况下，进入步骤137、138，对由加法器13相加后的“电流A-电流B”的波形、由加法器113相加后的“电流C-电流B”的波形、电流传感器6检测出的电流B”的波形这三者进行比较，判定是相同相位还是不同相位(步骤137)。由加法器13相加后的“电流A-电流B”的波形的相位如第一实施方式所说明的，通过与+阈值比较的比较器15和与-阈值比较的比较器14哪一个先输出超过阈值的信号来进行判断。同样地，由加法器113相加后的“电流C-电流B”的波形的相位通过与+阈值比较的比较器115和与-阈值比较的比较器114哪一个先输出超过阈值的信号来判断。在“电流A-电流B”的波形与“电流C-电流B”相位是相同相位，并且与电流B”也是相同相位的情况下，能够判定为电流B的大小(振幅)比电流A、C大，所以判定为在电流A的路径以及电流C的路径中产生了劣化或断线(步骤139)。此外，在“电流A-电流B”的波形与“电流C-电流B”的波形为相同相位，但是与 电流B”的相位为不同相位的情况下，能够判定为电流B的大小(振幅)比电流A、C小，
所以判定为在电流B的路径中产生了劣化或断线(步骤140)。此外，在“电流A-电流B”的波形与“电流C-电流B”的波形为不同相位，且“电流A-电流B”的波形与电流B”为相同相位的情况下，能够判定为电流B的大小(振幅)比电流A大，并且电流C的大小比电流B大，所以判定为在电流A的路径中产生了劣化或断线，在电流B的路径中产生了劣化(步骤141)。此外，在“电流A-电流B”的波形与“电流C-电流B”的波形为不同相位，并且“电流A-电流B”的波形与电流B”的波形为不同相位的情况下，能够判定为电流A的大小(振幅)比电流B大，并且电流B的大小比电流C大，所以判定为在电流C的路径中产生了劣化或断线，在电流B的路径中产生了劣化(步骤142)。
这样，根据本实施方式，通过将3个一次线圈4a、4b、4c并联连接，与一次线圈为I个的情况相比，如果电缆的粗细等相同，则由于是能够供给3倍的大电流的构成，所以能够判别3个电流A、B、C的路径(一次线圈4a、4b、4c或者与它们连接的电缆)的异常(误布线或断线或劣化)的有无、和有异常的电流路径线。由此，控制部23判断为逆变器电流为异常，使装置安全停止，并能够显示异常部位等。在本实施方式中，说明了一次线圈为3个的情况，但是一次线圈为4个以上的情况也同样能够适用。(第四实施方式) 在第四实施方式中，取代第三实施方式的3个电流传感器6、7、8中的2个电流传感器7、8，使用交流电流传感器27、28，通过如图13这样来配置它们，从而通过简单的电路构成的控制部24来进行错误判定以及异常线的检测。交流电流传感器27将从一次线圈4a出来的电流A和从一次线圈4b流入的电流B相减后检测“电流A-电流B”，使电缆IOb和电缆Ila这2根电缆位于交流电流传感器27的线圈内侧，这样来进行配置。交流电流传感器28将从一次线圈4c出来的电流C和流入一次线圈4b的电流B相减后检测“电流C-电流B”，使电缆12b和电缆Ila这2根电缆位于交流电流传感器28的线圈内侧，这样来进行配置。电流传感器6与第三实施方式相同地，按照以相反的相位来检测电缆Ilb的电流B的方式来配置。交流电流传感器27、28以及电流传感器6与控制部24连接。图14示出控制部24的电路构成。控制部24虽然如图14所示是与第三实施方式的控制部23 (图11)相同的构成，但是不具备加法器13、113。这是因为交流电流传感器27、28分别对“电流A-电流B”以及“电流C-电流B”进行检测。其他构成由于与第三实施方式相同，所以省略说明。控制部24的动作除了不具备加法器13、113以外，与第三实施方式的控制部23相同，进行误布线或断线的有无以及产生误布线或断线的电缆(线)的判定。由此，控制部24判断为逆变器电流为异常，安全使装置停止，并能够显示存在异常的线等。如上所述，在第四实施方式中，通过使用交流电流传感器27、28，与第三实施方式相比较，通过简单构成的控制部24，能够检测电缆误布线或者断线。此外，通过使用交流电流传感器27、28，能够检测进行了减法运算的电流，所以如第一实施方式这样，在由加法器对通过电流传感器6、7、8分别检测出的电流值进行相加的情况下，不必使用高精度的传感器作为电流传感器。由此，能够使用小型且价低的传感器作为交流电流传感器27、28。(第五实施方式)作为第五实施方式，采用图15说明使用了之前讲述的第一 第四实施方式的电力转换装置的X射线高电压装置。本实施方式的X射线高电压装置70如图15所示，具有整流电路2、逆变器3、高电压产生装置4、以及控制电路73。将X射线管5与高电压产生装置4连接。控制电路73包括逆变器驱动电路部3a、细丝加热电路731、以及阳极驱动电路732。整流电路2、逆变器3、以及高电压产生装置4构成电力转换装置，该构造是第一 第四实施方式中的任一个构成。
细丝加热电路731对X射线管5的细丝进行加热。由此，从由X射线管5加热后的细丝飞出热电子，通过与阳极产生冲撞而生成热和X射线。热电子进行冲撞的阳极由于其热容量非常大，所以能够使用使阳极自身旋转使能量分散从而增大热容量的一般的构造。X射线管5的阳极包容在真空容器内，对通过从真空容器外给出旋转磁场而被隔离的阳极进行旋转驱动。阳极驱动电路732是供给用于产生旋转磁场的电力的电路。这样构成的X射线高电压装置70从操作者受理向X射线管5供给的管电压和管电流的设定，以使控制电路73成为设定值，这样来控制逆变器3。通过使用本实施方式的X射线高电压装置，能够构成X射线CT装置和伦琴射线装置。由此，能够提供一种在X射线管5中能够实现大电流供给且安全性较高的X射线CT装置和伦琴射线装置。(第六实施方式) 作为第六实施方式，采用图16来说明使用了上述第五实施方式的X射线高电压装置 70 的 X 射线 CT (Computer Tomography)装置。图16是应用本发明的X射线CT装置301的整体构成图。该装置具备扫描构台部300和操作台320。扫描构台部300具备X射线管5、旋转圆盘302、准直仪303、X射线检测器306、数据收集装置307、卧台305、构台控制装置308、卧台控制装置309、以及X射线高电压装置70。X射线管5是对搭载在卧台305上的被检测体照射X射线的装置。准直仪303是控制从X射线管5照射的X射线的照射范围的装置。X射线检测器306是与X射线管5相对配置并检测透过被检测体的X射线的装置。旋转圆盘302具备使搭载在卧台305上的被检测体进入的开口部304，并且具备搭载X射线管5和X射线检测器306并在被检测体的周围旋转的驱动部。X射线检测器306是将多个(例如1000个)检测元件配置在旋转圆盘302的旋转方向(也称为通道方向)上的构成。多个检测元件在将旋转方向的排列设为I列时，也可以将该列在旋转圆盘302的旋转轴方向(也称为切片方向)上排列多列(例如64列)。X射线高电压装置70是向X射线管5供给管电压和管电流的装置，使用第五实施方式的X射线高电压装置70。数据收集装置307是将由X射线检测器306检测到的X射线转换为规定的电信号的装置。构台控制装置308是控制旋转圆盘302的旋转的装置。卧台控制装置309是控制卧台305的上下运动以及前后运动(旋转圆板302的旋转轴方向的移动)的装置。操作台320具备输入装置321、图像运算装置322、显示装置325、存储装置323、以及系统控制装置324。输入装置321是用于输入被检测体姓名、检查日期时间、拍摄条件等的装置，具体来说，是键盘和指示设备等。图像运算装置322是对从数据收集装置307送出的测量数据进行运算处理从而进行CT图像重构的装置，具体来说，是执行运算处理的CPU (Central Processing Unit)或者专用的运算电路。显示装置325是显示由图像运算装置322作成的CT图像的装置，具体来说，是CRT (Cathode RayTube)或液晶显示器等。存储装置323是存储由数据收集装置307收集的数据以及由图像运算装置322作成的CT图像的图像数据的装置，具体来说，是HD(Hard Disk)等。系统控制装置324是控制这些装置以及构台控制装置308、卧台控制装置309、X射线高电压装置70的装置。X射线管5供给由X射线高电压装置70控制的管电流以及管电压，并照射X射线，以便成为从输入装置321输入的拍摄条件(管电压和管电流等)。X射线高电压装置70为了能够向X射线管5供给较大的管电流，而能够照射较大强度的X射线。从X射线管5照射并透过被检测体的X射线由X射线检测器306的X射线检测元件检测。在该期间，旋转圆板302通过使X射线管5和X射线检测器306进行旋转，由此从被检测体的各方向照射X射线，并进行检测。旋转圆盘302的旋转速度由构台控制装置308进行控制，以便成为从输入装置321输入的拍摄条件(扫描速度等)。此外，在照射并检测X射线的期间，卧台305通过卧台控制装置309的控制使被检测体在体轴方向上进行移动，并进行动作以便成为从输入装置321输入的拍摄条件(螺旋倾斜等)。X射线检测器306的输出信号由数据收集装置307进行收集。由数据收集装置307收集到的投影数据送出至图像运算装置322。图像运算装置322对投影数据进行重构运算，成为CT图像。重构后的CT图像显示在显示装置325中，并且与拍摄条件一起作为图像数据而存储在存储装置323中。在本实施方式的X射线CT装置中，通过使用本发明的X射线高电压装置70而能够向X射线管5供给大电流，并且能够安全运转。(第七实施方式)作为第七实施方式，采用图17说明使用了第五实施方式的X射线高电压装置的X射线拍摄装置。如图17所示，本实施方式的X射线拍摄装置405跨越X射线检查室的操作室401和拍摄室402而设置。医院的X射线检查室的操作室401和拍摄室402由针对X射线的防护壁403隔离。在防护壁403中设置由铅玻璃形成的窗户404。在拍摄室402中设置X射线拍摄装置405的主要构成。具体来说，分别在规定的位置设置X射线管5、X射线管支持装置410、准直仪411、X射线显像装置412a、412b、X射线高电压装置70、以及控制装置413。X射线管5是产生向被检测体照射的X射线的装置。X射线高电压装置70向X射线管5供给设定的管电压以及管电流。X射线高电压装置70由于是第七实施方式的装置，所以这里省略针对其详细构造的说明。X射线管支持装置410具有L字型的伸缩部415，该伸缩部415具有在图17的纸面上下方向上能够伸缩的构造。在伸缩部415的L字型的端部保持X射线管5。X射线管支持装置410安装在配设在天花板416上的横杆417上。X射线管支持装置410为能够沿 着横杆417在图17的纸面左右方向上进行移动的构造。准直仪411决定X射线的照射视野。X射线显像装置412a、412b是接受透过被检测体的X射线的装置，在本实施方式中配置2台。一个X射线显像装置412a是用于按照立位的状态来拍摄被检测体的装置，另一个X射线显像装置412b是用于按照被检测体为横向的状态来进行拍摄的装置。立位用的X射线显像装置412a构成为具有装入胶片和成像板的拍摄用盒子419、和用于支持该拍摄用盒子419的支持台420。卧位用的X射线显像装置412b包括拍摄台422、和配置在其内部且装入胶片和成像板的拍摄用盒子421。在使用立位用的X射线显像装置412a的情况下，如图21所示，朝向立位用的X射线显像装置412a来横向配置X射线管5和准直仪411，在使用卧位用的X射线显像装置412b的情况下，将X射线管和准直仪411朝向下方，朝向X射线显像装置412b来照射X射线。另夕卜，也可以构成为，取代拍摄用盒子419、421，将图像增强器(imageintensifier)和TV照相机组合起来按照动画形式输出X射线图像的构成、和具备平面面板探测器(FPD :flat panel detector)来输出X射线图像的构成。在操作室401中设置操作器406。该操作器406构成为具有操作台407、和支持操作台407的支持台408。操作台407包括从操作者受理X射线管5的管电压、管电流、拍摄时间等的拍摄条件的设定的操作部、以及显示部。在显示部中显示受理的设定条件、和X射线显像装置412a、412b接受到的图像。此外，在操作台407中设置用于使X射线高电压装置70动作的开关、用于调节准直仪411的开闭量的操作按钮等。控制装置413分别控制上述各个装置，并且进行X射线显像装置412a、412b接受到的图像的显示控制。此外，在控制装置413中内置存储装置，并保存拍摄条件和拍摄图像。此外，在本实施方式的X射线拍摄装置中，通过使用本发明的X射线高电压装置70，能够向X射线管5供给较大的管电流，并且能够进行安全运转。符号说明I商用电源2升降压整流电路3逆变器4高电压产生装置4a 4c 一次线圈4d 铁芯5X射线管6、7、8 电流传感器13、113 加法器14、15、114、115 比较器17、27、28交流电流传感器21、22、23、24 控制部30 CPU31、131错误检测部32异常线检测部33 AD 转换器40变压器70 X射线高电压装置200逆变器控制部300扫描构台302旋转圆盘303准直仪305 卧台306 X射线检测器、
307数据收集装置308构台控制装置309卧台控制装置320操作台321输入装置322图像运算装置323存储装置324系统控制装置
325显示装置401操作室402拍摄室403防护壁404窗405X射线拍摄装置406操作器407操作台408支持台410X射线管支持装置411准直仪412a,412b X射线显像装置413控制装置415伸缩部416天花板417横杆419拍摄用盒子420支持台421拍摄用盒子422拍摄台731细丝加热电路732阳极驱动电路
权利要求
1.一种电力转换装置，具有 逆变器，其将直流输出转换为规定频率的交流电压；以及 高电压产生部，其接受来自上述逆变器的输出端子的输出并升压至希望的直流高电压， 上述高电压产生部包括具备一次线圈和二次线圈的变压器，上述一次线圈为多个，该多个一次线圈通过与各一次线圈的两端连接的导线而与上述逆变器的输出端子并联连接，上述电力转换装置包括 电流传感器，其检测分别在多个上述一次线圈中流过的电流；以及 控制部，其基于该电流传感器的值，判定上述逆变器和上述一次线圈的路径的异常。
2.根据权利要求I所述的电力转换装置，其特征在于， 上述控制部在判定为上述异常时，根据上述电流传感器的输出，在多个上述一次线圈中的任一个中变成没有电流流过或者比其他的一次线圈的电流值小的情况下，判定为异堂巾o
3.根据权利要求I所述的电力转换装置，其特征在于， 上述控制部在判定为上述异常时，向控制上述逆变器的逆变器控制部输出用于停止上述逆变器的信号。
4.根据权利要求2所述的电力转换装置，其特征在于， 上述电流传感器检测流入多个上述一次线圈中的任一个一次线圈的电流、和从另外一个一次线圈流出的电流， 上述控制部对上述电流传感器检测到的2个上述电流的大小进行减法运算，在减法运算结果超过预定的阈值的情况下，判定为异常。
5.根据权利要求2所述的电力转换装置，其特征在于， 上述电流传感器检测对流入多个上述一次线圈中的任一个一次线圈的电流和从另外一个一次线圈流出的电流的大小进行相减后得到的电流， 上述控制部在上述电流传感器检测到的电流比预定的阈值大的情况下，判定为异常。
6.根据权利要求5所述的电力转换装置，其特征在于， 上述电流传感器是具有线圈并检测流过上述线圈的电流的交流电流传感器，其中，该线圈将向任一个上述一次线圈提供电流的导线和从另外一个上述一次线圈使电流回流的导线双方配置在内侧空间。
7.根据权利要求4所述的电力转换装置，其特征在于， 上述控制部在判定为上述异常的情况下，基于是否在多个上述一次线圈中的任一个一次线圈中流过电流，来确定未流过上述电流的一次线圈。
8.根据权利要求5所述的电力转换装置，其特征在于， 上述控制部在判定为上述异常的情况下，基于是否在多个上述一次线圈中的任一个一次线圈中流过电流，来确定未流过上述电流的一次线圈。
9.一种X射线CT装置，具有 圆盘，其具备用于插入被检测体的开口 ； X射线管以及X射线检测器，该X射线管以及X射线检测器分别搭载于夹着圆盘的上述开口而对置的位置；X射线高电压装置，其向上述X射线管提供直流电力；卧台，其搭载被检测体并插入上述圆板的开口 ；以及旋转驱动部，其使上述圆盘旋转，上述X射线高电压装置包括权利要求I所述的电力转换装置。
10.一种X射线拍摄装置，具有X射线管；X射线显像部，其检测透过被检测体的X射线；以及X射线高电压装置，其向上述X射线管提供直流电力，上述X射线高电压装置包括权利要求I所述的电力转换装置。
全文摘要
为了提供能够实现大电流化的电力转换装置，本发明的电力转换装置具有逆变器(3)，其将直流输出转换为规定频率的交流电压；以及高电压产生部(4)，其接受来自逆变器的输出端子的输出，并将其升压至希望的直流高电压；高电压产生部(4)的变压器的一次线圈为多个，多个一次线圈与逆变器的输出端子并联连接。由此，由于能够分别向并联的多个一次线圈提供电流，所以能够实现大电流提供。由电流检测器(17、6)检测分别流过多个一次线圈的电流。控制部(22)根据电流传感器的输出，在多个一次线圈中的任一个中没有电流流过的情况下，判定为异常。
文档编号H05G1/32GK102754326SQ20118000872
公开日2012年10月24日 申请日期2011年2月8日 优先权日2010年2月9日
发明者堂本拓也, 桶田隆继, 饭岛浩和 申请人:株式会社日立医疗器械