(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023110710
(43)【公開日】2023-08-09
(54)【発明の名称】医療用Ｘ線電源装置
(51)【国際特許分類】
H05G 1/58 20060101AFI20230802BHJP
H05G 1/20 20060101ALI20230802BHJP
A61B 6/00 20060101ALI20230802BHJP
【ＦＩ】
H05G1/58
H05G1/20
A61B6/00 320Z
【審査請求】有
【請求項の数】3
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022012312
(22)【出願日】2022-01-28
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2022-06-08
(71)【出願人】
【識別番号】000103976
【氏名又は名称】株式会社オリジン
(74)【代理人】
【識別番号】100119677
【弁理士】
【氏名又は名称】岡田 賢治
(74)【代理人】
【識別番号】100160495
【弁理士】
【氏名又は名称】畑 雅明
(74)【代理人】
【識別番号】100173716
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 真理
(74)【代理人】
【識別番号】100115794
【弁理士】
【氏名又は名称】今下 勝博
(72)【発明者】
【氏名】増田 正
(72)【発明者】
【氏名】三村 隆之
(72)【発明者】
【氏名】半田 清高
(72)【発明者】
【氏名】三保谷 博
(72)【発明者】
【氏名】富田 光
(72)【発明者】
【氏名】須藤 卓也
(72)【発明者】
【氏名】石井 浩司
(72)【発明者】
【氏名】岡野 晃平
(72)【発明者】
【氏名】木暮 克己
(72)【発明者】
【氏名】熊倉 大地
(72)【発明者】
【氏名】小林 弘昌
(72)【発明者】
【氏名】高橋 勘成
(72)【発明者】
【氏名】征矢 正治
(72)【発明者】
【氏名】高仲 信
【テーマコード（参考）】
4C092
4C093
【Ｆターム（参考）】
4C092AA01
4C092AB13
4C092AB27
4C092AC01
4C092BB35
4C092CC08
4C092CD03
4C092CG08
4C092CH07
4C093CA32
4C093FA14
(57)【要約】
【課題】モードによって定格出力が大きく異なるような交流電力の制御が可能な、小型且つ効率の高い医療用Ｘ線電源装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明に係る医療用Ｘ線電源装置３０１は、Ｘ線管球ＥＤＴが出力するＸ線で、被写体を透視する透視モードと被写体を撮影する撮影モードを有するＸ線装置に電力を供給する医療用Ｘ線電源であって、透視モードと撮影モードとで周波数を違えた交流を出力するインバータｉｎｖと、一次側に入力された交流を二次側に接続されるＸ線管球ＥＤＴに出力するトランスＴｒと、インバータｉｎｖとトランスＴｒの一次側とを接続する共振回路ＲＣと、を備え、共振回路ＲＣは、透視モードの周波数で共振する経路Ｐ１、撮影モードの周波数で共振する経路Ｐ２、及び透視モードのときに経路Ｐ１を選択し、撮影モードのときに経路Ｐ２を選択するスイッチＳＷを有することを特徴とする。
【選択図】図１
【解決手段】本発明に係る医療用Ｘ線電源装置３０１は、Ｘ線管球ＥＤＴが出力するＸ線で、被写体を透視する透視モードと被写体を撮影する撮影モードを有するＸ線装置に電力を供給する医療用Ｘ線電源であって、透視モードと撮影モードとで周波数を違えた交流を出力するインバータｉｎｖと、一次側に入力された交流を二次側に接続されるＸ線管球ＥＤＴに出力するトランスＴｒと、インバータｉｎｖとトランスＴｒの一次側とを接続する共振回路ＲＣと、を備え、共振回路ＲＣは、透視モードの周波数で共振する経路Ｐ１、撮影モードの周波数で共振する経路Ｐ２、及び透視モードのときに経路Ｐ１を選択し、撮影モードのときに経路Ｐ２を選択するスイッチＳＷを有することを特徴とする。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
Ｘ線管球が出力するＸ線で、被写体を透視する透視モードと前記被写体を撮影する撮影モードを有するＸ線装置に電力を供給する医療用Ｘ線電源であって、
前記透視モードと前記撮影モードとで周波数を違えた交流を出力するインバータと、
一次側に入力された交流を二次側に接続される前記Ｘ線管球に出力するトランスと、
前記インバータと前記トランスの一次側とを接続する共振回路と、
を備え、
前記共振回路は、前記透視モードの周波数で共振する第１の経路、前記撮影モードの周波数で共振する第２の経路、及び前記透視モードのときに前記第１の経路を選択し、前記撮影モードのときに前記第２の経路を選択するスイッチを有することを特徴とする医療用Ｘ線電源。
前記透視モードと前記撮影モードとで周波数を違えた交流を出力するインバータと、
一次側に入力された交流を二次側に接続される前記Ｘ線管球に出力するトランスと、
前記インバータと前記トランスの一次側とを接続する共振回路と、
を備え、
前記共振回路は、前記透視モードの周波数で共振する第１の経路、前記撮影モードの周波数で共振する第２の経路、及び前記透視モードのときに前記第１の経路を選択し、前記撮影モードのときに前記第２の経路を選択するスイッチを有することを特徴とする医療用Ｘ線電源。
【請求項2】
前記第１の経路は、第１インダクタンス手段、及び第１コンデンサと第２インダクタンス手段とが並列する並列回路を有し、前記第１インダクタンス手段と前記並列回路とが直列に接続され、前記透視モードの周波数で前記第１コンデンサと前記第２インダクタンス手段とが並列共振することを特徴とし、
前記第２の経路は、第３インダクタンス手段及び第２コンデンサが直列に接続され、前記撮影モードの周波数で前記第３インダクタンス手段と前記第２コンデンサとが直列共振することを特徴とする
請求項１に記載の医療用Ｘ線電源。
前記第２の経路は、第３インダクタンス手段及び第２コンデンサが直列に接続され、前記撮影モードの周波数で前記第３インダクタンス手段と前記第２コンデンサとが直列共振することを特徴とする
請求項１に記載の医療用Ｘ線電源。
【請求項3】
前記共振回路は、前記第１の経路と前記第２の経路とが共有する第１インダクタンス手段を有しており、
前記第１の経路は、第１コンデンサと第２インダクタンス手段とが並列する並列回路を有し、前記第１インダクタンス手段と前記並列回路とが直列に接続され、前記透視モードの周波数で前記第１コンデンサと前記第２インダクタンス手段とが並列共振することを特徴とし、
前記第２の経路は、第２コンデンサを有し、前記第１インダクタンス手段と前記第２コンデンサとが直列に接続され、前記撮影モードの周波数で前記第１インダクタンス手段と前記第２コンデンサとが直列共振することを特徴とする
請求項１に記載の医療用Ｘ線電源。
前記第１の経路は、第１コンデンサと第２インダクタンス手段とが並列する並列回路を有し、前記第１インダクタンス手段と前記並列回路とが直列に接続され、前記透視モードの周波数で前記第１コンデンサと前記第２インダクタンス手段とが並列共振することを特徴とし、
前記第２の経路は、第２コンデンサを有し、前記第１インダクタンス手段と前記第２コンデンサとが直列に接続され、前記撮影モードの周波数で前記第１インダクタンス手段と前記第２コンデンサとが直列共振することを特徴とする
請求項１に記載の医療用Ｘ線電源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、Ｘ線管球に直流電力を供給する医療用Ｘ線電源装置に関する。
【背景技術】
【0002】
Ｘ線を利用する医療装置には、レントゲン撮影のように撮影モードとカテーテル検査のように透視モードの双方を実現する装置がある。ここで、撮影モードの場合、短時間（例えば０．１秒）であるが、大きな定格出力（例えば８０ｋＷから１００ｋＷ）が必要であり、透視モードの場合、小さな定格出力（例えば２５Ｗから１ｋＷ）を連続で出力することが必要となる。このように、１台の医療装置で撮影モード（大出力電力モード）と透視モード（小出力電力モード）の双方を実現させようとすると、定格出力が４０００倍も異なり、当該装置に供給する交流電力の制御が困難である。
【0003】
モードによって定格出力が大きく異なる場合の交流電力の制御について、コンデンサとインダクタンスとの共振を利用することが知られている（例えば、特許文献１の図２を参照。）。インバータの出力周波数を共振周波数に近づけることで大出力電力モードとなり、逆にインバータの出力周波数を共振周波数から遠ざけることで小出力電力モードとなる。
【0004】
また、特許文献１では、小出力電力モードのときにインバータの出力周波数が可聴周波数域まで低下すると騒音となるという課題に対し、小出力電力モード時のインバータの出力周波数を可聴周波数域より上に固定し、インバータに入力する直流電圧を下げることで実現することも開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平０６－３１０２９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献１のような電源装置は、サイリスタを利用してインバータへ入力する直流電圧を下げていること（サイリスタ回路の追加）、及びインバータをパルス幅制御すること（スイッチングロスの発生）で小出力電力を実現しているため、装置の小型化及び小出力電力時の効率の向上が困難という課題がある。
【0007】
そこで、本発明は、前記課題を解決するために、モードによって定格出力が大きく異なるような交流電力の制御が可能な、小型且つ効率の高い医療用Ｘ線電源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成するために、本発明に係る医療用Ｘ線電源装置は、小出力電力モード用の共振回路と大出力電力モード用の共振回路を有し、モード毎にインバータの出力周波数を違え、且つスイッチでそれぞれのモードの共振回路へ切り替えることとした。
【0009】
具体的には、本発明に係る医療用Ｘ線電源装置は、Ｘ線管球が出力するＸ線で、被写体を透視する透視モードと前記被写体を撮影する撮影モードを有するＸ線装置に電力を供給する医療用Ｘ線電源であって、
前記透視モードと前記撮影モードとで周波数を違えた交流を出力するインバータと、
一次側に入力された交流を二次側に接続される前記Ｘ線管球に出力するトランスと、
前記インバータと前記トランスの一次側とを接続する共振回路と、
を備え、
前記共振回路は、前記透視モードの周波数で共振する第１の経路、前記撮影モードの周波数で共振する第２の経路、及び前記透視モードのときに前記第１の経路を選択し、前記撮影モードのときに前記第２の経路を選択するスイッチを有することを特徴とする。
前記透視モードと前記撮影モードとで周波数を違えた交流を出力するインバータと、
一次側に入力された交流を二次側に接続される前記Ｘ線管球に出力するトランスと、
前記インバータと前記トランスの一次側とを接続する共振回路と、
を備え、
前記共振回路は、前記透視モードの周波数で共振する第１の経路、前記撮影モードの周波数で共振する第２の経路、及び前記透視モードのときに前記第１の経路を選択し、前記撮影モードのときに前記第２の経路を選択するスイッチを有することを特徴とする。
【0010】
本医療用Ｘ線電源装置は、小出力電力モード用の共振回路（第１の経路）を備える。小出力電力モード用の共振回路を並列共振させることで、サイリスタを利用してインバータへ入力する直流電圧を下げること、及びインバータをパルス幅制御することなく小出力電力を実現できる。すなわち、サイリスタ回路が不要で小型化でき、且つ小出力電力時の変換効率の向上を図ることができる。なお、小出力電力モード用の共振回路の共振周波数を可聴周波数域より上に設定することで騒音の課題も解決できる。
【0011】
従って、本発明は、モードによって定格出力が大きく異なるような交流電力の制御が可能な、小型且つ効率の高い医療用Ｘ線電源装置を提供することができる。
【発明の効果】
【0012】
本発明は、モードによって定格出力が大きく異なるような交流電力の制御が可能な、小型且つ効率の高い医療用Ｘ線電源装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明に関連する医療用Ｘ線電源装置を説明する図である。
【図2】本発明に関連する医療用Ｘ線電源装置を説明する図である。
【図3】インダクタンス手段とコンデンサの共振回路を説明する図である。
【図4】本発明に係る医療用Ｘ線電源装置を説明する図である。
【図5】本発明に係る医療用Ｘ線電源装置を説明する図である。
【図6】本発明に係る医療用Ｘ線電源装置を説明する図である。
【図7】本発明に係る医療用Ｘ線電源装置を説明する図である。
【図8】本発明に係る医療用Ｘ線電源装置のスイッチング周波数と出力モードとの関係を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【0015】
［実施形態１］
図１は、本実施形態の医療用Ｘ線電源装置３０１を説明する図である。医療用Ｘ線電源装置３０１は、Ｘ線管球ＥＤＴが出力するＸ線で、被写体を透視する透視モードと前記被写体を撮影する撮影モードを有するＸ線装置に電力を供給する医療用Ｘ線電源であって、
透視モードと撮影モードとで周波数を違えた交流を出力するインバータｉｎｖと、
一次側に入力された交流を二次側に接続されるＸ線管球ＥＤＴに出力するトランスＴｒと、
インバータｉｎｖとトランスＴｒの一次側とを接続する共振回路ＲＣと、
を備え、
共振回路ＲＣは、透視モードの周波数ｆ１で共振する第１の経路Ｐ１、撮影モードの周波数ｆ２で共振する第２の経路Ｐ２、及び透視モードのときに第１の経路Ｐ１を選択し、撮影モードのときに第２の経路Ｐ２を選択するスイッチＳＷを有することを特徴とする。
図１は、本実施形態の医療用Ｘ線電源装置３０１を説明する図である。医療用Ｘ線電源装置３０１は、Ｘ線管球ＥＤＴが出力するＸ線で、被写体を透視する透視モードと前記被写体を撮影する撮影モードを有するＸ線装置に電力を供給する医療用Ｘ線電源であって、
透視モードと撮影モードとで周波数を違えた交流を出力するインバータｉｎｖと、
一次側に入力された交流を二次側に接続されるＸ線管球ＥＤＴに出力するトランスＴｒと、
インバータｉｎｖとトランスＴｒの一次側とを接続する共振回路ＲＣと、
を備え、
共振回路ＲＣは、透視モードの周波数ｆ１で共振する第１の経路Ｐ１、撮影モードの周波数ｆ２で共振する第２の経路Ｐ２、及び透視モードのときに第１の経路Ｐ１を選択し、撮影モードのときに第２の経路Ｐ２を選択するスイッチＳＷを有することを特徴とする。
【0016】
本実施形態の第１の経路Ｐ１は、第１インダクタンス手段Ｌ１、第１コンデンサＣ１と第２インダクタンス手段Ｌ２とが並列する並列回路ＰＣを有し、第１インダクタンス手段Ｌ１と並列回路ＰＣとが直列に接続され、透視モードの周波数ｆ１で第１コンデンサＣ１と第２インダクタンス手段Ｌ２とが並列共振することを特徴とする。
本実施形態の第２の経路Ｐ２は、第３インダクタンス手段Ｌ３と第２コンデンサＣ２とが直列接続しており、撮影モードの周波数ｆ２で第３インダクタンス手段Ｌ３と第２コンデンサＣ２とが直列共振することを特徴とする。
本実施形態の第２の経路Ｐ２は、第３インダクタンス手段Ｌ３と第２コンデンサＣ２とが直列接続しており、撮影モードの周波数ｆ２で第３インダクタンス手段Ｌ３と第２コンデンサＣ２とが直列共振することを特徴とする。
【0017】
なお、図１ではスイッチＳＷが第１の経路Ｐ１に配置したスイッチＳＷ１と第２の経路Ｐ２に配置したスイッチＳＷ２の２つで構成されているが、スイッチＳＷは第１の経路Ｐ１と第２の経路Ｐ２を排他的に選択する１つのスイッチであってもよい。
【0018】
ここで、直列共振と並列共振の違いを図３で説明する。図３（Ａ１）はインダクタンス手段ＬとコンデンサＣが直列に接続する直列共振回路を説明する図である。電源Ｖがインダクタンス手段ＬとコンデンサＣの共振周波数ｆ０の交流を出力した場合、電源Ｖから見ると直列共振回路が短絡しているように見える（図３（Ａ２））。
【0019】
一方、図３（Ｂ１）はインダクタンス手段ＬとコンデンサＣが並列に接続する並列共振回路を説明する図である。電源Ｖがインダクタンス手段ＬとコンデンサＣの共振周波数ｆ０の交流を出力した場合、電源Ｖから見ると並列共振回路が解放しているように見える（図３（Ｂ２））。
【0020】
医療用Ｘ線電源装置３０１の共振回路ＲＣは、このような直列共振と並列共振の動作を利用している。第１の経路Ｐ１の共振周波数はｆ１である。第２の経路Ｐ２の共振周波数はｆ２である。ここで、ｆ１≠ｆ２である。
【0021】
インバータｉｎｖのスイッチング周波数をｆ１としてインバータｉｎｖが出力する交流の周波数をｆ１とし、スイッチＳＷで第１の経路Ｐ１を選択（ＳＷ１をオン、ＳＷ２をオフ）すると、第１の経路Ｐ１が並列共振し、図３（Ｂ２）のように解放状態となる。つまり、インバータｉｎｖのスイッチング周波数がｆ１であるときの医療用Ｘ線電源装置３０１の等価回路は図４のようになる。インバータｉｎｖからトランスＴｒへのインピーダンスが増大した状態となるので、インバータｉｎｖはＸ線管球ＥＤＴに対して小さな電力を供給することができる。
【0022】
一方、インバータｉｎｖのスイッチング周波数をｆ２としてインバータｉｎｖが出力する交流の周波数をｆ２とし、スイッチＳＷで第２の経路Ｐ２を選択（ＳＷ１をオフ、ＳＷ２をオン）すると、第２の経路Ｐ２が直列共振し、図３（Ａ２）のように短絡状態となる。つまり、インバータｉｎｖのスイッチング周波数がｆ２であるときの医療用Ｘ線電源装置３０１の等価回路は図５のようになる。インバータｉｎｖからトランスＴｒへのインピーダンスが低下した状態となるので、インバータｉｎｖはＸ線管球ＥＤＴに対して大きな電力を供給することができる。
【0023】
すなわち、透視モードでは、スイッチＳＷが第１の経路Ｐ１を選択し、インバータｉｎｖがコンデンサＣ１と第２インダクタンス手段Ｌ２とが共振状態となるような周波数ｆ１でスイッチングし、撮影モードでは、スイッチＳＷが第２の経路Ｐ２を選択し、インバータｉｎｖがコンデンサＣ２と第３インダクタンス手段Ｌ３とが共振状態となるような周波数ｆ２でスイッチングする。このように、医療用Ｘ線電源装置３０１は、インバータｉｎｖのスイッチング周波数（出力する交流の周波数ｆ１／ｆ２）と経路（Ｐ１／Ｐ２）を切り替えることで、トランスＴｒの二次側の定格出力を切り替える。
【0024】
医療用Ｘ線電源装置３０１は、このように、インバータｉｎｖのスイッチング周波数とスイッチＳＷを切り替えることで、共振回路ＲＣのインピーダンスを変化させ、出力電力を大きく違えることができる。
【0025】
［実施形態２］
図２は、本実施形態の医療用Ｘ線電源装置３０２を説明する図である。医療用Ｘ線電源装置３０２は、図１の医療用Ｘ線電源装置３０１に対し、共振回路ＲＣの回路構成が異なる。すなわち、医療用Ｘ線電源装置３０２の共振回路ＲＣは、第１の経路Ｐ１と第２の経路Ｐ２とが共有する第１インダクタンス手段Ｌ１を有している。
第１の経路Ｐ１は、第１コンデンサＣ１と第２インダクタンス手段Ｌ２とが並列する並列回路ＰＣを有し、第１インダクタンス手段Ｌ１と並列回路ＰＣとが直列に接続されるように構成され、透視モードの周波数ｆ１で第１コンデンサＣ１と第２インダクタンス手段Ｌ２とが並列共振することを特徴とする。
第２の経路Ｐ２は、第２コンデンサＣ２を有し、第１インダクタンス手段Ｌ１と第２コンデンサとが直列に接続されるように構成され、撮影モードの周波数ｆ２で第１インダクタンス手段Ｌ１と第２コンデンサＣ２とが直列共振することを特徴とする。
図２は、本実施形態の医療用Ｘ線電源装置３０２を説明する図である。医療用Ｘ線電源装置３０２は、図１の医療用Ｘ線電源装置３０１に対し、共振回路ＲＣの回路構成が異なる。すなわち、医療用Ｘ線電源装置３０２の共振回路ＲＣは、第１の経路Ｐ１と第２の経路Ｐ２とが共有する第１インダクタンス手段Ｌ１を有している。
第１の経路Ｐ１は、第１コンデンサＣ１と第２インダクタンス手段Ｌ２とが並列する並列回路ＰＣを有し、第１インダクタンス手段Ｌ１と並列回路ＰＣとが直列に接続されるように構成され、透視モードの周波数ｆ１で第１コンデンサＣ１と第２インダクタンス手段Ｌ２とが並列共振することを特徴とする。
第２の経路Ｐ２は、第２コンデンサＣ２を有し、第１インダクタンス手段Ｌ１と第２コンデンサとが直列に接続されるように構成され、撮影モードの周波数ｆ２で第１インダクタンス手段Ｌ１と第２コンデンサＣ２とが直列共振することを特徴とする。
【0026】
医療用Ｘ線電源装置３０２は、第１の経路Ｐ１と第２の経路Ｐ２とで第１インダクタンス手段Ｌ１を共有するため、図１の医療用Ｘ線電源装置３０１に対し、インダクタンス手段の数を減らして小型化することができる。
【0027】
なお、実施形態１と同様にスイッチＳＷは、第１の経路Ｐ１と第２の経路Ｐ２を排他的に選択する１つのスイッチであってもよい。
【0028】
医療用Ｘ線電源装置３０２の共振回路ＲＣも、図３で説明したような直列共振と並列共振の動作を利用している。第１の経路Ｐ１の共振周波数はｆ１である。第２の経路Ｐ２の共振周波数はｆ２である。ここで、ｆ１≠ｆ２である。
【0029】
インバータｉｎｖのスイッチング周波数をｆ１としてインバータｉｎｖが出力する交流の周波数をｆ１とし、スイッチＳＷで第１の経路Ｐ１を選択（ＳＷ１をオン、ＳＷ２をオフ）すると、第１の経路Ｐ１が並列共振し、図３（Ｂ２）のように解放状態となる。つまり、インバータｉｎｖのスイッチング周波数がｆ１であるときの医療用Ｘ線電源装置３０２の等価回路は図６のようになる。インバータｉｎｖからトランスＴｒへのインピーダンスが増大した状態となるので、インバータｉｎｖはＸ線管球ＥＤＴに対して小さな電力を供給することができる。
【0030】
一方、インバータｉｎｖのスイッチング周波数をｆ２としてインバータｉｎｖが出力する交流の周波数をｆ２とし、スイッチＳＷで第２の経路Ｐ２を選択（ＳＷ１をオフ、ＳＷ２をオン）すると、第２の経路Ｐ２が直列共振し、図３（Ａ２）のように短絡状態となる。つまり、インバータｉｎｖのスイッチング周波数がｆ２であるときの医療用Ｘ線電源装置３０２の等価回路は図７のようになる。インバータｉｎｖからトランスＴｒへのインピーダンスが低下した状態となるので、インバータｉｎｖはＸ線管球ＥＤＴに対して大きな電力を供給することができる。
【0031】
すなわち、透視モードでは、スイッチＳＷが第１の経路Ｐ１を選択し、インバータｉｎｖがコンデンサＣ１と第２インダクタンス手段Ｌ２とが共振状態となるような周波数ｆ１でスイッチングし、撮影モードでは、スイッチＳＷが第２の経路Ｐ２を選択し、インバータｉｎｖがコンデンサＣ２と第１インダクタンス手段Ｌ１とが共振状態となるような周波数ｆ２でスイッチングする。このように、医療用Ｘ線電源装置３０２は、インバータｉｎｖのスイッチング周波数（出力する交流の周波数ｆ１／ｆ２）と経路（Ｐ１／Ｐ２）を切り替えることで、トランスＴｒの二次側の定格出力を切り替える。
【0032】
医療用Ｘ線電源装置３０２は、このように、インバータｉｎｖのスイッチング周波数とスイッチＳＷを切り替えることで、共振回路ＲＣのインピーダンスを変化させ、出力電力を大きく違えることができる。
【0033】
（実施例）
本実施例は、図２の医療用Ｘ線電源装置３０２の具体例である。前述のように、Ｘ線を利用する医療装置は、小さな定格出力（例えば２５Ｗから１ｋＷ）の透視モードと、大きな定格出力（例えば８０ｋＷから１００ｋＷ）の撮影モードがある。
本実施例は、図２の医療用Ｘ線電源装置３０２の具体例である。前述のように、Ｘ線を利用する医療装置は、小さな定格出力（例えば２５Ｗから１ｋＷ）の透視モードと、大きな定格出力（例えば８０ｋＷから１００ｋＷ）の撮影モードがある。
【0034】
第１インダクタンス手段Ｌ１はｌ１［Ｈ］、
第２インダクタンス手段Ｌ２はｌ２［Ｈ］、
コンデンサＣ１はｃ１［Ｆ］
コンデンサＣ２はｃ２［Ｆ］
とする。このときの医療用Ｘ線電源装置の定格出力とスイッチング周波数との関係を図８（Ａ）に示す。
第２インダクタンス手段Ｌ２はｌ２［Ｈ］、
コンデンサＣ１はｃ１［Ｆ］
コンデンサＣ２はｃ２［Ｆ］
とする。このときの医療用Ｘ線電源装置の定格出力とスイッチング周波数との関係を図８（Ａ）に示す。
【0035】
図８（Ｂ）は、スイッチＳＷで第１の経路Ｐ１を選択し、インバータｉｎｖのスイッチング周波数を第１の経路Ｐ１の共振周波数ｆ１ｋＨｚとしたときの医療用Ｘ線電源装置３０２の等価回路である。なお、ｆ１は次式を満たしており、１５ｋＨｚから５０ｋＨｚ程度である。
ｆ１で第１の経路Ｐ１のインピーダンス計算を行うと誘導性回路（例えば、インダクタンスｌｘ［Ｈ］）で高インピーダンスとなり、医療用Ｘ線電源装置３０２はＸ線管球ＥＤＴに供給する出力を絞ることができる。このため、医療装置を透視モードで動作させることができる。
【数1】
【0036】
図８（Ｃ）は、スイッチＳＷで第２の経路Ｐ２を選択し、インバータｉｎｖのスイッチング周波数を第２の経路Ｐ２の共振周波数ｆ２ｋＨｚとしたときの医療用Ｘ線電源装置３０２の等価回路である。なお、ｆ２は次式を満たしており、５０ｋＨｚから１２０ｋＨｚ程度である。
ｆ２で第２の経路Ｐ２のインピーダンス計算を行うと容量性回路（例えば、容量ｃｘ［Ｆ］）で低インピーダンスとなり、医療用Ｘ線電源装置３０２は高出力をＸ線管球ＥＤＴに供給できる。このため、医療装置を撮影モードで動作させることができる。
【数2】
【0037】
共振周波数が異なる２つの経路を有する共振回路ＲＣを使用し、スイッチＳＷで一方の経路を選択し、インバータｉｎｖのスイッチング周波数を撮影モードと透視モードの各々適切に選定することで、出力制御することが可能となる。すなわち、本発明に係る医療用Ｘ線電源装置は、定格出力が４０００倍も異なるような動作モードにも対応できる。
【0038】
なお、「共振周波数」とは次を意味する。
実際の医療用Ｘ線電源装置では、コンデンサ及びインダクタンス手段の設計値に基づいて共振周波数を計算してインバータｉｎｖのスイッチング周波数を制御する。しかし、コンデンサの実際のキャパシタンスとインダクタンス手段の実際のインダクタンスは製造誤差などにより設計値からずれていることがある。例えば、その誤差はコンデンサの場合０～±２０％、インダクタンス手段の場合０～±１５％である。さらに、共振回路ＲＣ自体やトランスＴｒにもキャパシタンスやインダクタンスの成分が存在する。このため、設計値から計算した共振周波数が必ずしも第１の経路Ｐ１や第２の経路Ｐ２の共振点（共振周波数ｆ１やｆ２）に一致しているわけではない。このため、「共振周波数」とは「共振周波数の近傍周波数」を含む。
なお、事前に医療用Ｘ線電源装置を動作させて第１の経路Ｐ１や第２の経路Ｐ２の共振点を測定し、その周波数でインバータｉｎｖのスイッチング周波数を制御するように設定してもよい。
実際の医療用Ｘ線電源装置では、コンデンサ及びインダクタンス手段の設計値に基づいて共振周波数を計算してインバータｉｎｖのスイッチング周波数を制御する。しかし、コンデンサの実際のキャパシタンスとインダクタンス手段の実際のインダクタンスは製造誤差などにより設計値からずれていることがある。例えば、その誤差はコンデンサの場合０～±２０％、インダクタンス手段の場合０～±１５％である。さらに、共振回路ＲＣ自体やトランスＴｒにもキャパシタンスやインダクタンスの成分が存在する。このため、設計値から計算した共振周波数が必ずしも第１の経路Ｐ１や第２の経路Ｐ２の共振点（共振周波数ｆ１やｆ２）に一致しているわけではない。このため、「共振周波数」とは「共振周波数の近傍周波数」を含む。
なお、事前に医療用Ｘ線電源装置を動作させて第１の経路Ｐ１や第２の経路Ｐ２の共振点を測定し、その周波数でインバータｉｎｖのスイッチング周波数を制御するように設定してもよい。
【符号の説明】
【0039】
Ｅ：直流電源
ｉｎｖ：インバータ
ＳＷ、ＳＷ１、ＳＷ２：スイッチ
Ｔｒ：トランス
ＲＦ：整流回路
ＥＤＴ：Ｘ線管球
ＲＣ：共振回路
Ｐ１：第１の経路
Ｐ２：第２の経路
Ｃ１：第１コンデンサ
Ｃ２：第２コンデンサ
Ｌ１：第１インダクタンス手段
Ｌ２：第２インダクタンス手段
Ｌ３：第３インダクタンス手段
ＰＣ：並列回路
ｉｎｖ：インバータ
ＳＷ、ＳＷ１、ＳＷ２：スイッチ
Ｔｒ：トランス
ＲＦ：整流回路
ＥＤＴ：Ｘ線管球
ＲＣ：共振回路
Ｐ１：第１の経路
Ｐ２：第２の経路
Ｃ１：第１コンデンサ
Ｃ２：第２コンデンサ
Ｌ１：第１インダクタンス手段
Ｌ２：第２インダクタンス手段
Ｌ３：第３インダクタンス手段
ＰＣ：並列回路
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】