195605. lajstromszámú szabadalom • Frekvenciaszabályozott középfrekvenciás röntgendiagnosztikai generátor.
1 195 605 a feszültség nagyobbik részét egyenfeszültségű igénybevétellé alakítja át. A találmány szerinti megoldásnál a nagyfeszültségű transzformátorok közös vasmagon is elhelyezhetők, ami további méretcsökkenést eredményez. A primer tekercsek ebben az esetben összevonhatók. A két említett megoldásnál egyik esetben sem beszélhetünk a klasszikus értelemben vett nagyfeszültségű transzformátorról és az althoz csatlakozó egyenirányítóról, amikor is a nagyfeszültségű transzformátor működését az egyenirányító csak elhanyagolható mértékben befolyásolja, Ä klasszikus elrendezéseknél például a nagy - feszültségű transzformátor üresjárásában az egyenirányítótól függetlenül, attól elválasztva is működtethető, teljes feszültségre felgerjeszthető, üresjárási árama mérhető és ez egyenirányítós üzemben sem tér el lényegesen. A második és harmadik fent említett elrendezésben ez már nem teljesül, a részegyenirányítók a transzformátorok működését alapvetően befolyásolják. Ez legszemiélete- Eben üresjáráskor mutatható ki, amikor az egyenirányítók csatlakoztatása a transzformátor üresjárási kapacitív töltőáramát kb. egy nagyságrenddel csökkenti. Ez. azzal magyarázható, hogy a helyesen kialakított középfrekvenciás transzformátornál a tárcsatekercsek földhöz/testhez képesti kapacitása az egyéb kapacitásokhoz képest sokkal nagyobb. Ezek a kapacitások viszont a soros egyenirányító rendszer miatt állandó feszültségre töltődnek fel. Következésképpen nagyfeszültségű transzformátor és egyenirányító helyett szerkezetileg és funkcionálisan összevont nagyfeszültségű transzformátoregyenirányító egység jön létre. Így a DE 28 02 450 számú szabadalmi leírásban közölt megoldás olyan továbbfejlesztett változatát kapjuk, ami megtartja annak egyszerű vonásait, de a váltóirányító frekvenciája lényegesen növelhető és így az eredetinél sokkai előnyösebb tulajdonságokkal rendelkező röntgengenerátorok építését teszi lehetővé. A találmány szerinti megoldásnál kisebb igényű röntgengenerátor kapcsolásokban célszerű feszültségsokszorozó kapcsolásokat, például kaszkádegyenirányítókat alkalmazni. Ilyen esetkben, különösen kisebb teljesítményeken kedvezőbb méretek adódnak, mert kisebb teljesítményeken a transzformátorméreteket már inkább a szigetelési távolságok határozzák meg. A találmány szerinti megoldásnál a nagyfeszültségű transzformátor-egyenirányító egységen átvihető teljesítmény akkor lesz maximális, ha az egység soros helyettesítő induktivitása és a soros kondenzátor alkotta rezgőkör rezonancia frekvenciája a váltóirányító primer kapcsolóinak a kapcsolási frekvenciájával megegyezik. Ez a kétségkívül igen egyszerű felépítésű, a DE 28 02 450: DE 28 02 505 és DE 28 02 513 szabadalmi leírások szerinti megoldásokban lehetséges, mert a váltóirányitó kimeneti polaritásának átkapcsolásakor legalább a tirisztorok ve zetőirányú szabaddáválási idejének megfelelő szünetet kell tartani, tq = 10 jusec nagyságú vezetőirányú szabaddá válási időt feltételezve 20 kllz-cs váifóirányító frekvencia esetén a soros rezgőkör rezonancia frekvenciája 40%-ra, 15 kllz-nél pedig 30%-ra közelíthető meg, tehát az elhangolódás eléggé jelentős. Az azonos váltóirányító és rezonancia frekvencia kikapcsolható elemek (például GTO, tranzisztor) alkalmazásával megvalósítható, de ezek működtetése bonyolultabb segédáramköröket igényel. A terhelésoldalról kommutálő rezgőkörös váltóirányító egyszerűsége így elvesz. Nem kikapcsolható elemek, például tirisztorok alkalmazásakor a nagyfeszültségű transzformátor-egyenirányító egységet tartalmazó terhelőköri soros LC-rezgőkör rezonancia frekvenciája akkor közeledhető meg jobban, illetve érhető el, ha a terheléssel párhuzamosan egy olyan járulékos frekvenciaiilesztő soros LC-rezgőkört kapcsolunk, amelynek önfrekvenciája a nagyfeszültségű transzformátor-egyenirányító egységet tartalmazó terhelőköri soros LG-rezgőkör rezonancia frekvenciájánál nagyobb. A váltóirányító tirisztorain a terhelőkön soros rezgőkör és a frekvenciaillesztő soros LC-rezgőkör eredő árama folyik keresztül, így az önoltó kapcsolás frekvenciája növelhető. A találmány szerinti megoldásnál a frekvenciailiesztő soros LC-rezgőkört csak akkor célszerű bekapcsolni, amikor az alapkapcsolás frekvenciája eléri a terhelés által meghatározott maximális értéket. A járulékos frekvenciaillesztő LC-rezgőkör árama a váltóirányító tirisztoraira ugyanis többletterhelést jelent. A találmány szerinti megoldásnál érvényesül továbbá az a felismerés, hogy a terhelésoldalról kommutálő rezgőkörös váltóirányító által a röntgencső felé betáplált teljesítmény a terhelőköri soros LC-rezgőkör hullámimpedanciájával a bemenő egyen feszültséggel és a működési frekvenciával arányos, tehát például az egyenfeszültségű tápforrás kimeneti feszültségének növekedésekor a röntgendiagnosztikai generátor kimenő teljesítménye, vagyis állandó fűtést feltételezve a röntgencső feszültsége, a frekvencia csökkentesével tartható állandó értéken , miközben a kimenő feszültség hullámossága romlik. A hullámosság romlása miatt a frekvcnciaválto/.tatás tartománya korlátozott, ezért célszerű a terhelököri- és a frekvenciaillesztő soros LC-rczgőkört át kapcsolókkal ellátott autotranszformátor után kapcsolni. Az átkapcsoiókat a vezérlőegység vagy akkor működteti, amikor a váltóirányító az alsó, vagy felső működési frekvenciahatárt elérte, vajgy akkor, amikor a váltóirányító tartományokra osztott bemeneti egyenfeszültségű az egyes tartományok határát elérte. A DE 28 02 513 szabadalmi leírás szerinti megoldásban az előbbiekben ismertetett illesztési feladatot a nagyfeszültségű transzformátor megcsapolásainak átkapcsolásával az L induktivitás és a C kondenzátor értékének egyidejű megváltoztatásával végzik. Ezzel a módszerrel a terhelököri soros LC-rezgőkör rezonancia frekvenciája állandó értéken tartható a hullámimpedancia értékének egyidejű változtatása mellett. A tér-' helőköri soros rezonancia frekvencia állandóságát az optimális transzformátorméretek követelik meg. Az általunk javasolt megoldás azért előnyösebb, mert üzemmódváltáskor csak egy helyen szükséges átkapcsolni, így feleannyi átkapcsolóelem szükséges, ez különösen elektronikus átkapcsolóelemek esetén eredményez jelentős költségmegtakarítást. A járulékosan szükséges autotranszformátor költsége a nagyobb frekvencia miatt viszonylag kiesi. Az autotranszformátor alkalmazása rönígendiagriosztiaki generátorokban ismert, (például a MEDICOR EDX-100 típusú röntgengenerátora) általában a váltóirányító kimenete és a nagyfeszültségű transzformátor bemenetc közé illesztik. Alkalmazzák a váltóirányító bemeneti feszültségétől függő átkapcsolást is, pl. a DE 28 26 455 sz. szabadalmi leírásban. Jelen esetben azonban lényeges eltérést jelent, hogy az autotranszformátor a terhelésoldali kommutaciót biztosító soros rezgokör(ök) előtt van. Ez azért előnyös, mert a középfrekvenciás 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
