CN101361407A - 除电装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种通过简单结构的控制电路而可适当地控制离子平衡的除电装置。包括：正侧高压产生电路(50P)，产生正极性的高压脉冲；负侧高压产生电路(50N)，产生负极性的直流偏置电压；放电针(9)，经由电阻(8)被施加将所述高压脉冲和所述直流偏置电压重叠而得到的交流电压脉冲，并产生正负离子；放电电流检测用电阻(11)，用于检测从该放电针(9)流向相对电极(10)的放电电流；离子电流检测用电阻(12)，用于检测从放电针(9)通过接地点流过各个高压产生电路(50P、50N)侧的离子电流；连接点(13、14)；以及控制电路(2)，根据由各检测用电阻(11、12)以及电阻(13、14)的电流检测值的合成信号，调整直流偏置电压的大小，并控制由放电针(9)产生的正负离子的离子平衡。

Description

除电装置
技术领域
本发明涉及一种对放电针施加交流电压脉冲(正负的高压脉冲)从而产生正负离子，并通过这些正负离子对被除电物进行除电的除电装置。
背景技术
以往，作为这样的除电装置，已知例如专利文献1、专利文献2所述的除电装置。
图4是表示专利文献1所记载的现有技术的电路图。在图4中，101表示直流电源，102a、102b表示开关，103表示控制电路，104表示正侧高压产生电路，105表示负侧高压产生电路，104a、105a表示变压器，104b、105b表示倍压整流电路，106表示放电针，107a、107b表示电阻，108表示寄生电容。
接着，概述该现有技术的动作。
若通过控制电路103来轮流接通正侧的开关102a、负侧的开关102b(另一开关为断开)，则从正侧高压产生电路104输出的正的高压脉冲和从负侧高压产生电路105输出的负的高压脉冲轮流施加在放电针106上。由此，由于放电针106的周围轮流产生正负离子，所以通过由放电针106侧向被除电物(未图示)的方向送风，从而能够对被除电物提供正负的离子。此外，若改变各开关102a、102b的开关时间或者其占空比，则能够控制施加在放电针106上的正负的电压的大小和频率，由此可控制正负离子的离子平衡。
此外，图5是表示专利文献2所记载的现有技术的电路图。在图5中，201为正侧高压产生电路，202为负侧高压产生电路，201a、202a为自激振荡电路，201b、202b为变压器，201c、202c为倍压整流电路，203a、203b为齐纳二极管，204为电阻，205为放电针，206为相对电极(接地板)，207至209为电阻，210为离子电流检测电路，211为异常放电电流检测电路，212为CPU，213为显示LED，214为框架地线，215为高压侧地线。
在该现有技术中，也从正侧高压产生电路201以及负侧高压产生电路202对放电针205施加正负高压脉冲，从放电针205轮流产生正负离子。然后，通过离子电流检测电路210检测流过电阻207的电流的变化从而检测到放电针205的污垢，并由显示LED213将其显示。此外，能够由流过电阻207的正负的电流的平衡检测到离子产生量的离子平衡，同时由流过电阻208的电流检测到被除电物附近的离子平衡，并通过根据这些检测结果来控制从CPU212发送到各个振荡电路201a、202a的控制信号的占空比，从而可控制离子平衡。
另外，异常放电电流检测电路211用于由流过电阻209的电流来检测放电针205和接地板206之间的异常放电，从而进行警报显示等。
【专利文献1】日本特开2000-58290号公报(段落[0035]至[0049]、图1至图3等)
【专利文献2】日本特开2002-216995号公报(段落[0020]至[0024]、图5等)
发明内容
发明所要解决的课题
在专利文献1所记载的现有技术中，为了最佳地控制离子平衡，需要根据控制电路103来调整开关102a、102b的开关时间或其占空比，并存在控制电路103的结构变得复杂的问题。
此外，在专利文献2所记载的现有技术中，通过电阻207、208可检测放电针205的附近的产生离子或者被除电物附近的正负离子的离子平衡，但由于控制离子平衡的方法基本上与专利文献1相同，因此可能会使CPU212的控制程序等复杂化。
而且，在专利文献2的现有技术中，不能够检测从放电针205经由高压侧地线215流向变压器201b、202b的次级侧的离子电流，由此存在不能够高精度地控制离子平衡的问题。
因此本发明所要解决的课题是提供一种通过简单结构的控制电路来可适当地并且高精度地控制离子平衡的除电装置。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，技术方案1所述的发明是一种除电装置，包括：第一高压产生电路，产生正负极性中的任意一个极性的电压脉冲；第二高压产生电路，产生与所述电压脉冲的极性相反极性的直流偏置电压；放电针，通过电阻被施加将所述电压脉冲和所述直流偏置电压重叠而得到的交流电压脉冲，并由与相对电极之间的电晕放电来产生正负离子；放电电流检测用电阻，用于检测流过所述放电针和所述相对电极之间的放电电流；离子电流检测用电阻，用于检测经由接地点流过所述放电针和第一、第二高压产生电路之间的离子电流；以及控制电路，将由所述放电电流检测用电阻及离子电流检测用电阻检测到的检测信号合成，并根据该合成信号来调整所述直流偏置电压的大小，从而控制由所述放电针产生的正负离子的离子平衡。
技术方案2所述的发明，在技术方案1所述的除电装置中，包括：可以改变从第一高压产生电路输出的电压脉冲的频率的部件。
技术方案3所述的发明，在技术方案1或者2所述的除电装置中，其特征在于，从第一高压产生电路输出的电压脉冲是正极性，从第二高压产生电路输出的直流偏置电压是负极性的。
发明效果
根据本发明，不通过如现有技术那样，使正电压脉冲或负电压脉冲的占空比变化等复杂的方法，就能够适当地并且高精度地控制正负离子平衡，能够实现电路结构的简单化或成本的降低。
此外，通过基于放电电流检测用电阻以及第一、第二离子电流检测用电阻的电流检测值来调整直流偏置电压，从而可高精度地控制离子平衡。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的电路结构图。
图2是表示实施方式中的控制单元及各电阻的连接关系的电路图。
图3是表示实施方式的动作的波形图。
图4是表示专利文献1所记载的现有技术的电路结构图。
图5是表示专利文献2所记载的现有技术的电路结构图。
标号说明
1：直流电源
2：控制电路
2A、2B：输出端子
2C：输入端子
3：开关
4P：正侧振荡电路
4N：负侧振荡电路
5P、5N：变压器
6P、6N：倍压整流电路
61、64：电容
62：齐纳二极管
63、65：二极管
7、8、12：电阻
9：放电针
10：相对电极
11：放电电流检测用电阻
12：离子电流检测用电阻
13、14：电阻
15、16：连接点
20B：控制单元
21：电容
22：电阻
23：运算放大器
24：反馈电阻
25：电位器电阻
50P：正侧高压产生电路
50N：负侧高压产生电路
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。
首先，图1是表示本发明的实施方式的电路结构图。在该图中，1为直流电源，其正极连接到控制电路2的电源端子。控制电路2的输入端子2C与后述的放电电流检测用电阻11、离子电流检测用电阻12以及电阻13、14的各一端连接，控制电路2的第一输出端子2A经由开关3连接到正侧振荡电路4P的输入端，同时控制电路2的第二输出端子2B与负侧振荡电路4N的输入端连接。
正侧振荡电路4P的输出端与变压器5P的初级线圈连接，其次级线圈与由多个电容61、齐纳二极管62以及二极管63组成的倍压整流电路6P连接，该倍压整流电路6P动作，以将在变压器5P的次级线圈产生的高频交流电压升压、整流，并输出正电压脉冲。
这里，变压器5P及倍压整流电路6P构成作为第一高压产生电路的正侧高压产生电路50P。
此外，负侧振荡电路4N的输出端与变压器5N的初级线圈连接，其次级线圈与由多个电容64以及二极管65组成的倍压整流电路6N连接。该倍压整流电路6N动作，以将在变压器5N的次级线圈产生的高频交流电压升压、整流，并输出负直流偏置电压。
这里，变压器5N以及倍压整流电路6N构成作为第二高压产生电路的负侧高压产生电路50N。
正侧高压产生电路50P的输出端子与连接点15直接连接，同时负侧高压产生电路50N的输出端子经由电流阻止用电阻7，与所述连接点15连接。并且，连接点15经由电阻8与放电针9连接。
10是被配置为靠近于所述放电针9的相对电极，该相对电极10经由放电电流检测用电阻11以及连接点16，与所述控制电路2的输入端子2C连接。
此外，变压器5P、5N的次级线圈的一端，分别经由电阻13、14以及所述连接点16，与控制电路2的输入端子2C连接。然后，连接点16经由离子电流检测用电阻12被接地(连接到除电装置本身的地线)。
即，控制电路2的输入端子2C由连接点16，同时与放电电流检测用电阻11、离子电流检测用电阻12以及电阻13、14的各一端连接。
另外，图2是表示用于生成由所述输出端子2B提供给振荡电路4N的信号的控制单元20B的结构，与各电阻11至14的连接关系的电路图，控制单元20B构成所述控制电路2的一部分。
在图2中，与各电阻11至14的一端同时连接的输入端子2C(连接点16)上连接有电容21的一端，其另一端接地。此外，电容21的一端经由电阻22与作为反相放大器的运算放大器23的反相输入端子连接，运算放大器的23的同相输入端子与电位器电阻25连接。24为运算放大器23的反馈电阻。
然后，运算放大器23的输出端子作为所述控制电路2的输出端子2B与负侧的振荡电路4N连接。另外，实际上运算放大器23的输出端与输出端子2B之间还连接有电流放大电路等，但这里简单地省略了其图示。
接着，参照图3说明该实施方式的动作。
通过接通主电源来开通所述开关3，并从控制电路2的输出端子2A向正侧的振荡电路4P发送控制信号。由此，从振荡电路4P输出高频交流电压，该交流电压通过正侧高压产生电路50P内的倍压整流电路6P来升压并整流，从而作为正电压脉冲被提供给连接点15。图3(a)表示该正电压脉冲，例如设大小为+P1[V]、占空比为50％。
另一方面，通过控制电路2内的所述控制单元20B的动作，根据电位器电阻25的值，从输出端子2B输出被初始化设定的控制信号，并将该控制信号送到负侧的振荡电路4N。由此，从振荡电路4N输出高频的交流电压，该交流电压由负侧高压产生电路50N内的倍压整流电路6N升压并整流，并经由电阻7而作为负直流偏置电压提供给图1的连接点15。图3(b)表示该直流偏置电压，并将其大小设为-N[V]。
因此，如图3(c)所示，连接点15的电压成为在图3(a)的正电压脉冲上叠加了图3(b)的负的直流偏置电压的电压，成为正侧的振幅为+P2[V](P2＝P1-N)，负侧的振幅为-N[V]的交流脉冲。
该交流脉冲经由电阻8而施加在放电针9上，因此由与相对电极10之间产生的电晕放电而使放电针周围的空气离子化，并产生正负离子。另外，通过将图3(c)中的振幅设为P2＝N，从而对放电针9交替施加绝对值以及脉冲宽度相等的正电压脉冲及负电压脉冲。
这里，因为流经放电针9与相对电极10之间的放电电流流过放电电流检测用电阻11和电阻13、14的串联电路，所以在连接点16产生对应于放电电流检测值的电压，并且该电压呈现在图2的输入端子2C上。
此外，用于由从放电针9产生的正负离子来对被除电物进行除电的离子电流，在放电针9和变压器5P、5N的次级线圈之间流过除电装置的接地点，换言之，流过离子电流检测用电阻12以及电阻13、14，所以在连接点16产生对应于正负离子电流检测值的电压，且该电压也呈现在输入端子2C上。
另外，由上述说明可知，电阻13、14对放电电流的检测、离子电流的检测双方都有贡献。
从而，输入端子2C的电压成为将流过放电针9和相对电极10之间的放电电流检测值，与实际贡献于被除电物的除电的离子电流检测值合成的信号，并成为反映考虑了放电电流以及离子电流两者的正负离子量的平衡的值。
图2所示的控制单元20B中，通过运算放大器23的动作来反转输出入电压的极性，例如若输入端子2C的电压向正方向变化，则输出端子2B的电压向负方向变化。从而，由于正负离子的不平衡而输入端子2C的电压向正负任何一个方向变化时，输出端子2B的电压向抵消其变化的方向变化。
具体而言，若检测到作为输入端子2C的电压的正离子量过剩，则从输出端子2B输出使图3(b)中的直流偏置电压向负方向增加的控制信号，并基于该控制信号由振荡电路4N及负侧高压产生电路50N生成向负方向增加的直流偏置电压。
因此，由于图3(c)的交流脉冲的负电压脉冲的面积增加，所以负离子量增加，可控制为保持正负离子平衡。
负离子量过剩的情况下的动作与上述情况相反，通过使图3(b)中的直流偏置电压减少(接近于0的方向)的控制信号，从而使负的直流偏置电压减少，所以负离子量减少，可控制为保持正负离子平衡。
通过上述那样的动作，能够使从放电针9发生的正负离子量平衡。
此外，若调整控制单元20B中的电位器电阻25的值，则能够改变负的直流偏置电压的初始值，并能够设定与被除电物的带电极性对应的最佳的直流偏置电压。
另外，通过控制所述开关3的开关频率或者振荡电路4P的振荡频率，能够改变从正侧高压产生电路50P输出的正电压脉冲的频率，同时通过调整振荡电路4P的输出电压的振幅，能够使正电压脉冲的振幅变化为任意的值。
通过如上那样适当调整正电压脉冲的频率和振幅、负的直流偏置电压的大小，从而能够改变图3(c)所示的交流脉冲的频率或正负脉冲的面积之比，所以不仅保持正负的离子平衡，还可以根据被除电物的带电极性来进行控制，以使提供多余的正或负的离子。
此外，在上述的实施方式中，从正侧高压产生电路50P产生正电压脉冲，从负侧高压产生电路50N产生负的直流偏置电压，并将其重叠，但也可以通过改变电路结构，从而从正侧高压产生电路50P产生正的直流偏置电压，从负侧高压产生电路50N产生负电压脉冲，并将其重叠，施加在放电针9上。

Claims (3)

1.一种除电装置，其特征在于包括：
第一高压产生电路，产生正负极性的任何一个极性的电压脉冲；
第二高压产生电路，产生与所述电压脉冲的极性相反极性的直流偏置电压；
放电针，经由电阻被施加将所述电压脉冲和所述直流偏置电压重叠而得到的交流电压脉冲，并通过与相对电极之间的电晕放电产生正负离子；
放电电流检测用电阻，用于检测流过所述放电针和所述相对电极之间的放电电流；
离子电流检测用电阻，用于检测经由接地点流过所述放电针和第一、第二高压产生电路之间的离子电流；以及
控制电路，将由所述放电电流检测用电阻及离子电流检测用电阻检测到的检测信号合成，并根据该合成信号来调整所述直流偏置电压的大小，从而控制由所述放电针产生的正负离子的离子平衡。
2.如权利要求1所述的除电装置，其特征在于，
所述除电装置包括可以改变从第一高压产生电路输出的电压脉冲的频率的部件。
3.如权利要求1或2所述的除电装置，其特征在于，
从第一高压产生电路输出的电压脉冲是正极性，从第二高压产生电路输出的直流偏置电压是负极性的。
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