CN105339309B - 电力控制装置以及电力控制装置的控制方法 - Google Patents

Abstract

电力控制装置基于所输入的直流电力向电解槽供给电解电压和电解电流，其中，所述电解槽用于通过在阳极与阴极之间流过的电流来对原料水进行电解从而制造电解水。该电力控制装置具备电压电流控制电路，该电压电流控制电路在恒流控制模式下进行控制以使所述电解电流不超过基准电流的电流值并且向所述电解槽供给所述电解电流，其中，所述基准电流是根据构成所述电解槽的单位单元的额定电流预先设定的，该电压电流控制电路在恒压控制模式下进行控制以使所述电解电压不超过基准电压的电压值并且向所述电解槽供给所述电解电压，其中，所述基准电压是根据构成所述电解槽的单位单元的额定电压和个数预先设定的。电压电流控制电路根据所述电解槽内的被电解液的浓度来在所述恒流控制模式与所述恒压控制模式之间切换。

Description

电力控制装置以及电力控制装置的控制方法

技术领域

本发明涉及一种对电解槽供给电力的电力控制装置以及电力控制装置的控制方法，所述电解槽用于通过对原料水进行电解来制造在杀菌水中使用的电解水。本申请基于2013年6月10日向日本申请的特愿2013-121626号主张优先权，在此引用其内容。

背景技术

以往，已知通过电解水制造装置对含有氯离子的原料水进行电解所得到的电解水虽然氯浓度低但是具有高的杀菌效果，并且具有对人的安全性高等有利的性质。因此，在食品相关领域等中，电解水被广泛用于对食品或加工食品的设备进行杀菌等。特别在近年来，对食品或处理食品的人的卫生管理的意识不断提高，因此作为普通的家庭用以及业务用，期待开发出能够简单地使用和维护的电解水制造装置。

作为该电解水制造装置的结构，考虑以下的结构：在直流电源与电解槽之间配置电力控制装置，由电力控制装置基于直流电源供给的直流电力使期望的电流流过电解槽，并在电解槽中利用流过的电流来对原料水进行电解。例如，在下述的专利文献1中，公开了一种恒流控制电路42，为了对在电解槽1的主体内流通的海水进行电解，该恒流控制电路42基于直流电源41的直流电力向电解槽1供给期望的恒流(参照专利文献1的段落“0032”～“0033”、“0049”～“0051”以及图2)。

专利文献1：日本特开2012-246553号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在专利文献1所记载的电力控制装置(恒流控制电路42)中，没有记载构成电解槽的单元的额定电流、额定电压以及个数不同的情况下的电力控制装置的结构。也就是说，以往在制造电解水制造装置的情况下，在使用单元结构不同的电解槽时，需要制造与各个电解槽相应的专用的电力控制装置。

本发明是鉴于上述的点而完成的，其目的在于提供一种对单元结构不同的电解槽也能够通用的通用性高的电力控制装置以及电力控制装置的控制方法。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题，本发明的第一方式是一种电力控制装置，基于所输入的直流电力向电解槽供给电解电压和电解电流，电解槽用于通过在阳极与阴极之间流过的电流来对原料水进行电解从而制造电解水。该电力控制装置具备电压电流控制电路，该电压电流控制电路在恒流控制模式下进行控制以使电解电流不超过基准电流的电流值并且向电解槽供给电解电流，其中，基准电流是根据构成电解槽的单位单元的额定电流预先设定的，该电压电流控制电路在恒压控制模式下进行控制以使电解电压不超过基准电压的电压值并且向电解槽供给电解电压，其中，基准电压是根据构成电解槽的单位单元的额定电压和个数预先设定的。电压电流控制电路根据电解槽内的被电解液的浓度来在恒流控制模式与恒压控制模式之间切换。

另外，本发明的第二方式是在上述第一方式的电力控制装置中，还具备：电流检测部，其与电压电流控制电路的输出端子连接，用于检测在自身的两端之间产生的电压；电流限制部，其用于生成基准电流；以及电压分割部，其检测输出端子的电压，并通过对检测出的所述电压进行分压来产生反馈电压。电压电流控制电路具备：电压电流检测电路，其根据电流检测部的两端之间的电压和电流检测部的电阻值来计算流过电解槽的电解电流；比较电路，其对电解电流和通过电流限制部生成的基准电流进行比较，输出表示比较结果的电流比较结果信号，并且对反馈电压和基准电压进行比较，输出表示比较结果的电压比较结果信号；以及电压控制电路，其基于电流比较结果信号来进行控制以使电解电流不超过基准电流并且从输出端子向电解槽供给电解电流，并且，基于电压比较结果信号来进行控制以使反馈电压不超过基准电压并且向电解槽供给电解电压。

另外，本发明的第三方式是在上述第二方式的电力控制装置中，还具备电流限制切换电路，其与从外部输入的被控制了占空比的脉冲信号为接通状态相应地使电流限制部生成所述基准电流，并且，该电流限制切换电路与脉冲信号为断开状态相应地使电流限制部生成低于基准电流且具有大于零的值的低侧基准电流。比较电路对电解电流和流过电流限制部的低侧基准电流进行比较，并输出表示比较结果的电流比较结果信号，电压控制电路基于电流比较结果信号进行控制以使电解电流不低于低侧基准电流并且从输出端子向电解槽供给电解电流。

另外，在本发明的第四方式中，上述第三方式的电力控制装置的电压控制电路从所述输出端子输出被脉宽调制为与脉冲信号的接通状态和断开状态对应的输出电压信号。

另外，本发明的第五方式是在上述第二或第三方式的电力控制装置中，还具备电压电流监视电路，该电压电流监视电路向外部输出表示电解电流的电流值的模拟数据、表示电解电压的电压值的模拟数据以及表示电解电流的电流值低于基准电流的电流检测信号。

另外，本发明的第六方式是在上述第一～第三方式中的任一电力控制装置中，还具备温度检测部，该温度检测部检测电解槽的温度。当温度检测部的检测温度成为预先设定的额定温度范围外时，电压电流控制电路停止供给电解电压和电解电流。当温度检测部的检测温度恢复到所述额定温度范围内时，电压电流控制电路重新开始供给电解电压和电解电流。

另外，本发明的第七方式是一种电力控制装置的控制方法，该电力控制装置基于所输入的直流电力向电解槽供给电解电压和电解电流，其中，电解槽用于通过在阳极与阴极之间流过的电流来对原料水进行电解从而制造电解水。该电力控制装置的控制方法包含以下步骤：恒流控制步骤，进行控制以使电解电流不超过基准电流的电流值并且向电解槽供给电解电流，其中，基准电流是根据构成电解槽的单位单元的额定电流预先设定的；以及恒压控制步骤，进行控制以使电解电压不超过基准电压的电压值并且向电解槽供给电解电压，其中，基准电压是根据构成电解槽的单位单元的额定电压和个数预先设定的，其中，在电力控制装置的控制方法中根据电解槽内的被电解液的浓度来在恒流控制步骤与恒压控制步骤之间切换。

发明的效果

本发明的电力控制装置基于根据构成电解槽的单位单元的额定电流、额定电压以及个数预先设定的基准值来向电解槽供给电流和电压。因此，根据本发明，能够提供一种对单元结构不同的电解槽也能够通用的通用性高的电力控制装置以及电力控制装置的控制方法。

附图说明

图1是表示本实施方式所涉及的电解槽恒压恒流电源电路的概要结构的图。

图2是表示图1所示的开关CVCC电源电路的概要结构的图。

图3是用于说明电解槽恒压恒流电源电路的控制的图。

图4是将图3所示的从恒流控制向恒压控制的切换部分放大后的图。

图5是表示本发明的实施例的电流控制模式的图。

图6是表示本发明的实施例的实验结果的图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。

在通常的恒压电解中，当从电源向填充有被电解液的电解槽施加固定电压时，在电解初期流过大的电流，电流逐渐衰减。因此，为了保持为固定的电流，需要调整被电解液的浓度。另一方面，在通常的恒流电解中，通过调整被电解液的浓度来调整电压，或通过电源本身的接通(ON)或断开(OFF)控制来调整电流。

与此相对，使用了本发明的实施方式的电力控制装置的电解以恒流/恒压电解方式进行，详细内容在后面记述。该方式是在电解电压低(电流超过设定值而引起电压下降)时将电流限制为固定、在电解电压成为设定电压以后使用最大电解电压进行电解的方式。

此外，关于最大电解电压(额定电压)，期望根据电解槽的设计(单元结构)设计为每单元2.0V(1.5V～2.5V)。另外，关于最大电解电流(额定电流)，期望设计为与电极的催化能力相应的每单位电极面积的电流值(电流密度)。但是，并不限于这些额定电流和额定电压，电力控制装置能够与电解槽的单元结构无关地进行恒流/恒压电解。

以下，首先参照图1和图2说明电解槽恒压恒流电源电路10(电力控制装置)的结构。图1是表示本实施方式所涉及的电解槽恒压恒流电源电路10的概要结构的图。另外，图2是表示图1所示的开关CVCC(Constant Voltage Constant Current：恒压恒流)电源电路20(电压电流控制电路)的概要结构的图。

电解槽恒压恒流电源电路10包括开关CVCC电源电路20、电流检测电阻30(电流检测部)、电流限制电阻40(电流限制部)、电压分割电阻50(电压分割部)、电流限制切换电路60以及热敏电阻器70(温度检测部)。

开关CVCC电源电路20在对各个电源决定的范围内，在后面记述详细内容的预先设定的基准电压值/基准电流值的范围内根据负载状态(电解槽1内的被电解液的浓度)自动地对电解槽1进行恒压或恒流动作。因此，开关CVCC电源电路20具备图1所示的作为用于与各电路以及电解槽1连接的端子的1号管脚20_1～19号管脚20_19。另外，如图2所示，开关CVCC电源电路20还包括电压电流控制电路21和电压电流监视电路25。其中，电压电流控制电路21包括电压控制电路22、电压电流检测电路23以及放大/比较电路24(以下简称为比较电路)。比较电路24具有放大所输入的信号的功能。

如图1所示，1号管脚20_1经由电流检测电阻30与电解槽1的阳极1a连接。另外，1号管脚20_1与图2所示的电压控制电路22的1号管脚22_1连接。

开关CVCC电源电路20的电压控制电路22是用于将电力(电解电压、电解电流)从1号管脚20_1供给到电解槽1的阳极1a的电路。电压控制电路22如后述那样，在恒流模式下以不超过基准电流值(即通过恒流)的方式或在恒压模式下以不超过基准电压值(即通过恒压)的方式对电解槽1进行电力供给。

如图1所示，2号管脚20_2与电流检测电阻30(将自身的两端之间的电阻值设为电阻值Rs)的一端连接，并且与图2所示的电压电流检测电路23的1号管脚23_1连接。

另外，3号管脚20_3与电流检测电阻30的另一端连接，并且与图2所示的电压电流检测电路23的2号管脚23_2连接。

在此，电压电流检测电路23将在电流检测电阻30的两端之间产生的电压(自身的两端之间电压)转换为流过电解槽1的电解电流的电流值(根据两端之间电压和电阻值Rs计算)，将转换后的电流值从3号管脚23_3向比较电路24的1号管脚24_1输出。

如图1所示，4号管脚20_4与电解槽1的阴极1b连接。另外，4号管脚20_4是GND(接地)端子，接地。另外，如图2所示，与4号管脚20_4连接的13号管脚20_13与4号管脚20_4相同，是GND(接地)端子，与0V连接。

5号管脚20_5与电解槽1的阳极1a连接。另外，5号管脚20_5与图2所示的电压电流监视电路25的1号管脚25_1连接。作为一个功能，电压电流监视电路25向外部输出模拟数据，该模拟数据表示对电解槽1施加的电压(电解电压)的电压值。

如图1所示，电流限制电阻40包括电流限制电阻40a(电阻值设为RP1)与电流限制电阻40b(电阻值设为RP2)的串联电阻。

6号管脚20_6与电流限制电阻40a的一端连接。另外，6号管脚20_6与比较电路24的2号管脚24_2连接。

7号管脚20_7与电流限制电阻40a的另一端和电流限制电阻40b的一端的共通连接点连接。如图1和图2所示，7号管脚20_7经由14号管脚20_14与电流限制切换电路60的1号管脚60_1连接。

8号管脚20_8与电流限制电阻40b的另一端连接。另外，8号管脚20_8与比较电路24的3号管脚24_3连接。

在此，电流限制电阻40是决定流过电解槽1的电流的电阻。在此，使用比较电路24所具有的例如电流误差放大器的电流比较用基准电压Vref、电流检测电阻30的电阻值Rs，通过下述公式(1)所示的设定电流公式来表示设定于6号管脚20_6与7号管脚20_7之间的电阻(电阻值设为Rprog)与电解电流Ielectrolytic之间的关系。

公式(1)Rprog＝Vref(V)×常数k/(Rs(mΩ)×Ielectrolytic)

由此，使用在与电解电流的比较中使用的基准电压(以下设为电流比较用基准电压)、希望流过电解槽1的电流值(分别设为高侧基准电流值、低侧基准电流值)以及比较电路24的内部偏移电压，基于下述公式(2)和(3)来设定电流限制电阻40的各电阻值RP1、RP2。

公式(2)RP1＝(电流比较用基准电压×常数k)/(Rs×高侧基准电流+内部偏移电压)

公式(3)RP1+RP2＝(电流比较用基准电压×常数k/(Rs×低侧基准电流+内部偏移电压)

此外，高侧基准电流是向电解槽1供给的电解电流的上限值，低侧基准电流是向电解槽1供给的电解电流的下限值(电流值小于高侧基准电流且是大于0的电流值)。另外，这些各基准电流是在比较电路24的2号管脚24_2与3号管脚24_3之间流过的电流。

通过电流限制切换电路60控制上述各基准电流的切换。如图1和图2所示，在电流限制切换电路60中，1号管脚60_1经由开关CVCC电源电路20的14号管脚20_14和7号管脚20_7而与电流限制电阻40a的另一端和电流限制电阻40b的一端的共通连接点连接。另外，2号管脚60_2经由开关CVCC电源电路20的13号管脚20_13与0V连接。另外，从外部向3号管脚60_3输入接通/断开控制信号(被控制了占空比的脉冲信号)。电流限制切换电路60进行以下控制，即与接通/断开控制信号的接通状态(脉冲信号为H水平的状态)相应地使电流限制电阻40生成上述高侧基准电流。另外，电流限制切换电路60进行以下控制，即与接通/断开控制信号的断开状态(脉冲信号为L水平的状态)相应地使电流限制电阻40生成上述低侧基准电流。

如图1所示，电压分割电阻50包括电压分割电阻50a(电阻值设为R1)与电压分割电阻50b(电阻值设为R2)的串联电阻。

9号管脚20_9与电压分割电阻50a的一端连接。另外，9号管脚20_9例如与1号管脚20_1连接，被输入向电解槽1施加的电解电压(监视电压Vmoni；检测电压)。另外，9号管脚20_9与图2所示的比较电路24的4号管脚24_4连接。

10号管脚20_10与电压分割电阻50a的另一端和电压分割电阻50b的一端的共通连接点连接。该共通连接点经由10号管脚20_10与比较电路24的5号管脚24_5连接。以下将在该共通连接点产生的分压电压称为反馈电压VFB。

11号管脚20_11与电压分割电阻50b的另一端连接。另外，11号管脚20_11是GND端子，与0V连接。11号管脚20_11与比较电路24的6号管脚24_6连接。

在此，电压分割电阻50是决定向电解槽1施加的最大电压的电阻。

使用在比较电路24所具有的例如反馈误差放大器中用于与电解电压进行比较的基准电压(设为电压比较用基准电压)和想要向电解槽1施加的最大电压值(设为电解槽的最大电压值)，基于下述公式(4)来设定电压分割电阻50的各电阻值R1、R2。

公式(4)电解槽的最大电压值＝电压比较用基准电压×(1+R1/R2)

也就是说，电压分割电阻50在9号管脚20_9检测1号管脚20_1(控制端子)的电压作为监视电压Vmoni。电压分割电阻50对检测出的该监视电压Vmoni进行分压，由此在10号管脚20_10产生反馈电压VFB。电压分割电阻50向比较电路24的5号管脚24_5输出反馈电压VFB。该反馈电压VFB输入到比较电路24，比较电路24对反馈电压VFB和上述电压比较用基准电压进行比较。

返回到图1，12号管脚20_12和13号管脚20_13分别与位于电解槽恒压恒流电源电路10的外部的直流电源(在图1中未图示)的正极端子和负极端子连接而被输入DC电力。根据电解槽1的额定即构成电解槽1的单元的额定电流、额定电压以及个数设定该输入的输入电力(电压和电流)。例如，在本实施方式中，将构成电解槽1的单元的每个单元的额定电压例如设定为1.5V到2.5V之间的值的2V，将其乘以单元的个数所得到的值设定为输入电压。此外，额定电压的值并不限定于上述值的幅度，为每个单元的理论上的电解电压、过电压以及由于溶液电阻所产生的电压下降量的总和的值。

15号管脚20_15～17号管脚20_17分别是用于向外部的控制装置输出电解槽电压监视、电解槽电流监视、电流检测信号的端子。

这些15号管脚20_15～17号管脚20_17如图2所示分别与作为电压电流监视电路25的输出端子的3号管脚25_3～5号管脚25_5连接。

在电压电流监视电路25中，1号管脚25_1如上述那样与开关CVCC电源电路20的5号管脚20_5连接。另外，2号管脚25_2与比较电路24的8号管脚24_8连接。

电压电流监视电路25从3号管脚25_3经由开关CVCC电源电路20的15号管脚20_15向外部输出表示正在向电解槽1施加的电压的模拟数据。

另外，电压电流监视电路25从4号管脚25_4经由开关CVCC电源电路20的16号管脚20_16向外部输出表示从比较电路24输入的流过电解槽的电流(由电压电流检测电路23转换后的电流)的模拟数据。

另外，电压电流监视电路25从5号管脚25_5经由开关CVCC电源电路20的17号管脚20_17向外部输出电流检测信号，该电流检测信号表示开关CVCC电源电路20基于从比较电路24输入的比较结果(由电压电流检测电路23转换后的电流低于上述高侧基准电流这样的结果)而没有向电解槽1供给恒流。此外，关于该电流检测信号的形式，可以是在表示异常的情况下将触点(管脚)接通(例如设为H水平)的形式，还可以是从故障安全防护的观点出发在正常时设为H水平、在异常时设为L水平的形式。

返回到图1，18号管脚20_18和19号管脚20_19分别与热敏电阻器70的两端连接。热敏电阻器70的另一端经由19号管脚20_19与比较电路24的6号管脚24_6连接，与11号管脚20_11同样地接地。另一方面，热敏电阻器70的一端经由18号管脚20_18与比较电路24的7号管脚24_7连接。

当由热敏电阻器70检测出的温度(检测温度)为电解槽1的预先设定的额定温度的范围外时，比较电路24向电压控制电路22输出指示暂时停止电解的控制信号。电压控制电路22当被输入该控制信号时，停止向电解槽1供给电压，电解槽1停止电解。另外，当热敏电阻器70的检测温度恢复到额定温度的范围内时，比较电路24向电压控制电路22输出指示重新开始电解的控制信号。电压控制电路22当被输入该控制信号时，重新开始向电解槽1供给电压，电解槽1自动地开始电解。

图2所示的比较电路24如上述那样，具备八个作为输入端子的1号管脚24_1～8号管脚24_8以及作为输出端子的9号管脚24_9。

比较电路24对输入到1号管脚24_1的由电压电流检测电路23转换后的电流(电解电流)和在1号管脚24_1与3号管脚24_3之间流过的电流(流过电流限制电阻40的高侧基准电流和低侧基准电流)进行比较，从9号管脚24_9输出表示比较结果的电流比较结果信号。

另外，比较电路24对输入到5号管脚24_5的反馈电压VFB和电压比较用基准电压(预先设定的基准电压)进行比较，从9号管脚24_9输出表示比较结果的电压比较结果信号。

电压控制电路22具备作为上述输入端子的3号管脚22_3和4号管脚22_4、作为输出端子的1号管脚22_1以及与比较电路24的9号管脚24_9连接的作为输入端子的2号管脚22_2。

电压控制电路22基于从2号管脚22_2输入的电流比较结果信号，以由电压电流检测电路23转换后的电流(电解电流)不超过高侧基准电流的方式从1号管脚22_1经由开关CVCC电源电路20的1号管脚20_1向电解槽1供给电解电流。即，电压控制电路22向电解槽1供给恒流。另外，电压控制电路22基于电流比较结果信号，以电解电流不低于低侧基准电流的方式从1号管脚22_1经由开关CVCC电源电路20的1号管脚20_1向电解槽1供给电解电流。

另外，电压控制电路22基于电压比较结果信号，以反馈电压VFB不超过基准电压的方式向电解槽1供给电解电压。即，电压控制电路22向电解槽1施加恒压，使得向电解槽1施加的电压不超过最大电解电压。

电解槽恒压恒流电源电路10(电力控制装置)具有上述的电路结构。因此，能够根据电解槽1中的被电解液的浓度的变化来在恒流控制模式和恒压控制模式之间切换，向电解槽1供给施加电压。以下，说明恒流控制模式和恒压控制模式。

(恒流控制模式)

关于电解槽1中的电解电流的控制，通过控制为由电流检测电阻30检测出的电解电流不超过所设定的最大电解电流(高侧基准电流)来进行。例如，当从开关CVCC电源电路20的1号管脚20_1向填充有被电解液的电解槽1施加输出电压Vout时，电流检测电阻30探测向电解槽1输出的电流。测定电流检测电阻(检测电阻)两端的电压，例如通过电压电流检测电路23中的电流放大器将电压转换为电流信号，并向比较电路24输出该电流信号。

例如，比较电路24中的电流误差放大器将该电流信号与对电流限制电阻40(可编程电阻)设定的基准电流进行比较，向电压控制电路22的2号管脚22_2输出指示修正输出电流的信号(比较结果信号)。此外，如上述那样，由于存在低侧基准电流和高侧基准电流，因此电压控制电路22包含以下功能：从1号管脚20_1(控制端子)输出被脉宽调制为与脉冲信号(接通/断开控制信号)的接通状态和断开状态对应的输出电压信号(输出电压Vout)。

(恒压控制模式)

当在电解槽1中被电解液的浓度变低时，为了维持恒流而电压上升。当达到最大电解电压时，如上述那样电压调节功能运转，切换为恒压控制。使用对比较电路24预先设定的电压比较用基准电压以及设置在与比较电路24中的例如反馈误差放大器的输入之间的电压分割电阻50(反馈电阻分割)，来设定最大电解电压水平。该电压分割电阻50的反馈电压VFB如上述那样通过比较电路24内的电压反馈误差放大器与基准电压进行比较，控制从电压控制电路22的1号管脚20_1输出的输出电压。

(实施方式的说明)

接着，参照图3和图4说明电解槽恒压恒流电源电路10的动作，该电解槽恒压恒流电源电路10根据电解槽1中的被电解液的浓度的变化来在恒流控制模式与恒压控制模式之间切换并向电解槽1供给施加电压。图3是用于说明电解槽恒压恒流电源电路10的控制的图。另外，图4是将图3所示的从恒流控制向恒压控制的切换部分放大后的图。此外，在图3和图4中，横轴的时间不同，但是这些图示出了在不同的日期时间进行的相同条件下的控制。

图3示出使用了本发明的一个实施方式的电解槽恒压恒流电源电路10的电解槽1中的电解。图3所示的图表将横轴设为时间，左侧的纵轴标记电解电流(电解电流)，右侧的纵轴标记电解槽的电压。

在图3中，在上段示出了与时间相应的电解槽的电压变化，在下段示出了流过电解槽的电流变化。该图3所示的例子示出了使填充有盐酸作为被电解液的电解槽1进行电解的电解周期。此外，填充到电解槽1的被电解液并不限于盐酸。

在电解槽1中，在恒流控制(Δt1)的区域和恒压控制(Δt2)的区域这两种控制下对盐酸进行电解。

此外，在图3所示的例子中设计为，电解槽1的单元个数是12个单元，电路的最大电流值为2.94A，最大电压为24V。当向电解槽1过量地填充盐酸时，通常产生浪涌电流(过电流)，但是通过上述的恒流控制能够维持为固定的电流，因此能够防止浪涌电流。

参照图3，当电解槽1的电压达到最大值时(在图3中，为在480秒左右)，电解槽恒压恒流电源电路10从恒流控制转移到恒压控制。这样，自动地向电解槽1供给固定电压(上述预先设定的电压比较用基准电压)。当电解槽恒压恒流电源电路10成为恒压控制时，由于电解的进行而盐酸的浓度下降，因此流向电解槽1的电流如Δt2的区域所示那样逐渐下降。

这时，如果电解槽1是间歇式的电解槽，则在达到最小阈值的电流之后，能够利用从17号管脚20_17输出的电流检测信号来表示电解的结束，从而能够结束电解的周期。

另一方面，如果不结束电解的周期而将电流检测信号作为向电解槽1供给盐酸的盐酸泵的运转信号，在恒压时向电解槽1供给盐酸，则电流上升到电解电流值，再次转移到恒流控制。通过重复该恒流控制和恒压控制的周期，能够进行连续式电解(图4所示的ΔA的范围)。

另外，在电解槽1的电压增加时(图4所示的ΔV的范围)，电流保持为固定。利用该情况，向电解槽1供给适量的盐酸，由此还能够进行恒流的连续式电解。

(实施例)

以下参照图5、图6以及表1，说明使用电解槽恒压恒流电源电路10来进行有效氯浓度的控制的实施例。

使用电流值能够在1A和3A之间切换的恒流基板作为直流电源。使用单元的个数为六个的电解槽作为电解槽1。通过向电解槽1中供给9％的盐酸，来调整为在向开关CVCC电源电路20施加3A的电解电流时电解电压成为10V。通过使一个周期中的电解电流的电流值为3A的期间和为1A的期间的比例变化来控制平均电流值。一个周期的长度是一秒。向每小时20L的流量的水注入通过电解产生的氯气。

如图5所示，作为电流控制，进行了五个模式的占空比的脉冲控制。在脉冲为接通的状态下，从恒流基板向开关CVCC电源电路20输入3A的电流。另外，在脉冲为断开的状态下，从恒流基板向开关CVCC电源电路20输入1A的电解电流。

接着，说明电流控制模式(1)～(5)。

在电流控制模式(1)下，在每个周期内输入电流为3A的期间占0％，输入电流为1A的期间占100％(占空比为0％)。由此，电流控制模式(1)下的平均电流值是1A。

在电流控制模式(2)下，在每个周期内输入电流为3A的期间占25％，输入电流为1A的期间占75％(占空比为25％)。由此，电流控制模式(2)下的平均电流值是1.5A。

在电流控制模式(3)下，在每个周期内输入电流为3A的期间占50％，输入电流为1A的期间占50％(占空比为50％)。由此，电流控制模式(3)下的平均电流值是2A。

在电流控制模式(4)的电流控制中，在每个周期内输入电流为3A的期间占75％，输入电流为1A的期间占25％(占空比为75％)。由此，电流控制模式(4)下的平均电流值是2.5A。

在电流控制模式(5)的电流控制中，在每个周期内输入电流为3A的期间占100％，输入电流为1A的期间占0％(占空比为100％)。由此，电流控制模式(5)下的平均电流值是3A。

下述的表1示出从开始电流控制模式(1)～(5)各个模式下的电流控制起10分钟之后所采集的数据。

[表1]

电流控制模式	平均电流值(A)	氯浓度(ppm)	pH(-)
				(1)	1.0	7	7.47
(2)	1.5	10	7.23
				(3)	2.0	14	7.05
(4)	2.5	20	6.99
				(5)	3.0	23	6.91

图6用图表示出表1所示的数据。在图6中，三角标记表示氯浓度(ppm)。另外，四角标记表示pH值。

如根据表1和图6可知的那样，确认出平均电流值与有效氯浓度和pH值存在比例关系。即，平均电流值越高，有效氯浓度越高，pH值越低。根据以上的实验结果，确认出通过控制平均电流值能够控制有效氯浓度。

这样，本发明的实施方式的电解槽恒压恒流电源电路10是基于输入的直流电力向电解槽1供给电解电压和电解电流的电力控制装置，其中，所述电解槽1用于通过在阳极1a与阴极1b之间流过的电流来对原料水进行电解从而制造电解水。电解槽恒压恒流电源电路10具有恒流控制模式，在该恒流控制模式下进行控制以使电解电流不超过电流比较用基准电流(根据构成电解槽1的单位单元的额定电流预先设定的基准电流)的电流值，来向电解槽1供给电解电流。另外，电解槽恒压恒流电源电路10具有恒压控制模式，在该恒压控制模式下进行控制以使电解电压不超过电压比较用基准电压(根据构成电解槽1的单位单元的额定电压和个数预先设定的基准电压)的电压值，来向电解槽1供给电解电压。而且，电解槽恒压恒流电源电路10根据电解槽内的被电解液的浓度在恒流控制模式与恒压控制模式之间切换来对电解槽1通电。

根据本发明的实施方式的电解槽恒压恒流电源电路10，基于电流比较用基准电压和电压比较用基准电压(根据构成电解槽1的单位单元的额定电流、额定电压以及个数预先设定的基准值)，来向电解槽供给电流和电压。因此，根据本发明的实施方式，能够提供一种对单元结构不同的电解槽也能够通用的电力控制装置。

另外，在本发明的实施方式中，具备电流限制切换电路60，由此在被控制了占空比的脉冲信号为接通(H水平)时，将电流限制电阻40(可编程电阻)设定为RP1来将比较电路24控制为设定电流值(高侧基准电流)。另一方面，在被控制了占空比的脉冲信号为断开(L水平)时，将电流限制电阻40设定为RP1+RP2，从而能够将流过电解槽1的电流值控制为超过0(零)A的设定电流值(低侧基准电流)以上且尽可能接近0A的值。

以往，在接通/断开控制中，断开时流向电解槽1的电流值为0A。然而，在断开状态下，被电解质在被电解质与电极之间起到电池作用，因此在电极(特别是烧制电极)引起涂层的剥离，电极的寿命显著降低。

另一方面，在本发明的实施方式中，具备电流限制切换电路60，由此不会由于在断开时流过电流而产生反电动势。因此，通过降低对电极的负荷，能够延长电解槽1的寿命。

另外，本发明的实施方式的电解槽恒压恒流电源电路10能够如上述那样由最少量的电子部件(电阻、电压电流变换电路、比较器等)构成。因此，能够以低成本且小型的电解水制造装置的部件供给本发明的实施方式的电解槽恒压恒流电源电路10。

以上，参照附图详细说明了本发明的一个实施方式，但是具体的结构并不限于上述的实施方式，在不脱离本发明的主要内容的范围内能够进行各种设计变更等。

产业上的可利用性

本发明的电力控制装置基于根据构成电解槽的单位单元的额定电流、额定电压以及个数预先设定的基准值来向电解槽供给电流和电压。因此，根据本发明，能够提供一种对单元结构不同的电解槽也能够通用的通用性高的电力控制装置以及电力控制装置的控制方法。

附图标记说明

1：电解槽；10：电解槽恒压恒流电源电路；20：开关CVCC电源电路；21：电压电流控制电路；22：电压控制电路；23：电压电流检测电路；24：放大/比较电路；25：电压电流监视电路；30：电流检测电阻；40：电流限制电阻；50：电压分割电阻；60：电流限制切换电路；70：热敏电阻器。

Claims (6)

1.一种电力控制装置，基于所输入的直流电力向电解槽供给电解电压和电解电流，所述电解槽用于通过在阳极与阴极之间流过的电流来对原料水进行电解从而制造电解水，

该电力控制装置具备：

电压电流控制电路，其在恒流控制模式下进行控制以使所述电解电流不超过基准电流的电流值并且向所述电解槽供给所述电解电流，其中，所述基准电流是根据构成所述电解槽的单位单元的额定电流预先设定的，该电压电流控制电路在恒压控制模式下进行控制以使所述电解电压不超过基准电压的电压值并且向所述电解槽供给所述电解电压，其中，所述基准电压是根据构成所述电解槽的单位单元的额定电压和个数预先设定的；

电流检测部，其与所述电压电流控制电路的输出端子连接，用于检测在自身的两端之间产生的电压；

电流限制部，其用于生成所述基准电流；以及

电压分割部，其检测所述输出端子的电压，并通过对检测出的所述电压进行分压来产生反馈电压，

其中，所述电压电流控制电路具备：

电压电流检测电路，其根据所述电流检测部的两端之间的电压和所述电流检测部的电阻值来计算流过所述电解槽的所述电解电流；

比较电路，其对所述电解电流和通过所述电流限制部生成的所述基准电流进行比较，输出表示比较结果的电流比较结果信号，并且对所述反馈电压和所述基准电压进行比较，输出表示比较结果的电压比较结果信号；以及

电压控制电路，其基于所述电流比较结果信号来进行控制以使所述电解电流不超过所述基准电流并且从所述输出端子向所述电解槽供给所述电解电流，并且，基于所述电压比较结果信号来进行控制以使所述反馈电压不超过所述基准电压并且向所述电解槽供给所述电解电压，

所述电压电流控制电路根据所述电解槽内的被电解液的浓度来在所述恒流控制模式与所述恒压控制模式之间切换。

2.根据权利要求1所述的电力控制装置，

还具备电流限制切换电路，该电流限制切换电路与从外部输入的被控制了占空比的脉冲信号为接通状态相应地使所述电流限制部生成所述基准电流，并且，该电流限制切换电路与所述脉冲信号为断开状态相应地使所述电流限制部生成低于所述基准电流且具有大于零的值的低侧基准电流，

所述比较电路对所述电解电流和流过所述电流限制部的所述低侧基准电流进行比较，并输出表示所述电解电流与所述低侧基准电流的比较结果的电流比较结果信号，

所述电压控制电路基于表示所述电解电流与所述低侧基准电流的比较结果的所述电流比较结果信号进行控制以使所述电解电流不低于所述低侧基准电流并且从所述输出端子向所述电解槽供给所述电解电流。

3.根据权利要求2所述的电力控制装置，

所述电压控制电路从所述输出端子输出被脉宽调制为与所述脉冲信号的接通状态和断开状态对应的输出电压信号。

4.根据权利要求1或2所述的电力控制装置，

还具备电压电流监视电路，该电压电流监视电路向外部输出表示所述电解电流的电流值的模拟数据、表示所述电解电压的电压值的模拟数据、以及表示所述电解电流的电流值低于所述基准电流的电流检测信号。

5.根据权利要求1～3中的任一项所述的电力控制装置，

还具备温度检测部，该温度检测部检测所述电解槽的温度，

当所述温度检测部的检测温度成为预先设定的额定温度范围外时，所述电压电流控制电路停止供给电解电压和电解电流，

当所述温度检测部的检测温度恢复到所述额定温度范围内时，所述电压电流控制电路重新开始供给电解电压和电解电流。

6.一种电力控制装置的控制方法，该电力控制装置基于所输入的直流电力向电解槽供给电解电压和电解电流，其中，所述电解槽用于通过在阳极与阴极之间流过的电流来对原料水进行电解从而制造电解水，

所述电力控制装置具备：

电压电流控制电路，其在恒流控制模式下进行控制以使所述电解电流不超过基准电流的电流值并且向所述电解槽供给所述电解电流，其中，所述基准电流是根据构成所述电解槽的单位单元的额定电流预先设定的，该电压电流控制电路在恒压控制模式下进行控制以使所述电解电压不超过基准电压的电压值并且向所述电解槽供给所述电解电压，其中，所述基准电压是根据构成所述电解槽的单位单元的额定电压和个数预先设定的；

电流检测部，其与所述电压电流控制电路的输出端子连接，用于检测在自身的两端之间产生的电压；

电流限制部，其用于生成所述基准电流；以及

电压分割部，其检测所述输出端子的电压，并通过对检测出的所述电压进行分压来产生反馈电压，

其中，所述电压电流控制电路具备：

电压电流检测电路，其根据所述电流检测部的两端之间的电压和所述电流检测部的电阻值来计算流过所述电解槽的所述电解电流；

比较电路，其对所述电解电流和通过所述电流限制部生成的所述基准电流进行比较，输出表示比较结果的电流比较结果信号，并且对所述反馈电压和所述基准电压进行比较，输出表示比较结果的电压比较结果信号；以及

电压控制电路，其基于所述电流比较结果信号来进行控制以使所述电解电流不超过所述基准电流并且从所述输出端子向所述电解槽供给所述电解电流，并且，基于所述电压比较结果信号来进行控制以使所述反馈电压不超过所述基准电压并且向所述电解槽供给所述电解电压，

所述电力控制装置的控制方法包含以下步骤：

恒流控制步骤，在所述恒流控制模式下向所述电解槽供给所述电解电流；以及

恒压控制步骤，在所述恒压控制模式下向所述电解槽供给所述电解电压，

其中，在所述电力控制装置的控制方法中根据所述电解槽内的被电解液的浓度来在所述恒流控制步骤与所述恒压控制步骤之间切换。