JP2000060151A - パルス電源装置 - Google Patents
パルス電源装置Info
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- JP2000060151A JP2000060151A JP10242513A JP24251398A JP2000060151A JP 2000060151 A JP2000060151 A JP 2000060151A JP 10242513 A JP10242513 A JP 10242513A JP 24251398 A JP24251398 A JP 24251398A JP 2000060151 A JP2000060151 A JP 2000060151A
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- capacitor discharge
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 複数のコンデンサ放電回路の放電を一つの放
電開始スイッチで一括して開始させる構成のパルス電源
装置において、当該放電開始スイッチに流れる電流の最
大値を低減する。 【解決手段】 三つのコンデンサ放電回路１０ａ〜１０
ｃの内の一つ１０ａを除外した残りのコンデンサ放電回
路１０ｂ、１０ｃ内に直列に磁気スイッチ２６をそれぞ
れ設けた。各磁気スイッチ２６は、飽和してオンするタ
イミングを互いにずらしている。
電開始スイッチで一括して開始させる構成のパルス電源
装置において、当該放電開始スイッチに流れる電流の最
大値を低減する。 【解決手段】 三つのコンデンサ放電回路１０ａ〜１０
ｃの内の一つ１０ａを除外した残りのコンデンサ放電回
路１０ｂ、１０ｃ内に直列に磁気スイッチ２６をそれぞ
れ設けた。各磁気スイッチ２６は、飽和してオンするタ
イミングを互いにずらしている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えばオゾン発
生装置、放電殺菌装置、パルスガスレーザ装置等の電源
として用いられるものであって、複数のコンデンサ放電
回路の放電を一つの放電開始スイッチで一括して開始さ
せる構成のパルス電源装置に関し、より具体的には、当
該放電開始スイッチに流れる電流の最大値を低減する手
段に関する。
生装置、放電殺菌装置、パルスガスレーザ装置等の電源
として用いられるものであって、複数のコンデンサ放電
回路の放電を一つの放電開始スイッチで一括して開始さ
せる構成のパルス電源装置に関し、より具体的には、当
該放電開始スイッチに流れる電流の最大値を低減する手
段に関する。
【０００２】
【従来の技術】一つのコンデンサ放電回路を有する従来
のパルス電源装置の一例を図４に示す。このパルス電源
装置は、初期コンデンサ１２と時定数調整インダクタン
ス１４とを有していて負荷２にパルス電圧を供給するコ
ンデンサ放電回路１０と、このコンデンサ放電回路１０
の初期コンデンサ１２に充電する高圧の充電電源４と、
コンデンサ放電回路１０の放電を開始させる放電開始ス
イッチ６とを備えている。
のパルス電源装置の一例を図４に示す。このパルス電源
装置は、初期コンデンサ１２と時定数調整インダクタン
ス１４とを有していて負荷２にパルス電圧を供給するコ
ンデンサ放電回路１０と、このコンデンサ放電回路１０
の初期コンデンサ１２に充電する高圧の充電電源４と、
コンデンサ放電回路１０の放電を開始させる放電開始ス
イッチ６とを備えている。
【０００３】充電電源４によって予め初期コンデンサ１
２に充電された電荷は、放電開始スイッチ６のオンによ
って負荷２に放電され、それによって負荷２に高圧のパ
ルス電圧を供給することができる。
２に充電された電荷は、放電開始スイッチ６のオンによ
って負荷２に放電され、それによって負荷２に高圧のパ
ルス電圧を供給することができる。
【０００４】負荷２は、例えば、前述したオゾン発生装
置、放電殺菌装置、パルスガスレーザ装置等である。
置、放電殺菌装置、パルスガスレーザ装置等である。
【０００５】放電開始スイッチ６には、サイラトロン等
の放電スイッチ、あるいはサイリスタ、絶縁ゲート形バ
イポーラトランジスタ、ゲートターンオフサイリスタ等
の半導体スイッチが使用されるが、近年は信頼性や寿命
の点で半導体スイッチが使用されることが多い。特に半
導体スイッチを使用する場合は、半導体スイッチは通常
は耐圧、通電電流の点で放電スイッチよりも定格が低い
ため、次に述べる図５の例のように、昇圧パルストラン
ス１６および磁気パルス圧縮（ＭＰＣ）回路と組み合わ
されて使用されることが多い。
の放電スイッチ、あるいはサイリスタ、絶縁ゲート形バ
イポーラトランジスタ、ゲートターンオフサイリスタ等
の半導体スイッチが使用されるが、近年は信頼性や寿命
の点で半導体スイッチが使用されることが多い。特に半
導体スイッチを使用する場合は、半導体スイッチは通常
は耐圧、通電電流の点で放電スイッチよりも定格が低い
ため、次に述べる図５の例のように、昇圧パルストラン
ス１６および磁気パルス圧縮（ＭＰＣ）回路と組み合わ
されて使用されることが多い。
【０００６】即ち、図４では、単純なコンデンサ放電回
路１０を用いているが、放電開始スイッチ６に加わる電
圧および電流を低減する等の目的で、コンデンサ放電回
路１０を、磁気スイッチを有する磁気パルス圧縮回路や
パルストランスのような電圧昇圧手段等を用いて構成す
る場合もある。その一例を図５に示す。
路１０を用いているが、放電開始スイッチ６に加わる電
圧および電流を低減する等の目的で、コンデンサ放電回
路１０を、磁気スイッチを有する磁気パルス圧縮回路や
パルストランスのような電圧昇圧手段等を用いて構成す
る場合もある。その一例を図５に示す。
【０００７】図５のパルス電源装置は、コンデンサ放電
回路１０を、昇圧パルストランス１６および磁気パルス
圧縮回路を用いて構成している。即ち、図４に示した時
定数調整インダクタンス１４の後に、負荷２の代わり
に、昇圧パルストランス１６を接続し、この昇圧パルス
トランス１６の２次巻線と負荷２との間に、この例では
二つの中間コンデンサ１８、２０および二つの磁気スイ
ッチ２２、２４を梯子形（ラダー形）に接続している。
回路１０を、昇圧パルストランス１６および磁気パルス
圧縮回路を用いて構成している。即ち、図４に示した時
定数調整インダクタンス１４の後に、負荷２の代わり
に、昇圧パルストランス１６を接続し、この昇圧パルス
トランス１６の２次巻線と負荷２との間に、この例では
二つの中間コンデンサ１８、２０および二つの磁気スイ
ッチ２２、２４を梯子形（ラダー形）に接続している。
【０００８】この図５のパルス電源装置は、簡単に言え
ば、初期コンデンサ１２の放電によって生じるパルス電
圧を、昇圧パルストランス１６で昇圧した後、２段の磁
気パルス圧縮を行った後に負荷２に供給するものであ
る。詳述すると、予め初期コンデンサ１２に充電電源４
から初期電荷を充電しておく。その後放電開始スイッチ
６をオンすると、初期コンデンサ１２の電荷は、昇圧パ
ルストランス１６を通じて比較的ゆっくりとした時定数
で中間コンデンサ１８に充電される。中間コンデンサ１
８への充電完了時に磁気スイッチ２２が飽和してオン
し、中間コンデンサ１８の有する電荷は中間コンデンサ
２０へと充電される。この電荷移行終了時に磁気スイッ
チ２４が飽和してオンし、中間コンデンサ２０の有する
電荷は負荷２にパルス電圧として供給される。しかも上
記のような電荷移行を行うごとにパルス電圧のパルス幅
が圧縮される。
ば、初期コンデンサ１２の放電によって生じるパルス電
圧を、昇圧パルストランス１６で昇圧した後、２段の磁
気パルス圧縮を行った後に負荷２に供給するものであ
る。詳述すると、予め初期コンデンサ１２に充電電源４
から初期電荷を充電しておく。その後放電開始スイッチ
６をオンすると、初期コンデンサ１２の電荷は、昇圧パ
ルストランス１６を通じて比較的ゆっくりとした時定数
で中間コンデンサ１８に充電される。中間コンデンサ１
８への充電完了時に磁気スイッチ２２が飽和してオン
し、中間コンデンサ１８の有する電荷は中間コンデンサ
２０へと充電される。この電荷移行終了時に磁気スイッ
チ２４が飽和してオンし、中間コンデンサ２０の有する
電荷は負荷２にパルス電圧として供給される。しかも上
記のような電荷移行を行うごとにパルス電圧のパルス幅
が圧縮される。
【０００９】ところで、前述したオゾン発生装置、放電
殺菌装置等は、大容量化のために、複数台を並列にして
使用することがあり、その場合はパルス電源装置に対す
る負荷も複数台になる。
殺菌装置等は、大容量化のために、複数台を並列にして
使用することがあり、その場合はパルス電源装置に対す
る負荷も複数台になる。
【００１０】そのような複数の負荷に対する従来のパル
ス電源装置の一例を図６に示す。このパルス電源装置
は、複数の負荷２に互いにほぼ同一波形のパルス電圧を
それぞれ供給する複数の前述したようなコンデンサ放電
回路１０と、この複数のコンデンサ放電回路１０の初期
コンデンサ１２に一括して充電する前述したような充電
電源４と、この複数のコンデンサ放電回路１０の放電を
一括して開始させる前述したような放電開始スイッチ６
とを備えている。
ス電源装置の一例を図６に示す。このパルス電源装置
は、複数の負荷２に互いにほぼ同一波形のパルス電圧を
それぞれ供給する複数の前述したようなコンデンサ放電
回路１０と、この複数のコンデンサ放電回路１０の初期
コンデンサ１２に一括して充電する前述したような充電
電源４と、この複数のコンデンサ放電回路１０の放電を
一括して開始させる前述したような放電開始スイッチ６
とを備えている。
【００１１】このような構成にすれば、複数のコンデン
サ放電回路１０に対して一つの放電開始スイッチ６およ
びそれ用の駆動回路（例えばトリガ回路。図示省略）で
済むので、パルス電源装置の構成の簡素化および低コス
ト化を図ることができる。
サ放電回路１０に対して一つの放電開始スイッチ６およ
びそれ用の駆動回路（例えばトリガ回路。図示省略）で
済むので、パルス電源装置の構成の簡素化および低コス
ト化を図ることができる。
【００１２】このような回路構成は、図５に示したよう
な昇圧パルストランス１６および磁気パルス圧縮回路を
用いたパルス電源装置においても採用することができ
る。そのようにしたパルス電源装置の一例を図７に示
す。
な昇圧パルストランス１６および磁気パルス圧縮回路を
用いたパルス電源装置においても採用することができ
る。そのようにしたパルス電源装置の一例を図７に示
す。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】図６および図７のパル
ス電源装置において放電開始スイッチ６に流れる電流ｉ
n の一例を図８に示す。放電開始スイッチ６には、各コ
ンデンサ放電回路１０を流れる放電電流が同時に流れて
互いに加算されるので、この電流ｉn は、図４および図
５のパルス電源装置において放電開始スイッチ６に流れ
る電流ｉ1 の負荷数倍（換言すればコンデンサ放電回路
数倍。図示例の場合は３倍）になる。従って、大きな定
格電流の放電開始スイッチ６を使用する必要があり、放
電開始スイッチ６の大幅なコストアップを惹き起こす。
特に、放電開始スイッチ６が半導体スイッチの場合、半
導体スイッチは現状では高価でありかつ定格電流も小さ
いので、上記問題は著しい。
ス電源装置において放電開始スイッチ６に流れる電流ｉ
n の一例を図８に示す。放電開始スイッチ６には、各コ
ンデンサ放電回路１０を流れる放電電流が同時に流れて
互いに加算されるので、この電流ｉn は、図４および図
５のパルス電源装置において放電開始スイッチ６に流れ
る電流ｉ1 の負荷数倍（換言すればコンデンサ放電回路
数倍。図示例の場合は３倍）になる。従って、大きな定
格電流の放電開始スイッチ６を使用する必要があり、放
電開始スイッチ６の大幅なコストアップを惹き起こす。
特に、放電開始スイッチ６が半導体スイッチの場合、半
導体スイッチは現状では高価でありかつ定格電流も小さ
いので、上記問題は著しい。
【００１４】そこでこの発明は、複数のコンデンサ放電
回路の放電を一つの放電開始スイッチで一括して開始さ
せる構成のパルス電源装置において、当該放電開始スイ
ッチに流れる電流の最大値を低減することを主たる目的
とする。
回路の放電を一つの放電開始スイッチで一括して開始さ
せる構成のパルス電源装置において、当該放電開始スイ
ッチに流れる電流の最大値を低減することを主たる目的
とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】この発明のパルス電源装
置は、前記複数のコンデンサ放電回路内に直列に、飽和
のタイミングを互いにずらした磁気スイッチをそれぞれ
設けていることを特徴としている（請求項１）。
置は、前記複数のコンデンサ放電回路内に直列に、飽和
のタイミングを互いにずらした磁気スイッチをそれぞれ
設けていることを特徴としている（請求項１）。
【００１６】上記構成によれば、前記放電開始スイッチ
をオンしたとき、全てのコンデンサ放電回路の放電が同
時に開始されるのではなく、前記磁気スイッチの飽和の
タイミングだけずれて放電が開始される。その結果、前
記放電開始スイッチを通して各コンデンサ放電回路に流
れる放電電流のピークが互いにずれるので、前記放電開
始スイッチに流れる電流の最大値を、各コンデンサ放電
回路に流れる放電電流の最大値の和よりも低減すること
ができる。
をオンしたとき、全てのコンデンサ放電回路の放電が同
時に開始されるのではなく、前記磁気スイッチの飽和の
タイミングだけずれて放電が開始される。その結果、前
記放電開始スイッチを通して各コンデンサ放電回路に流
れる放電電流のピークが互いにずれるので、前記放電開
始スイッチに流れる電流の最大値を、各コンデンサ放電
回路に流れる放電電流の最大値の和よりも低減すること
ができる。
【００１７】前記磁気スイッチを、前記複数のコンデン
サ放電回路の内の一つを除外した残りのコンデンサ放電
回路内にそれぞれ設けても良い（請求項２）。
サ放電回路の内の一つを除外した残りのコンデンサ放電
回路内にそれぞれ設けても良い（請求項２）。
【００１８】このようにしても、前記放電開始スイッチ
を通して各コンデンサ放電回路に流れる放電電流のピー
クが互いにずれるので、前記放電開始スイッチに流れる
電流の最大値を低減することができる。しかも、請求項
１に記載の発明に比べて磁気スイッチが一つ少なくて済
む。また、全てのコンデンサ放電回路の放電を開始させ
るまでの時間を、磁気スイッチ一つぶん短縮することが
できる。
を通して各コンデンサ放電回路に流れる放電電流のピー
クが互いにずれるので、前記放電開始スイッチに流れる
電流の最大値を低減することができる。しかも、請求項
１に記載の発明に比べて磁気スイッチが一つ少なくて済
む。また、全てのコンデンサ放電回路の放電を開始させ
るまでの時間を、磁気スイッチ一つぶん短縮することが
できる。
【００１９】前記磁気スイッチの飽和のタイミングは、
前記複数のコンデンサ放電回路を流れる放電電流のパル
ス幅の１／２以上２／２以下に相当する時間だけ互いに
ずらすのが好ましい（請求項３）。
前記複数のコンデンサ放電回路を流れる放電電流のパル
ス幅の１／２以上２／２以下に相当する時間だけ互いに
ずらすのが好ましい（請求項３）。
【００２０】このようにすると、前記放電開始スイッチ
に流れる電流の最大値を低減することができると共に、
前記各コンデンサ放電回路の放電開始の時間差をあまり
大きくせずに済む。即ち、前記放電開始スイッチに流れ
る電流の最大値の低減と、全てのコンデンサ放電回路の
放電を開始するまでの時間の短縮とをうまく両立させる
ことができる。しかも、各磁気スイッチの飽和までの時
間をあまり長くせずに済むので、各磁気スイッチの小型
化を図ることができる。
に流れる電流の最大値を低減することができると共に、
前記各コンデンサ放電回路の放電開始の時間差をあまり
大きくせずに済む。即ち、前記放電開始スイッチに流れ
る電流の最大値の低減と、全てのコンデンサ放電回路の
放電を開始するまでの時間の短縮とをうまく両立させる
ことができる。しかも、各磁気スイッチの飽和までの時
間をあまり長くせずに済むので、各磁気スイッチの小型
化を図ることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】図１は、この発明に係るパルス電
源装置の一例を示す回路図である。この例は図６の従来
例に対応するものであり、当該従来例と同一または相当
する部分には同一符号を付し、以下においては当該従来
例との相違点を主に説明する。
源装置の一例を示す回路図である。この例は図６の従来
例に対応するものであり、当該従来例と同一または相当
する部分には同一符号を付し、以下においては当該従来
例との相違点を主に説明する。
【００２２】この実施例においては、前述した複数の
（具体的にはこの例では三つの）コンデンサ放電回路１
０ａ〜１０ｃの内の一つ１０ａを除外した残りのコンデ
ンサ放電回路１０ｂ、１０ｃ内に直列に磁気スイッチ２
６をそれぞれ設けている。各磁気スイッチ２６は、具体
的にはこの例では、各コンデンサ放電回路１０ｂ、１０
ｃ内の初期コンデンサ１２と前記放電開始スイッチ６と
の間に直列にそれぞれ挿入しているけれども、初期コン
デンサ１２と時定数調整インダクタンス１４との間、ま
たは時定数調整インダクタンス１４と負荷２との間に直
列に挿入しても良い。
（具体的にはこの例では三つの）コンデンサ放電回路１
０ａ〜１０ｃの内の一つ１０ａを除外した残りのコンデ
ンサ放電回路１０ｂ、１０ｃ内に直列に磁気スイッチ２
６をそれぞれ設けている。各磁気スイッチ２６は、具体
的にはこの例では、各コンデンサ放電回路１０ｂ、１０
ｃ内の初期コンデンサ１２と前記放電開始スイッチ６と
の間に直列にそれぞれ挿入しているけれども、初期コン
デンサ１２と時定数調整インダクタンス１４との間、ま
たは時定数調整インダクタンス１４と負荷２との間に直
列に挿入しても良い。
【００２３】上記各磁気スイッチ２６は、飽和してオン
するタイミングを、即ち各コンデンサ放電回路１０ｂ、
１０ｃの放電を開始させるタイミングを、互いにずらし
ている。具体的にはこの例では、コンデンサ放電回路１
０ｂに設けた磁気スイッチ２６が飽和するタイミングよ
りも、コンデンサ放電回路１０ｃに設けた磁気スイッチ
２６が飽和するタイミングを遅らせている。
するタイミングを、即ち各コンデンサ放電回路１０ｂ、
１０ｃの放電を開始させるタイミングを、互いにずらし
ている。具体的にはこの例では、コンデンサ放電回路１
０ｂに設けた磁気スイッチ２６が飽和するタイミングよ
りも、コンデンサ放電回路１０ｃに設けた磁気スイッチ
２６が飽和するタイミングを遅らせている。
【００２４】上記パルス電源装置の放電開始時の動作を
説明すると、放電開始スイッチ６をオンすると、まず磁
気スイッチ２６を設けていないコンデンサ放電回路１０
ａの初期コンデンサ１２が放電を開始し、電流ｉ1 が流
れ始める。次に、所定のタイミングだけ遅れて、コンデ
ンサ放電回路１０ｂ内の磁気スイッチ２６が飽和に至
り、その初期コンデンサ１２が放電を開始し、電流ｉ2
が流れ始める。更に次に、所定のタイミングだけ遅れ
て、コンデンサ放電回路１０ｃ内の磁気スイッチ２６が
飽和に至り、その初期コンデンサ１２が放電を開始し、
電流ｉ3 が流れ始める。
説明すると、放電開始スイッチ６をオンすると、まず磁
気スイッチ２６を設けていないコンデンサ放電回路１０
ａの初期コンデンサ１２が放電を開始し、電流ｉ1 が流
れ始める。次に、所定のタイミングだけ遅れて、コンデ
ンサ放電回路１０ｂ内の磁気スイッチ２６が飽和に至
り、その初期コンデンサ１２が放電を開始し、電流ｉ2
が流れ始める。更に次に、所定のタイミングだけ遅れ
て、コンデンサ放電回路１０ｃ内の磁気スイッチ２６が
飽和に至り、その初期コンデンサ１２が放電を開始し、
電流ｉ3 が流れ始める。
【００２５】放電開始スイッチ６に流れる電流ｉn は、
上記電流ｉ1 〜ｉ3 を互いに加えたものである。これら
の電流の波形の一例を図２に示す。
上記電流ｉ1 〜ｉ3 を互いに加えたものである。これら
の電流の波形の一例を図２に示す。
【００２６】この図２からも分かるように、各電流ｉ1
〜ｉ3 は流れ始めるタイミングが互いにずれてそのピー
クが互いにずれるので、前述した従来例の場合と違っ
て、放電開始スイッチ６に流れる電流ｉn の最大値を、
各電流ｉ1 〜ｉ3 の最大値の和よりも低減することがで
きる。その結果、放電開始スイッチ６の定格電流を上げ
なくても、複数のコンデンサ放電回路の放電を一つの放
電開始スイッチ６で開始させることができる。従って、
放電開始スイッチ６の定格を下げて低コスト化を図るこ
とができる。特に、放電開始スイッチ６が半導体スイッ
チの場合、前述したように半導体スイッチは現状では高
価でありかつ定格電流も小さいので、上記効果は顕著に
なる。
〜ｉ3 は流れ始めるタイミングが互いにずれてそのピー
クが互いにずれるので、前述した従来例の場合と違っ
て、放電開始スイッチ６に流れる電流ｉn の最大値を、
各電流ｉ1 〜ｉ3 の最大値の和よりも低減することがで
きる。その結果、放電開始スイッチ６の定格電流を上げ
なくても、複数のコンデンサ放電回路の放電を一つの放
電開始スイッチ６で開始させることができる。従って、
放電開始スイッチ６の定格を下げて低コスト化を図るこ
とができる。特に、放電開始スイッチ６が半導体スイッ
チの場合、前述したように半導体スイッチは現状では高
価でありかつ定格電流も小さいので、上記効果は顕著に
なる。
【００２７】上記の場合、各コンデンサ放電回路１０ａ
〜１０ｃの電流ｉ1 〜ｉ3 の波形が正弦波状である場
合、そのパルス幅をｗとすると、放電開始スイッチ６の
オンからコンデンサ放電回路１０ｂ内の磁気スイッチ２
６が飽和してオンするまでの時間差および当該磁気スイ
ッチ２６の飽和からコンデンサ放電回路１０ｃ内の磁気
スイッチ２６が飽和してオンするまでの時間差は、それ
ぞれ、ｗ／２以上ｗ以下に相当する時間にするのが好ま
しい。
〜１０ｃの電流ｉ1 〜ｉ3 の波形が正弦波状である場
合、そのパルス幅をｗとすると、放電開始スイッチ６の
オンからコンデンサ放電回路１０ｂ内の磁気スイッチ２
６が飽和してオンするまでの時間差および当該磁気スイ
ッチ２６の飽和からコンデンサ放電回路１０ｃ内の磁気
スイッチ２６が飽和してオンするまでの時間差は、それ
ぞれ、ｗ／２以上ｗ以下に相当する時間にするのが好ま
しい。
【００２８】上記時間差をｗ／２以上にすると、電流ｉ
1 のピークを過ぎた時点から電流ｉ2 が流れ始め、かつ
電流ｉ2 のピークを過ぎた時点から電流ｉ3 が流れ始め
るので、放電開始スイッチ６に流れる電流ｉn の最大値
を低減させる効果が大きい。
1 のピークを過ぎた時点から電流ｉ2 が流れ始め、かつ
電流ｉ2 のピークを過ぎた時点から電流ｉ3 が流れ始め
るので、放電開始スイッチ６に流れる電流ｉn の最大値
を低減させる効果が大きい。
【００２９】上記時間差をｗより大きくしても、電流ｉ
1 〜ｉ3 の重なりを避ける効果は何ら増大しないばかり
でなく、電流ｉ1 とｉ2 との間、および電流ｉ2 とｉ3
との間に無駄な空白時間が生じて、全てのコンデンサ放
電回路１０ａ〜１０ｃの放電を開始するまでの時間が不
必要に長くかかってしまうので、上記時間差はｗ以下に
するのが好ましい。
1 〜ｉ3 の重なりを避ける効果は何ら増大しないばかり
でなく、電流ｉ1 とｉ2 との間、および電流ｉ2 とｉ3
との間に無駄な空白時間が生じて、全てのコンデンサ放
電回路１０ａ〜１０ｃの放電を開始するまでの時間が不
必要に長くかかってしまうので、上記時間差はｗ以下に
するのが好ましい。
【００３０】即ち、上記時間差をｗ／２以上ｗ以下にす
ることにより、放電開始スイッチ６に流れる電流ｉn の
最大値の低減と、全てのコンデンサ放電回路１０ａ〜１
０ｃの放電を開始するまでの時間の短縮とをうまく両立
させることができる。しかも、各磁気スイッチ２６の飽
和までの時間をあまり長くせずに済むので、各磁気スイ
ッチ２６のコア体積を小さくする等して、各磁気スイッ
チ２６の小型化を図ることができる。
ることにより、放電開始スイッチ６に流れる電流ｉn の
最大値の低減と、全てのコンデンサ放電回路１０ａ〜１
０ｃの放電を開始するまでの時間の短縮とをうまく両立
させることができる。しかも、各磁気スイッチ２６の飽
和までの時間をあまり長くせずに済むので、各磁気スイ
ッチ２６のコア体積を小さくする等して、各磁気スイッ
チ２６の小型化を図ることができる。
【００３１】その内でも、上記時間差は約２ｗ／３にす
るのが好ましい。図２はそのようにしたときの例であ
る。そのようにすると、放電開始スイッチ６に流れる電
流ｉnの最大値を、コンデンサ放電回路および負荷が一
つの場合と同程度までに低減することができると共に、
全てのコンデンサ放電回路の放電を開始するまでの時間
もかなり短縮することができ、電流低減と時間短縮とを
最もうまく両立させることができる。
るのが好ましい。図２はそのようにしたときの例であ
る。そのようにすると、放電開始スイッチ６に流れる電
流ｉnの最大値を、コンデンサ放電回路および負荷が一
つの場合と同程度までに低減することができると共に、
全てのコンデンサ放電回路の放電を開始するまでの時間
もかなり短縮することができ、電流低減と時間短縮とを
最もうまく両立させることができる。
【００３２】なお、上記コンデンサ放電回路１０ａにも
磁気スイッチ２６を設けて、全てのコンデンサ放電回路
１０ａ〜１０ｃに、飽和のタイミングを互いにずらした
磁気スイッチ２６を設けても良く、そのようにしても、
図１の例の場合と同様に、放電開始スイッチ６に流れる
電流ｉn の最大値を低減する効果を奏することができ
る。しかしそれよりも、図１の例の方が、磁気スイッチ
２６が一つ少なくて済むのでより経済的であると共に、
全てのコンデンサ放電回路１０ａ〜１０ｃの放電を開始
させるまでの時間を磁気スイッチ一つぶん短縮すること
ができる。
磁気スイッチ２６を設けて、全てのコンデンサ放電回路
１０ａ〜１０ｃに、飽和のタイミングを互いにずらした
磁気スイッチ２６を設けても良く、そのようにしても、
図１の例の場合と同様に、放電開始スイッチ６に流れる
電流ｉn の最大値を低減する効果を奏することができ
る。しかしそれよりも、図１の例の方が、磁気スイッチ
２６が一つ少なくて済むのでより経済的であると共に、
全てのコンデンサ放電回路１０ａ〜１０ｃの放電を開始
させるまでの時間を磁気スイッチ一つぶん短縮すること
ができる。
【００３３】図３は、この発明に係るパルス電源装置の
他の例を示す回路図である。この例は図７の従来例に対
応するものである。この例では、磁気パルス圧縮回路を
採用した前述した複数の（具体的にはこの例では三つ
の）コンデンサ放電回路１０ａ〜１０ｃの内の一つ１０
ａを除外した残りのコンデンサ放電回路１０ｂ、１０ｃ
内に直列に磁気スイッチ２６をそれぞれ設けている。各
磁気スイッチ２６は、具体的にはこの例では、各コンデ
ンサ放電回路１０ｂ、１０ｃ内の初期コンデンサ１２と
前記放電開始スイッチ６との間に直列にそれぞれ挿入し
ているけれども、初期コンデンサ１２と時定数調整イン
ダクタンス１４との間、または時定数調整インダクタン
ス１４と昇圧パルストランス１６との間に直列に挿入し
ても良い。
他の例を示す回路図である。この例は図７の従来例に対
応するものである。この例では、磁気パルス圧縮回路を
採用した前述した複数の（具体的にはこの例では三つ
の）コンデンサ放電回路１０ａ〜１０ｃの内の一つ１０
ａを除外した残りのコンデンサ放電回路１０ｂ、１０ｃ
内に直列に磁気スイッチ２６をそれぞれ設けている。各
磁気スイッチ２６は、具体的にはこの例では、各コンデ
ンサ放電回路１０ｂ、１０ｃ内の初期コンデンサ１２と
前記放電開始スイッチ６との間に直列にそれぞれ挿入し
ているけれども、初期コンデンサ１２と時定数調整イン
ダクタンス１４との間、または時定数調整インダクタン
ス１４と昇圧パルストランス１６との間に直列に挿入し
ても良い。
【００３４】上記各磁気スイッチ２６は、飽和してオン
するタイミングを、即ち各コンデンサ放電回路１０ｂ、
１０ｃの放電を開始させるタイミングを、互いにずらし
ている。
するタイミングを、即ち各コンデンサ放電回路１０ｂ、
１０ｃの放電を開始させるタイミングを、互いにずらし
ている。
【００３５】図３の例におけるその他の構成および作用
効果は、図１の例の場合と同様であるので、ここでは重
複説明を省略する。
効果は、図１の例の場合と同様であるので、ここでは重
複説明を省略する。
【００３６】なお、以上においてはいずれも、複数の互
いに同じ構成のコンデンサ放電回路に磁気スイッチ２６
を設けた場合を例に説明したけれども、互いに異なる構
成のコンデンサ放電回路に上記のような磁気スイッチ２
６を設けても良く、その場合も前記と同様の作用効果を
奏することができる。
いに同じ構成のコンデンサ放電回路に磁気スイッチ２６
を設けた場合を例に説明したけれども、互いに異なる構
成のコンデンサ放電回路に上記のような磁気スイッチ２
６を設けても良く、その場合も前記と同様の作用効果を
奏することができる。
【００３７】また、上記のように各コンデンサ放電回路
（または一つを除外した残りのコンデンサ放電回路）に
磁気スイッチ２６を設ける代わりに、全てのコンデンサ
放電回路に、磁気スイッチとコンデンサとを互いにラダ
ー形に接続して成る磁気パルス圧縮回路を１段以上ずつ
設けて、全てのコンデンサ放電回路に流れる放電電流の
パルス幅を伸ばし、そのぶん最大電流を低減するという
考えがあるけれども、次の〜の理由から、それより
もこの発明のように互いに飽和のタイミングをずらした
磁気スイッチ２６を設ける方が好ましい。
（または一つを除外した残りのコンデンサ放電回路）に
磁気スイッチ２６を設ける代わりに、全てのコンデンサ
放電回路に、磁気スイッチとコンデンサとを互いにラダ
ー形に接続して成る磁気パルス圧縮回路を１段以上ずつ
設けて、全てのコンデンサ放電回路に流れる放電電流の
パルス幅を伸ばし、そのぶん最大電流を低減するという
考えがあるけれども、次の〜の理由から、それより
もこの発明のように互いに飽和のタイミングをずらした
磁気スイッチ２６を設ける方が好ましい。
【００３８】パルス幅を伸ばす場合は、磁気パルス圧
縮回路の各磁気スイッチの非飽和領域の長さ（飽和する
までの時間）を長くする必要があり、そのためには各磁
気スイッチのコア体積を大きくする必要があり、各磁気
スイッチの損失が大きくなり（例えば１段当たり数％〜
１０％程度の損失が生じる）、しかも各磁気スイッチの
大型化およびコストアップを招く。これに対してこの発
明の場合は、各磁気スイッチ２６は互いに飽和のタイミ
ングをずらすだけで良いので、コア体積をあまり大きく
せずに済み、損失を少なくして高効率化を図ると共に、
磁気スイッチの小型化および低コスト化を図ることがで
きる。
縮回路の各磁気スイッチの非飽和領域の長さ（飽和する
までの時間）を長くする必要があり、そのためには各磁
気スイッチのコア体積を大きくする必要があり、各磁気
スイッチの損失が大きくなり（例えば１段当たり数％〜
１０％程度の損失が生じる）、しかも各磁気スイッチの
大型化およびコストアップを招く。これに対してこの発
明の場合は、各磁気スイッチ２６は互いに飽和のタイミ
ングをずらすだけで良いので、コア体積をあまり大きく
せずに済み、損失を少なくして高効率化を図ると共に、
磁気スイッチの小型化および低コスト化を図ることがで
きる。
【００３９】磁気パルス圧縮回路は磁気スイッチの他
にコンデンサが必要であり、そのぶんコストアップにな
るのに対して、この発明の場合は磁気スイッチ２６だけ
で良いのでそのぶん低コスト化を図ることができる。
にコンデンサが必要であり、そのぶんコストアップにな
るのに対して、この発明の場合は磁気スイッチ２６だけ
で良いのでそのぶん低コスト化を図ることができる。
【００４０】磁気パルス圧縮回路は全ての（ｎ個の）
コンデンサ放電回路に設けなければならないのに対し
て、この発明の磁気スイッチ２６は一つを除外した残り
の（ｎ−１個の）コンデンサ放電回路に設けることも可
能であり、その場合は構成のより簡素化を図ることがで
きる。
コンデンサ放電回路に設けなければならないのに対し
て、この発明の磁気スイッチ２６は一つを除外した残り
の（ｎ−１個の）コンデンサ放電回路に設けることも可
能であり、その場合は構成のより簡素化を図ることがで
きる。
【００４１】
【発明の効果】この発明は、上記のとおり構成されてい
るので、次のような効果を奏する。
るので、次のような効果を奏する。
【００４２】請求項１記載の発明によれば、放電開始ス
イッチを通して各コンデンサ放電回路に流れる放電電流
のピークが互いにずれるので、当該放電開始スイッチに
流れる電流の最大値を、各コンデンサ放電回路を流れる
放電電流の最大値の和よりも低減することができる。そ
の結果、放電開始スイッチの定格電流を上げなくても、
複数のコンデンサ放電回路の放電を一つの放電開始スイ
ッチで開始させることができる。従って、放電開始スイ
ッチの定格を下げて低コスト化を図ることができる。
イッチを通して各コンデンサ放電回路に流れる放電電流
のピークが互いにずれるので、当該放電開始スイッチに
流れる電流の最大値を、各コンデンサ放電回路を流れる
放電電流の最大値の和よりも低減することができる。そ
の結果、放電開始スイッチの定格電流を上げなくても、
複数のコンデンサ放電回路の放電を一つの放電開始スイ
ッチで開始させることができる。従って、放電開始スイ
ッチの定格を下げて低コスト化を図ることができる。
【００４３】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明に比べて磁気スイッチが一つ少なくて済む。ま
た、全てのコンデンサ放電回路の放電を開始させるまで
の時間を、磁気スイッチ一つぶん短縮することができ
る。
載の発明に比べて磁気スイッチが一つ少なくて済む。ま
た、全てのコンデンサ放電回路の放電を開始させるまで
の時間を、磁気スイッチ一つぶん短縮することができ
る。
【００４４】請求項３記載の発明によれば、放電開始ス
イッチに流れる電流の最大値の低減と、全てのコンデン
サ放電回路の放電を開始するまでの時間の短縮とをうま
く両立させることができる。しかも、各磁気スイッチの
飽和までの時間をあまり長くせずに済むので、各磁気ス
イッチの小型化を図ることができる。
イッチに流れる電流の最大値の低減と、全てのコンデン
サ放電回路の放電を開始するまでの時間の短縮とをうま
く両立させることができる。しかも、各磁気スイッチの
飽和までの時間をあまり長くせずに済むので、各磁気ス
イッチの小型化を図ることができる。
【図１】この発明に係るパルス電源装置の一例を示す回
路図である。
路図である。
【図２】図１中のスイッチに流れる電流の波形の一例を
示す図である。
示す図である。
【図３】この発明に係るパルス電源装置の他の例を示す
回路図である。
回路図である。
【図４】一つのコンデンサ放電回路を有する従来のパル
ス電源装置の一例を示す回路図である。
ス電源装置の一例を示す回路図である。
【図５】一つのコンデンサ放電回路を有する従来のパル
ス電源装置の他の例を示す回路図である。
ス電源装置の他の例を示す回路図である。
【図６】複数のコンデンサ放電回路を有する従来のパル
ス電源装置の一例を示す回路図である。
ス電源装置の一例を示す回路図である。
【図７】複数のコンデンサ放電回路を有する従来のパル
ス電源装置の他の例を示す回路図である。
ス電源装置の他の例を示す回路図である。
【図８】図４および図６中の放電開始スイッチに流れる
電流の波形の例を示す図である。
電流の波形の例を示す図である。
２ 負荷 ４ 充電電源 ６ 放電開始スイッチ １０、１０ａ〜１０ｃ コンデンサ放電回路 ２６ 磁気スイッチ
Claims (3)
- 【請求項１】 複数の負荷にパルス電圧をそれぞれ供給
する回路であってコンデンサをそれぞれ有する複数のコ
ンデンサ放電回路と、この複数のコンデンサ放電回路の
コンデンサに一括して充電する充電電源と、前記複数の
コンデンサ放電回路の放電を一括して開始させる放電開
始スイッチとを備えるパルス電源装置において、前記複
数のコンデンサ放電回路内に直列に、飽和のタイミング
を互いにずらした磁気スイッチをそれぞれ設けているこ
とを特徴とするパルス電源装置。 - 【請求項２】 前記磁気スイッチを、前記複数のコンデ
ンサ放電回路の内の一つを除外した残りのコンデンサ放
電回路内にそれぞれ設けている請求項１記載のパルス電
源装置。 - 【請求項３】 前記磁気スイッチの飽和のタイミング
を、前記複数のコンデンサ放電回路を流れる放電電流の
パルス幅の１／２以上２／２以下に相当する時間だけ互
いにずらしている請求項１または２記載のパルス電源装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10242513A JP2000060151A (ja) | 1998-08-12 | 1998-08-12 | パルス電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10242513A JP2000060151A (ja) | 1998-08-12 | 1998-08-12 | パルス電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000060151A true JP2000060151A (ja) | 2000-02-25 |
Family
ID=17090231
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10242513A Pending JP2000060151A (ja) | 1998-08-12 | 1998-08-12 | パルス電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000060151A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011006284A (ja) * | 2009-06-25 | 2011-01-13 | Toyota Motor Corp | オゾン発生装置 |
-
1998
- 1998-08-12 JP JP10242513A patent/JP2000060151A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011006284A (ja) * | 2009-06-25 | 2011-01-13 | Toyota Motor Corp | オゾン発生装置 |
| US20120134890A1 (en) * | 2009-06-25 | 2012-05-31 | National University Corporation Kumamoto University | Ozone generator |
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