JP2000209865A - 高圧パルス発生装置 - Google Patents
高圧パルス発生装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】パルスコロナ放電を利用した排ガス処理装置や
オゾン発生装置に好適な高圧パルス発生装置を提供す
る。 【解決手段】高圧パルス発生装置を直流電源１１，イン
バータ主回路１２、コンデンサ１３〜１４，昇圧用変圧
器１５，リアクトル１６，コンテンサ１７，制御回路１
８ａ又は１８ｂで構成し、インバータ主回路１２がリア
クトル１６とコンデンサ１７とから導出される振動周期
に基づく所定の期間（数サクイル程度）継続して動作す
ることにより、コンテンサ１７の両端電圧を昇圧用変圧
器１５の巻数比に直流電源１１の電圧を乗じた値のほぼ
偶数倍に上昇させて、高電圧を得る。このとき、前記振
動周期を１μｓ程度にすることにより、パルス波状の高
電圧になる。
オゾン発生装置に好適な高圧パルス発生装置を提供す
る。 【解決手段】高圧パルス発生装置を直流電源１１，イン
バータ主回路１２、コンデンサ１３〜１４，昇圧用変圧
器１５，リアクトル１６，コンテンサ１７，制御回路１
８ａ又は１８ｂで構成し、インバータ主回路１２がリア
クトル１６とコンデンサ１７とから導出される振動周期
に基づく所定の期間（数サクイル程度）継続して動作す
ることにより、コンテンサ１７の両端電圧を昇圧用変圧
器１５の巻数比に直流電源１１の電圧を乗じた値のほぼ
偶数倍に上昇させて、高電圧を得る。このとき、前記振
動周期を１μｓ程度にすることにより、パルス波状の高
電圧になる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、パルスコロナ放
電を利用した排ガス処理装置やオゾン発生装置などに備
える高圧パルス発生装置に関する。
電を利用した排ガス処理装置やオゾン発生装置などに備
える高圧パルス発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】放電電極間に立ち上がり時間の速い高圧
パルス（ピーク電圧：数〜数十ｋＶ，パルス幅：１μｓ
以下）を印加することにより、該放電電極の全面に放電
が発生し、その結果、生成される電子やオゾンの量が増
大するパルスコロナ放電が知られている。従って、パル
スコロナ放電を発生させるためには、数ｋＶ以上のピー
ク電圧でパルス幅１μｓ以下の高圧パルスを発生する高
圧パルス発生装置が必要となる。
パルス（ピーク電圧：数〜数十ｋＶ，パルス幅：１μｓ
以下）を印加することにより、該放電電極の全面に放電
が発生し、その結果、生成される電子やオゾンの量が増
大するパルスコロナ放電が知られている。従って、パル
スコロナ放電を発生させるためには、数ｋＶ以上のピー
ク電圧でパルス幅１μｓ以下の高圧パルスを発生する高
圧パルス発生装置が必要となる。
【０００３】図６は、この種の高圧パルス発生装置の従
来例を示す回路構成図であり、１は数ｋＶ以上の直流電
圧を発生する直流高圧電源、２は抵抗、３はコンデン
サ、４はスイッチ、５は放電電極を示す。
来例を示す回路構成図であり、１は数ｋＶ以上の直流電
圧を発生する直流高圧電源、２は抵抗、３はコンデン
サ、４はスイッチ、５は放電電極を示す。
【０００４】図６に示した高圧パルス発生装置では、直
流高圧電源１からの直流高電圧を抵抗２を介してコンデ
ンサ３に充電し、充電されたコンデンサ３の両端電圧
を、サイラトロンやギャップスイッチなどからなる高速
のスイッチ４を閉路することにより放電電極５に印加す
るものである。
流高圧電源１からの直流高電圧を抵抗２を介してコンデ
ンサ３に充電し、充電されたコンデンサ３の両端電圧
を、サイラトロンやギャップスイッチなどからなる高速
のスイッチ４を閉路することにより放電電極５に印加す
るものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来の高圧パル
ス発生装置において、高速で開閉するスイッチ４として
のサイラトロンやギャップスイッチは寿命が短いという
難点があり、放電電極５にパルスコロナ放電を発生させ
る先述の用途では、短期間でスイッチ４を新品と交換す
る必要があった。この発明の目的は上記問題点を解決
し、長期間メインテナンスを必要としない高圧パルス発
生装置を提供することにある。
ス発生装置において、高速で開閉するスイッチ４として
のサイラトロンやギャップスイッチは寿命が短いという
難点があり、放電電極５にパルスコロナ放電を発生させ
る先述の用途では、短期間でスイッチ４を新品と交換す
る必要があった。この発明の目的は上記問題点を解決
し、長期間メインテナンスを必要としない高圧パルス発
生装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この第１の発明は、自己
消弧形素子とダイオードとの逆並列回路を単相ブリッジ
接続してなるインバータ主回路と、前記インバータ主回
路の直流側端子の両端間に接続される直流電源と、前記
インバータ主回路の交流側端子の一端に一端が接続され
る第１コンデンサと、前記インバータ主回路の交流側端
子の他端と前記第１コンデンサの他端との間に一次巻線
が接続される昇圧用変圧器と、前記昇圧用変圧器の二次
巻線の両端間に接続されるリアクトルと第２コンデンサ
との直列回路と、前記インバータ主回路を形成する自己
消形素子それぞれをオン又はオフさせる制御回路とを備
え、前記制御回路を介した前記インバータ主回路が、前
記直列回路の電気振動波形の周期に基づく所定の期間継
続して動作することにより、前記第２コンデンサの両端
に所望のピーク値を有するパルス波形状の高電圧を発生
させることを特徴とした高圧パルス発生装置にする。
消弧形素子とダイオードとの逆並列回路を単相ブリッジ
接続してなるインバータ主回路と、前記インバータ主回
路の直流側端子の両端間に接続される直流電源と、前記
インバータ主回路の交流側端子の一端に一端が接続され
る第１コンデンサと、前記インバータ主回路の交流側端
子の他端と前記第１コンデンサの他端との間に一次巻線
が接続される昇圧用変圧器と、前記昇圧用変圧器の二次
巻線の両端間に接続されるリアクトルと第２コンデンサ
との直列回路と、前記インバータ主回路を形成する自己
消形素子それぞれをオン又はオフさせる制御回路とを備
え、前記制御回路を介した前記インバータ主回路が、前
記直列回路の電気振動波形の周期に基づく所定の期間継
続して動作することにより、前記第２コンデンサの両端
に所望のピーク値を有するパルス波形状の高電圧を発生
させることを特徴とした高圧パルス発生装置にする。
【０００７】第２の発明は前記第１の発明の高圧パルス
発生装置において、前記制御回路は前記振動波形の零ク
ロス点で、前記インバータ主回路を形成する自己消形素
子それぞれをオン又はオフさせることを特徴とする。
発生装置において、前記制御回路は前記振動波形の零ク
ロス点で、前記インバータ主回路を形成する自己消形素
子それぞれをオン又はオフさせることを特徴とする。
【０００８】第３の発明は前記第１の発明の高圧パルス
発生装置において、前記制御回路は前記振動波形の零ク
ロス点に対して所定の時間偏倚した時点で、前記インバ
ータ主回路を形成する自己消形素子それぞれをオン又は
オフさせることを特徴とする。
発生装置において、前記制御回路は前記振動波形の零ク
ロス点に対して所定の時間偏倚した時点で、前記インバ
ータ主回路を形成する自己消形素子それぞれをオン又は
オフさせることを特徴とする。
【０００９】第４の発明は前記第１の発明の高圧パルス
発生装置において、前記制御回路は前記振動波形の零ク
ロス点それぞれに対して所定の位相角偏倚した時点で、
前記インバータ主回路を形成する自己消形素子それぞれ
をオン又はオフさせることを特徴とする。
発生装置において、前記制御回路は前記振動波形の零ク
ロス点それぞれに対して所定の位相角偏倚した時点で、
前記インバータ主回路を形成する自己消形素子それぞれ
をオン又はオフさせることを特徴とする。
【００１０】第５の発明は前記第１〜第４いずれかの発
明の高圧パルス発生装置において、前記第１コンデンサ
に任意の直流電圧を充電した後、前記制御回路を介した
前記インバータ主回路が動作を開始することを特徴とす
る。
明の高圧パルス発生装置において、前記第１コンデンサ
に任意の直流電圧を充電した後、前記制御回路を介した
前記インバータ主回路が動作を開始することを特徴とす
る。
【００１１】第６の発明は前記第５の発明の高圧パルス
発生装置において、前記昇圧用変圧器の励磁電流を所望
の値に設定された昇圧用変圧器とすることを特徴とす
る。
発生装置において、前記昇圧用変圧器の励磁電流を所望
の値に設定された昇圧用変圧器とすることを特徴とす
る。
【００１２】第７の発明は前記第５の発明の高圧パルス
発生装置において、前記昇圧用変圧器を所定の極性方向
に偏磁させた後、前記制御回路を介した前記インバータ
主回路が動作を開始することを特徴とする。
発生装置において、前記昇圧用変圧器を所定の極性方向
に偏磁させた後、前記制御回路を介した前記インバータ
主回路が動作を開始することを特徴とする。
【００１３】第８の発明は前記第１〜第７いずれかの発
明の高圧パルス発生装置において、前記高圧パルス発生
装置に、前記第２コンデンサの両端間に接続される放電
電極と、この放電電極間に放電が発生したことを検知す
る放電検知手段とを付加し、前記放電検知手段が前記放
電を検知した時より所定の期間、前記制御回路を介した
前記インバータ主回路が動作を停止することを特徴とす
る。
明の高圧パルス発生装置において、前記高圧パルス発生
装置に、前記第２コンデンサの両端間に接続される放電
電極と、この放電電極間に放電が発生したことを検知す
る放電検知手段とを付加し、前記放電検知手段が前記放
電を検知した時より所定の期間、前記制御回路を介した
前記インバータ主回路が動作を停止することを特徴とす
る。
【００１４】この発明は、前記インバータ主回路が前記
直列回路の電気振動波形の周期に基づく所定の期間継続
して動作することにより、前記第２コンデンサの両端電
圧のピーク値は、基本的には前記昇圧用変圧器を介した
前記直流電源の電圧に基づく値のほぼ偶数倍（２、４、
６・・・）で、順次上昇することに着目してなされたも
のである。
直列回路の電気振動波形の周期に基づく所定の期間継続
して動作することにより、前記第２コンデンサの両端電
圧のピーク値は、基本的には前記昇圧用変圧器を介した
前記直流電源の電圧に基づく値のほぼ偶数倍（２、４、
６・・・）で、順次上昇することに着目してなされたも
のである。
【００１５】さらにこのとき、前記振動波形の周期を１
μｓ程度に設定することにより、前記インバータ主回路
が動作を停止する直前には、数百Ｖの前記直流電源から
前記第３コンデンサの両端には数ｋＶ以上のピーク電圧
でパルス幅１μｓ以下のパルス波形状の高電圧を得るこ
とができる。
μｓ程度に設定することにより、前記インバータ主回路
が動作を停止する直前には、数百Ｖの前記直流電源から
前記第３コンデンサの両端には数ｋＶ以上のピーク電圧
でパルス幅１μｓ以下のパルス波形状の高電圧を得るこ
とができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１は、この発明の高圧パルス発
生装置の第１の実施の形態を示す回路構成図であり、１
１は直流電源、１２は、図示の如く自己消弧形素子とし
て、内部ダイオードを具備するＭＯＳＦＥＴ１２ａ〜１
２ｄを単相ブリッジ接続してなるインバータ主回路、１
３は前記第１コンデンサを２分割した一方のコンデン
サ、１４は前記第１コンデンサを２分割した他方のコン
デンサ、１５は昇圧用変圧器、１６は前記直列回路を形
成するリアクトル、１７は第２コンデンサとして前記直
列回路を形成するコンデンサ、１８ａ，１８ｂはＭＯＳ
ＦＥＴ１２ａ〜１２ｄをオン又はオフさせる制御回路で
ある。
生装置の第１の実施の形態を示す回路構成図であり、１
１は直流電源、１２は、図示の如く自己消弧形素子とし
て、内部ダイオードを具備するＭＯＳＦＥＴ１２ａ〜１
２ｄを単相ブリッジ接続してなるインバータ主回路、１
３は前記第１コンデンサを２分割した一方のコンデン
サ、１４は前記第１コンデンサを２分割した他方のコン
デンサ、１５は昇圧用変圧器、１６は前記直列回路を形
成するリアクトル、１７は第２コンデンサとして前記直
列回路を形成するコンデンサ、１８ａ，１８ｂはＭＯＳ
ＦＥＴ１２ａ〜１２ｄをオン又はオフさせる制御回路で
ある。
【００１７】図１において、制御回路１８ａはリアクト
ル１６とコンデンサ１７とから導出される共振周波数と
ほぼ同じ周波数の方形波を出力する発振回路からの出力
信号に基づきＭＯＳＦＥＴ１２ａ〜１２ｄをオン又はオ
フさせる機能を有し、この制御回路１８ａによる高圧パ
ルス発生装置の動作を、この発明の第１の実施例として
図２に示す波形図を参照しつつ、以下に説明する。
ル１６とコンデンサ１７とから導出される共振周波数と
ほぼ同じ周波数の方形波を出力する発振回路からの出力
信号に基づきＭＯＳＦＥＴ１２ａ〜１２ｄをオン又はオ
フさせる機能を有し、この制御回路１８ａによる高圧パ
ルス発生装置の動作を、この発明の第１の実施例として
図２に示す波形図を参照しつつ、以下に説明する。
【００１８】先ず、ＭＯＳＦＥＴ１２ａ〜１２ｄがオフ
の状態から、図２（イ）に示す如く時刻Ｔ0 でＭＯＳＦ
ＥＴ１２ａ，１２ｄをオンさせると、昇圧用変圧器１５
の一次巻線には直流電源１１の電圧Ｖ0 が図２（ハ）に
示す如き極性で印加され、昇圧用変圧器１５の二次巻線
には図２（ニ）に示す如き電流が流れ、コンデンサ１７
の両端電圧は図２（ホ）に示す如く上昇し始める。
の状態から、図２（イ）に示す如く時刻Ｔ0 でＭＯＳＦ
ＥＴ１２ａ，１２ｄをオンさせると、昇圧用変圧器１５
の一次巻線には直流電源１１の電圧Ｖ0 が図２（ハ）に
示す如き極性で印加され、昇圧用変圧器１５の二次巻線
には図２（ニ）に示す如き電流が流れ、コンデンサ１７
の両端電圧は図２（ホ）に示す如く上昇し始める。
【００１９】この状態で、制御回路１８ａにより、ＭＯ
ＳＦＥＴ１２ａ，１２ｄがオフし、ＭＯＳＦＥＴ１２
ｂ，１２ｃをオンさせる時刻Ｔ1 にはコンデンサ１７の
両端電圧は図２（ホ）に示す如く〔２ｎ×Ｖ0 〕となる
（ここで、ｎは昇圧用変圧器１５の一次巻線と二次巻線
との巻数比を示す）。
ＳＦＥＴ１２ａ，１２ｄがオフし、ＭＯＳＦＥＴ１２
ｂ，１２ｃをオンさせる時刻Ｔ1 にはコンデンサ１７の
両端電圧は図２（ホ）に示す如く〔２ｎ×Ｖ0 〕となる
（ここで、ｎは昇圧用変圧器１５の一次巻線と二次巻線
との巻数比を示す）。
【００２０】次に、時刻Ｔ1 で図２（イ）に示す如く、
ＭＯＳＦＥＴ１２ａ，１２ｄをオフさせ、図示しない若
干の時間をおいて、図２（ロ）に示す如くＭＯＳＦＥＴ
１２ｂ，１２ｃをオンさせると、昇圧用変圧器１５の一
次巻線には直流電源１１の電圧Ｖ0 が図２（ハ）に示す
如き極性で印加され、昇圧用変圧器１５の二次巻線には
図２（ニ）に示す如き電流が流れ、コンデンサ１７の両
端電圧は図２（ホ）に示す如く下降し始める。
ＭＯＳＦＥＴ１２ａ，１２ｄをオフさせ、図示しない若
干の時間をおいて、図２（ロ）に示す如くＭＯＳＦＥＴ
１２ｂ，１２ｃをオンさせると、昇圧用変圧器１５の一
次巻線には直流電源１１の電圧Ｖ0 が図２（ハ）に示す
如き極性で印加され、昇圧用変圧器１５の二次巻線には
図２（ニ）に示す如き電流が流れ、コンデンサ１７の両
端電圧は図２（ホ）に示す如く下降し始める。
【００２１】この状態で、制御回路１８ａにより、ＭＯ
ＳＦＥＴ１２ｂ，１２ｃがオフし、ＭＯＳＦＥＴ１２
ａ，１２ｄをオンさせる時刻Ｔ2 にはコンデンサ１７の
両端電圧は図２（ホ）に示す如く〔−４ｎ×Ｖ0 〕とな
る。
ＳＦＥＴ１２ｂ，１２ｃがオフし、ＭＯＳＦＥＴ１２
ａ，１２ｄをオンさせる時刻Ｔ2 にはコンデンサ１７の
両端電圧は図２（ホ）に示す如く〔−４ｎ×Ｖ0 〕とな
る。
【００２２】次に、時刻Ｔ2 で図２（ロ）に示す如く、
ＭＯＳＦＥＴ１２ｂ，１２ｃをオフさせ、図示しない若
干の時間をおいて、図２（イ）に示す如くＭＯＳＦＥＴ
１２ａ，１２ｄをオンさせると、昇圧用変圧器１５の一
次巻線には直流電源１１の電圧Ｖ0 が図２（ハ）に示す
如き極性で印加され、昇圧用変圧器１５の二次巻線には
図２（ニ）に示す如き電流が流れ、コンデンサ１７の両
端電圧は図２（ホ）に示す如く上昇し始める。
ＭＯＳＦＥＴ１２ｂ，１２ｃをオフさせ、図示しない若
干の時間をおいて、図２（イ）に示す如くＭＯＳＦＥＴ
１２ａ，１２ｄをオンさせると、昇圧用変圧器１５の一
次巻線には直流電源１１の電圧Ｖ0 が図２（ハ）に示す
如き極性で印加され、昇圧用変圧器１５の二次巻線には
図２（ニ）に示す如き電流が流れ、コンデンサ１７の両
端電圧は図２（ホ）に示す如く上昇し始める。
【００２３】この状態で、制御回路１８ａにより、ＭＯ
ＳＦＥＴ１２ａ，１２ｄがオフし、ＭＯＳＦＥＴ１２
ｂ，１２ｃをオンさせる時刻Ｔ3 にはコンデンサ１７の
両端電圧は図２（ホ）に示す如く〔６ｎ×Ｖ0 〕とな
る。
ＳＦＥＴ１２ａ，１２ｄがオフし、ＭＯＳＦＥＴ１２
ｂ，１２ｃをオンさせる時刻Ｔ3 にはコンデンサ１７の
両端電圧は図２（ホ）に示す如く〔６ｎ×Ｖ0 〕とな
る。
【００２４】次に、時刻Ｔ3 で図２（イ）に示す如く、
ＭＯＳＦＥＴ１２ａ，１２ｄをオフさせ、図示しない若
干の時間をおいて、図２（ロ）に示す如くＭＯＳＦＥＴ
１２ｂ，１２ｃをオンさせると、昇圧用変圧器１５の一
次巻線には直流電源１１の電圧Ｖ0 が図２（ハ）に示す
如き極性で印加され、昇圧用変圧器１５の二次巻線には
図２（ニ）に示す如き電流が流れ、コンデンサ１７の両
端電圧は図２（ホ）に示す如く下降し始める。
ＭＯＳＦＥＴ１２ａ，１２ｄをオフさせ、図示しない若
干の時間をおいて、図２（ロ）に示す如くＭＯＳＦＥＴ
１２ｂ，１２ｃをオンさせると、昇圧用変圧器１５の一
次巻線には直流電源１１の電圧Ｖ0 が図２（ハ）に示す
如き極性で印加され、昇圧用変圧器１５の二次巻線には
図２（ニ）に示す如き電流が流れ、コンデンサ１７の両
端電圧は図２（ホ）に示す如く下降し始める。
【００２５】この状態で、制御回路１８ａにより、ＭＯ
ＳＦＥＴ１２ｂ，１２ｃがオフし、ＭＯＳＦＥＴ１２
ａ，１２ｄをオンさせる時刻Ｔ4 にはコンデンサ１７の
両端電圧は図２（ホ）に示す如く〔−８ｎ×Ｖ0 〕とな
る。
ＳＦＥＴ１２ｂ，１２ｃがオフし、ＭＯＳＦＥＴ１２
ａ，１２ｄをオンさせる時刻Ｔ4 にはコンデンサ１７の
両端電圧は図２（ホ）に示す如く〔−８ｎ×Ｖ0 〕とな
る。
【００２６】次に、時刻Ｔ4 で図２（ロ）に示す如く、
ＭＯＳＦＥＴ１２ｂ，１２ｃをオフさせ、図示しない若
干の時間をおいて、図２（イ）に示す如くＭＯＳＦＥＴ
１２ａ，１２ｄをオンさせると、昇圧用変圧器１５の一
次巻線には直流電源１１の電圧Ｖ0 が図２（ハ）に示す
如き極性で印加され、昇圧用変圧器１５の二次巻線には
図２（ニ）に示す如き電流が流れ、コンデンサ１７の両
端電圧は図２（ホ）に示す如く上昇し始める。
ＭＯＳＦＥＴ１２ｂ，１２ｃをオフさせ、図示しない若
干の時間をおいて、図２（イ）に示す如くＭＯＳＦＥＴ
１２ａ，１２ｄをオンさせると、昇圧用変圧器１５の一
次巻線には直流電源１１の電圧Ｖ0 が図２（ハ）に示す
如き極性で印加され、昇圧用変圧器１５の二次巻線には
図２（ニ）に示す如き電流が流れ、コンデンサ１７の両
端電圧は図２（ホ）に示す如く上昇し始める。
【００２７】この状態で、制御回路１８ａにより、ＭＯ
ＳＦＥＴ１２ａ，１２ｄがオフし、ＭＯＳＦＥＴ１２
ｂ，１２ｃをオンさせる時刻Ｔ5 にはコンデンサ１７の
両端電圧は図２（ホ）に示す如く〔１０ｎ×Ｖ0 〕とな
る。
ＳＦＥＴ１２ａ，１２ｄがオフし、ＭＯＳＦＥＴ１２
ｂ，１２ｃをオンさせる時刻Ｔ5 にはコンデンサ１７の
両端電圧は図２（ホ）に示す如く〔１０ｎ×Ｖ0 〕とな
る。
【００２８】すなわち、制御回路１８ａを介したインバ
ータ主回路１２がリアクトル１６とコンデンサ１７とか
ら導出される共振周期に基づく所定の期間（例えば、
２．５サイクル）継続して動作することにより、コンデ
ンサ１７の両端電圧のピーク値は、ほぼ〔１０ｎ×
Ｖ0 〕になる。さらにこのとき、前記共振周期を１μｓ
程度にリアクトル１６およびコンデンサ１７の定数を設
定することにより、インバータ主回路１２が動作を停止
する時刻Ｔ5 （図２参照）直前には、前記Ｖ0 として数
百Ｖの直流電源１１からコンデンサ１７の両端には数ｋ
Ｖ以上のピーク電圧でパルス幅０．５μｓ程度のパルス
波形状の高電圧を得ることができる。
ータ主回路１２がリアクトル１６とコンデンサ１７とか
ら導出される共振周期に基づく所定の期間（例えば、
２．５サイクル）継続して動作することにより、コンデ
ンサ１７の両端電圧のピーク値は、ほぼ〔１０ｎ×
Ｖ0 〕になる。さらにこのとき、前記共振周期を１μｓ
程度にリアクトル１６およびコンデンサ１７の定数を設
定することにより、インバータ主回路１２が動作を停止
する時刻Ｔ5 （図２参照）直前には、前記Ｖ0 として数
百Ｖの直流電源１１からコンデンサ１７の両端には数ｋ
Ｖ以上のピーク電圧でパルス幅０．５μｓ程度のパルス
波形状の高電圧を得ることができる。
【００２９】図１において、制御回路１８ｂはリアクト
ル１６とコンデンサ１７とから導出される共振周波数と
は若干高い周波数の方形波を出力する発振回路からの出
力信号に基づきＭＯＳＦＥＴ１２ａ〜１２ｄをオン又は
オフさせる機能を有し、この制御回路１８ｂによる高圧
パルス発生装置の動作を、この発明の第２の実施例とし
て図３に示す波形図を参照しつつ、以下に説明する。
ル１６とコンデンサ１７とから導出される共振周波数と
は若干高い周波数の方形波を出力する発振回路からの出
力信号に基づきＭＯＳＦＥＴ１２ａ〜１２ｄをオン又は
オフさせる機能を有し、この制御回路１８ｂによる高圧
パルス発生装置の動作を、この発明の第２の実施例とし
て図３に示す波形図を参照しつつ、以下に説明する。
【００３０】先ず、ＭＯＳＦＥＴ１２ａ〜１２ｄがオフ
の状態から、図３（イ）に示す如く時刻Ｔ0 でＭＯＳＦ
ＥＴ１２ａ，１２ｄをオンさせると、昇圧用変圧器１５
の一次巻線には直流電源１１の電圧Ｖ0 が図３（ハ）に
示す如き極性で印加され、昇圧用変圧器１５の二次巻線
には図３（ニ）に示す如き電流が流れ、コンデンサ１７
の両端電圧は図３（ホ）に示す如く上昇し始める。
の状態から、図３（イ）に示す如く時刻Ｔ0 でＭＯＳＦ
ＥＴ１２ａ，１２ｄをオンさせると、昇圧用変圧器１５
の一次巻線には直流電源１１の電圧Ｖ0 が図３（ハ）に
示す如き極性で印加され、昇圧用変圧器１５の二次巻線
には図３（ニ）に示す如き電流が流れ、コンデンサ１７
の両端電圧は図３（ホ）に示す如く上昇し始める。
【００３１】この状態で、制御回路１８ｂにより、ＭＯ
ＳＦＥＴ１２ａ，１２ｄがオフし、ＭＯＳＦＥＴ１２
ｂ，１２ｃをオンさせる時刻Ｔ1 には、前述の制御回路
１８ａではコンデンサ１７の両端電圧は図２（ホ）の破
線に示す如く〔２ｎ×Ｖ0 〕となるが、制御回路１８ｂ
では時刻Ｔ1 におけるコンデンサ１７の電流は零となら
ず（図３（ニ）参照）、図示の如く若干遅れてコンデン
サ１７の両端電圧がピーク値となり、この値は前記〔２
ｎ×Ｖ0 〕より小さい。
ＳＦＥＴ１２ａ，１２ｄがオフし、ＭＯＳＦＥＴ１２
ｂ，１２ｃをオンさせる時刻Ｔ1 には、前述の制御回路
１８ａではコンデンサ１７の両端電圧は図２（ホ）の破
線に示す如く〔２ｎ×Ｖ0 〕となるが、制御回路１８ｂ
では時刻Ｔ1 におけるコンデンサ１７の電流は零となら
ず（図３（ニ）参照）、図示の如く若干遅れてコンデン
サ１７の両端電圧がピーク値となり、この値は前記〔２
ｎ×Ｖ0 〕より小さい。
【００３２】次に、時刻Ｔ1 で図３（イ）に示す如く、
ＭＯＳＦＥＴ１２ａ，１２ｄをオフさせ、図示しない若
干の時間をおいて、図３（ロ）に示す如くＭＯＳＦＥＴ
１２ｂ，１２ｃをオンさせると、昇圧用変圧器１５の一
次巻線には直流電源１１の電圧Ｖ0 が図３（ハ）に示す
如き極性で印加され、昇圧用変圧器１５の二次巻線には
図３（ニ）に示す如き電流が流れ、コンデンサ１７の両
端電圧は図３（ホ）に示す如く若干遅れて下降し始め
る。
ＭＯＳＦＥＴ１２ａ，１２ｄをオフさせ、図示しない若
干の時間をおいて、図３（ロ）に示す如くＭＯＳＦＥＴ
１２ｂ，１２ｃをオンさせると、昇圧用変圧器１５の一
次巻線には直流電源１１の電圧Ｖ0 が図３（ハ）に示す
如き極性で印加され、昇圧用変圧器１５の二次巻線には
図３（ニ）に示す如き電流が流れ、コンデンサ１７の両
端電圧は図３（ホ）に示す如く若干遅れて下降し始め
る。
【００３３】この状態で、制御回路１８ｂにより、ＭＯ
ＳＦＥＴ１２ａ，１２ｄがオフし、ＭＯＳＦＥＴ１２
ｂ，１２ｃをオンさせる時刻Ｔ2 には、前述の制御回路
１８ａではコンデンサ１７の両端電圧は図２（ホ）の破
線に示す如く〔−４ｎ×Ｖ0 〕となるが、制御回路１８
ｂでは時刻Ｔ2 におけるコンデンサ１７の電流は零とな
らず（図３（ニ）参照）、図示の如く若干遅れてコンデ
ンサ１７の両端電圧がピーク値となり、この値は前記
〔−４ｎ×Ｖ0 〕よりその絶対値が小さい。
ＳＦＥＴ１２ａ，１２ｄがオフし、ＭＯＳＦＥＴ１２
ｂ，１２ｃをオンさせる時刻Ｔ2 には、前述の制御回路
１８ａではコンデンサ１７の両端電圧は図２（ホ）の破
線に示す如く〔−４ｎ×Ｖ0 〕となるが、制御回路１８
ｂでは時刻Ｔ2 におけるコンデンサ１７の電流は零とな
らず（図３（ニ）参照）、図示の如く若干遅れてコンデ
ンサ１７の両端電圧がピーク値となり、この値は前記
〔−４ｎ×Ｖ0 〕よりその絶対値が小さい。
【００３４】次に、時刻Ｔ2 で図３（ロ）に示す如く、
ＭＯＳＦＥＴ１２ｂ，１２ｃをオフさせ、図示しない若
干の時間をおいて、図３（イ）に示す如くＭＯＳＦＥＴ
１２ａ，１２ｄをオンさせると、昇圧用変圧器１５の一
次巻線には直流電源１１の電圧Ｖ0 が図３（ハ）に示す
如き極性で印加され、昇圧用変圧器１５の二次巻線には
図３（ニ）に示す如き電流が流れ、コンデンサ１７の両
端電圧は図３（ホ）に示す如く若干遅れて上昇し始め
る。
ＭＯＳＦＥＴ１２ｂ，１２ｃをオフさせ、図示しない若
干の時間をおいて、図３（イ）に示す如くＭＯＳＦＥＴ
１２ａ，１２ｄをオンさせると、昇圧用変圧器１５の一
次巻線には直流電源１１の電圧Ｖ0 が図３（ハ）に示す
如き極性で印加され、昇圧用変圧器１５の二次巻線には
図３（ニ）に示す如き電流が流れ、コンデンサ１７の両
端電圧は図３（ホ）に示す如く若干遅れて上昇し始め
る。
【００３５】この状態で、制御回路１８ｂにより、ＭＯ
ＳＦＥＴ１２ａ，１２ｄがオフし、ＭＯＳＦＥＴ１２
ｂ，１２ｃをオンさせる時刻Ｔ3 には、前述の制御回路
１８ａではコンデンサ１７の両端電圧は図３（ホ）の破
線に示す如く〔６ｎ×Ｖ0 〕となが、制御回路１８ｂで
は時刻Ｔ3 におけるコンデンサ１７の電流は零とならず
（図３（ニ）参照）、時刻Ｔ4 で該電流が零となり、従
って時刻Ｔ4 でコンデンサ１７の両端電圧がピーク値と
なり、この値は前記〔６ｎ×Ｖ0 〕より小さい。
ＳＦＥＴ１２ａ，１２ｄがオフし、ＭＯＳＦＥＴ１２
ｂ，１２ｃをオンさせる時刻Ｔ3 には、前述の制御回路
１８ａではコンデンサ１７の両端電圧は図３（ホ）の破
線に示す如く〔６ｎ×Ｖ0 〕となが、制御回路１８ｂで
は時刻Ｔ3 におけるコンデンサ１７の電流は零とならず
（図３（ニ）参照）、時刻Ｔ4 で該電流が零となり、従
って時刻Ｔ4 でコンデンサ１７の両端電圧がピーク値と
なり、この値は前記〔６ｎ×Ｖ0 〕より小さい。
【００３６】次に、時刻Ｔ3 で図３（イ）に示す如く、
ＭＯＳＦＥＴ１２ａ，１２ｄをオフさせ、図示しない若
干の時間をおいて、図３（ロ）に示す如くＭＯＳＦＥＴ
１２ｂ，１２ｃをオンさせると、昇圧用変圧器１５の一
次巻線には直流電源１１の電圧Ｖ0 が図３（ハ）に示す
如き極性で印加され、昇圧用変圧器１５の二次巻線には
図３（ニ）に示す如き電流が流れ、コンデンサ１７の両
端電圧は図３（ホ）に示す如く時刻Ｔ4 より下降し始め
る。
ＭＯＳＦＥＴ１２ａ，１２ｄをオフさせ、図示しない若
干の時間をおいて、図３（ロ）に示す如くＭＯＳＦＥＴ
１２ｂ，１２ｃをオンさせると、昇圧用変圧器１５の一
次巻線には直流電源１１の電圧Ｖ0 が図３（ハ）に示す
如き極性で印加され、昇圧用変圧器１５の二次巻線には
図３（ニ）に示す如き電流が流れ、コンデンサ１７の両
端電圧は図３（ホ）に示す如く時刻Ｔ4 より下降し始め
る。
【００３７】この状態で、制御回路１８ｂにより、ＭＯ
ＳＦＥＴ１２ａ，１２ｄがオフし、ＭＯＳＦＥＴ１２
ｂ，１２ｃをオンさせる時刻Ｔ5 には、前述の制御回路
１８ａではコンデンサ１７の両端電圧は図３（ホ）の破
線に示す如く〔−８ｎ×Ｖ0 〕となるが、制御回路１８
ｂでは時刻Ｔ5 におけるコンデンサ１７の電流は零とな
らず（図３（ニ）参照）、図示の如く時刻Ｔ6 でコンデ
ンサ１７の両端電圧がピーク値となり、この値は前記
〔−８ｎ×Ｖ0 〕よりその絶対値が小さい。
ＳＦＥＴ１２ａ，１２ｄがオフし、ＭＯＳＦＥＴ１２
ｂ，１２ｃをオンさせる時刻Ｔ5 には、前述の制御回路
１８ａではコンデンサ１７の両端電圧は図３（ホ）の破
線に示す如く〔−８ｎ×Ｖ0 〕となるが、制御回路１８
ｂでは時刻Ｔ5 におけるコンデンサ１７の電流は零とな
らず（図３（ニ）参照）、図示の如く時刻Ｔ6 でコンデ
ンサ１７の両端電圧がピーク値となり、この値は前記
〔−８ｎ×Ｖ0 〕よりその絶対値が小さい。
【００３８】すなわち、制御回路１８ｂを介したインバ
ータ主回路１２が、例えば２サイクル程度の期間継続し
て動作することにより、コンデンサ１７の両端電圧のピ
ーク値は、〔−８ｎ×Ｖ0 〕に対してその絶対値をより
小さく設定できる。
ータ主回路１２が、例えば２サイクル程度の期間継続し
て動作することにより、コンデンサ１７の両端電圧のピ
ーク値は、〔−８ｎ×Ｖ0 〕に対してその絶対値をより
小さく設定できる。
【００３９】さらにこのとき、前記共振周期を１μｓ程
度にリアクトル１６およびコンデンサ１７の定数を設定
することにより、前記Ｖ0 として数百Ｖの直流電源１１
からコンデンサ１７の両端には数ｋＶ以上のピーク電圧
でパルス幅０．５μｓ程度のパルス波形状の所望の値に
調整された高電圧を、制御回路１８ｂを構成する前記発
振器の周波数、又はリアクトル１６の定数、若しくはコ
ンデンサ１７の定数を選定することにより、得ることが
できる。
度にリアクトル１６およびコンデンサ１７の定数を設定
することにより、前記Ｖ0 として数百Ｖの直流電源１１
からコンデンサ１７の両端には数ｋＶ以上のピーク電圧
でパルス幅０．５μｓ程度のパルス波形状の所望の値に
調整された高電圧を、制御回路１８ｂを構成する前記発
振器の周波数、又はリアクトル１６の定数、若しくはコ
ンデンサ１７の定数を選定することにより、得ることが
できる。
【００４０】図４は、この発明の高圧パルス発生装置の
第２の実施の形態を示す回路構成図であり、図１に示し
た第１の実施形態回路と同一機能を有するものには同一
符号を付している。
第２の実施の形態を示す回路構成図であり、図１に示し
た第１の実施形態回路と同一機能を有するものには同一
符号を付している。
【００４１】すなわち、図４に示した高圧パルス発生装
置には直流電源１１，インバータ主回路１２，コンデン
サ１３，コンデンサ１４，昇圧用変圧器１５，リアクト
ル１６の他に、前記第２コンデンサの一部を構成するコ
ンデンサ２１と、前記第２コンデンサの残り容量を構成
する放電電極２２と、コンデンサ１３，１４にバイアス
電圧を与える抵抗２３〜２５と、コンデンサ１７および
放電電極２２の電流を検出するＣＴ２６と、放電電極２
２の電極間に放電が発生したことを検知して出力する放
電光検出器２７と、ＣＴ２６の検出値と放電光検出器２
７の出力とに基づき、ＭＯＳＦＥＴ１２ａ〜１２ｄをオ
ン又はオフさせる制御回路２８，制御回路２９のいずれ
かとを備えている。
置には直流電源１１，インバータ主回路１２，コンデン
サ１３，コンデンサ１４，昇圧用変圧器１５，リアクト
ル１６の他に、前記第２コンデンサの一部を構成するコ
ンデンサ２１と、前記第２コンデンサの残り容量を構成
する放電電極２２と、コンデンサ１３，１４にバイアス
電圧を与える抵抗２３〜２５と、コンデンサ１７および
放電電極２２の電流を検出するＣＴ２６と、放電電極２
２の電極間に放電が発生したことを検知して出力する放
電光検出器２７と、ＣＴ２６の検出値と放電光検出器２
７の出力とに基づき、ＭＯＳＦＥＴ１２ａ〜１２ｄをオ
ン又はオフさせる制御回路２８，制御回路２９のいずれ
かとを備えている。
【００４２】なお、この放電電極２２はリアクトル１６
側、すなわち放電電極２２の中央電極に＋極性のパルス
波形状の高電圧を印加することにより、パルスコロナ放
電が行われるものとする。
側、すなわち放電電極２２の中央電極に＋極性のパルス
波形状の高電圧を印加することにより、パルスコロナ放
電が行われるものとする。
【００４３】図４に示した高圧パルス発生装置におい
て、抵抗２３〜２５それぞれの定数を選定することによ
り、インバータ主回路１２が停止時にコンデンサ１３と
コンデンサ１４のインバータ主回路１２側の両端を、コ
ンデンサ１３のインバータ主回路１２側を＋極性にし
て、直流電源１１の電圧Ｖ0 の電圧にすることができ
る。
て、抵抗２３〜２５それぞれの定数を選定することによ
り、インバータ主回路１２が停止時にコンデンサ１３と
コンデンサ１４のインバータ主回路１２側の両端を、コ
ンデンサ１３のインバータ主回路１２側を＋極性にし
て、直流電源１１の電圧Ｖ0 の電圧にすることができ
る。
【００４４】図４において、制御回路２８はＣＴ２６の
検出値の零クロス点と、放電光検出器２７の出力とに基
づきＭＯＳＦＥＴ１２ａ〜１２ｄをオン又はオフさせる
機能を有し、この制御回路２８による高圧パルス発生装
置の動作を、この発明の第３の実施例として図５に示す
波形図を参照しつつ、以下に説明する。
検出値の零クロス点と、放電光検出器２７の出力とに基
づきＭＯＳＦＥＴ１２ａ〜１２ｄをオン又はオフさせる
機能を有し、この制御回路２８による高圧パルス発生装
置の動作を、この発明の第３の実施例として図５に示す
波形図を参照しつつ、以下に説明する。
【００４５】先ず、ＭＯＳＦＥＴ１２ａ〜１２ｄがオフ
の状態から、図５（イ）に示す如く時刻Ｔ0 でＭＯＳＦ
ＥＴ１２ａ，１２ｄをオンさせると、昇圧用変圧器１５
の一次巻線には直流電源１１の電圧Ｖ0 と前述のコンデ
ンサ１３，１４の電圧Ｖ0 とが図５（ハ）に示す如く加
算されて印加され、この加算値により昇圧用変圧器１５
の二次巻線には図５（ニ）に示す如き電流が流れ、放電
電極２２の両端電圧は図５（ホ）に示す如く上昇し始め
る。
の状態から、図５（イ）に示す如く時刻Ｔ0 でＭＯＳＦ
ＥＴ１２ａ，１２ｄをオンさせると、昇圧用変圧器１５
の一次巻線には直流電源１１の電圧Ｖ0 と前述のコンデ
ンサ１３，１４の電圧Ｖ0 とが図５（ハ）に示す如く加
算されて印加され、この加算値により昇圧用変圧器１５
の二次巻線には図５（ニ）に示す如き電流が流れ、放電
電極２２の両端電圧は図５（ホ）に示す如く上昇し始め
る。
【００４６】この状態で、制御回路２８によりＣＴ２６
の検出値（図５（ニ）参照）が零点を通過する時刻Ｔ1
で、ＭＯＳＦＥＴ１２ａ，１２ｄがオフし、ＭＯＳＦＥ
Ｔ１２ｂ，１２ｃをオンさせる。従って、時刻Ｔ1 での
放電電極２２の両端電圧は図５（ホ）に示す如く〔４ｎ
×Ｖ0 〕となる（ここで、ｎは昇圧用変圧器１５の一次
巻線と二次巻線との巻数比を示す）。
の検出値（図５（ニ）参照）が零点を通過する時刻Ｔ1
で、ＭＯＳＦＥＴ１２ａ，１２ｄがオフし、ＭＯＳＦＥ
Ｔ１２ｂ，１２ｃをオンさせる。従って、時刻Ｔ1 での
放電電極２２の両端電圧は図５（ホ）に示す如く〔４ｎ
×Ｖ0 〕となる（ここで、ｎは昇圧用変圧器１５の一次
巻線と二次巻線との巻数比を示す）。
【００４７】次に、時刻Ｔ1 で図５（イ）に示す如く、
ＭＯＳＦＥＴ１２ａ，１２ｄをオフさせ、図示しない若
干の時間をおいて、図５（ロ）に示す如くＭＯＳＦＥＴ
１２ｂ，１２ｃをオンさせると、昇圧用変圧器１５の一
次巻線に架かる電圧は図５（ハ）に示す如く零となり、
昇圧用変圧器１５の二次巻線には図５（ニ）に示す如き
電流が流れ、放電電極２２の両端電圧は図５（ホ）に示
す如く下降し始める。
ＭＯＳＦＥＴ１２ａ，１２ｄをオフさせ、図示しない若
干の時間をおいて、図５（ロ）に示す如くＭＯＳＦＥＴ
１２ｂ，１２ｃをオンさせると、昇圧用変圧器１５の一
次巻線に架かる電圧は図５（ハ）に示す如く零となり、
昇圧用変圧器１５の二次巻線には図５（ニ）に示す如き
電流が流れ、放電電極２２の両端電圧は図５（ホ）に示
す如く下降し始める。
【００４８】この状態で、制御回路２８によりＣＴ２６
の検出値（図５（ニ）参照）が零点を通過する時刻Ｔ2
で、ＭＯＳＦＥＴ１２ｂ，１２ｃがオフし、ＭＯＳＦＥ
Ｔ１２ａ，１２ｄをオンさせる。従って、時刻Ｔ2 での
放電電極２２の両端電圧は図５（ホ）に示す如く〔−４
ｎ×Ｖ0 〕となる。
の検出値（図５（ニ）参照）が零点を通過する時刻Ｔ2
で、ＭＯＳＦＥＴ１２ｂ，１２ｃがオフし、ＭＯＳＦＥ
Ｔ１２ａ，１２ｄをオンさせる。従って、時刻Ｔ2 での
放電電極２２の両端電圧は図５（ホ）に示す如く〔−４
ｎ×Ｖ0 〕となる。
【００４９】次に、時刻Ｔ2 で図５（ロ）に示す如く、
ＭＯＳＦＥＴ１２ｂ，１２ｃをオフさせ、図示しない若
干の時間をおいて、図５（イ）に示す如くＭＯＳＦＥＴ
１２ａ，１２ｄをオンさせると、昇圧用変圧器１５の一
次巻線には直流電源１１の電圧Ｖ0 と前述のコンデンサ
１３，１４の電圧Ｖ0 とが図５（ハ）に示す如く加算さ
れて印加され、この加算値により昇圧用変圧器１５の二
次巻線には図５（ニ）に示す如き電流が流れ、放電電極
２２の両端電圧は図５（ホ）に示す如く上昇し始める。
ＭＯＳＦＥＴ１２ｂ，１２ｃをオフさせ、図示しない若
干の時間をおいて、図５（イ）に示す如くＭＯＳＦＥＴ
１２ａ，１２ｄをオンさせると、昇圧用変圧器１５の一
次巻線には直流電源１１の電圧Ｖ0 と前述のコンデンサ
１３，１４の電圧Ｖ0 とが図５（ハ）に示す如く加算さ
れて印加され、この加算値により昇圧用変圧器１５の二
次巻線には図５（ニ）に示す如き電流が流れ、放電電極
２２の両端電圧は図５（ホ）に示す如く上昇し始める。
【００５０】この状態で、制御回路２８によりＣＴ２６
の検出値（図５（ニ）参照）が零点を通過する時刻Ｔ3
で、ＭＯＳＦＥＴ１２ａ，１２ｄがオフし、ＭＯＳＦＥ
Ｔ１２ｂ，１２ｃをオンさせる。従って、時刻Ｔ3 での
放電電極２２の両端電圧は図５（ホ）に示す如く〔８ｎ
×Ｖ0 〕となる。
の検出値（図５（ニ）参照）が零点を通過する時刻Ｔ3
で、ＭＯＳＦＥＴ１２ａ，１２ｄがオフし、ＭＯＳＦＥ
Ｔ１２ｂ，１２ｃをオンさせる。従って、時刻Ｔ3 での
放電電極２２の両端電圧は図５（ホ）に示す如く〔８ｎ
×Ｖ0 〕となる。
【００５１】次に、時刻Ｔ3 で図５（イ）に示す如く、
ＭＯＳＦＥＴ１２ａ，１２ｄをオフさせ、図示しない若
干の時間をおいて、図５（ロ）に示す如くＭＯＳＦＥＴ
１２ｂ，１２ｃをオンさせると、昇圧用変圧器１５の一
次巻線に架かる電圧は図５（ハ）に示す如く零となり、
昇圧用変圧器１５の二次巻線には図５（ニ）に示す如き
電流が流れ、放電電極２２の両端電圧は図５（ホ）に示
す如く下降し始める。
ＭＯＳＦＥＴ１２ａ，１２ｄをオフさせ、図示しない若
干の時間をおいて、図５（ロ）に示す如くＭＯＳＦＥＴ
１２ｂ，１２ｃをオンさせると、昇圧用変圧器１５の一
次巻線に架かる電圧は図５（ハ）に示す如く零となり、
昇圧用変圧器１５の二次巻線には図５（ニ）に示す如き
電流が流れ、放電電極２２の両端電圧は図５（ホ）に示
す如く下降し始める。
【００５２】この状態で、制御回路２８によりＣＴ２６
の検出値（図５（ニ）参照）が零点を通過する時刻Ｔ4
で、ＭＯＳＦＥＴ１２ｂ，１２ｃがオフし、ＭＯＳＦＥ
Ｔ１２ａ，１２ｄをオンさせる。従って、時刻Ｔ4 での
放電電極２２の両端電圧は図５（ホ）に示す如く〔−８
ｎ×Ｖ0 〕となる。
の検出値（図５（ニ）参照）が零点を通過する時刻Ｔ4
で、ＭＯＳＦＥＴ１２ｂ，１２ｃがオフし、ＭＯＳＦＥ
Ｔ１２ａ，１２ｄをオンさせる。従って、時刻Ｔ4 での
放電電極２２の両端電圧は図５（ホ）に示す如く〔−８
ｎ×Ｖ0 〕となる。
【００５３】次に、時刻Ｔ4 で図５（ロ）に示す如く、
ＭＯＳＦＥＴ１２ｂ，１２ｃをオフさせ、図示しない若
干の時間をおいて、図５（イ）に示す如くＭＯＳＦＥＴ
１２ａ，１２ｄをオンさせると、昇圧用変圧器１５の一
次巻線には直流電源１１の電圧Ｖ0 と前述のコンデンサ
１３，１４の電圧Ｖ0 とが図５（ハ）に示す如く加算さ
れて印加され、この加算値により昇圧用変圧器１５の二
次巻線には図５（ニ）に示す如き電流が流れ、放電電極
２２の両端電圧は図５（ホ）に示す如く上昇し始める。
ＭＯＳＦＥＴ１２ｂ，１２ｃをオフさせ、図示しない若
干の時間をおいて、図５（イ）に示す如くＭＯＳＦＥＴ
１２ａ，１２ｄをオンさせると、昇圧用変圧器１５の一
次巻線には直流電源１１の電圧Ｖ0 と前述のコンデンサ
１３，１４の電圧Ｖ0 とが図５（ハ）に示す如く加算さ
れて印加され、この加算値により昇圧用変圧器１５の二
次巻線には図５（ニ）に示す如き電流が流れ、放電電極
２２の両端電圧は図５（ホ）に示す如く上昇し始める。
【００５４】この状態で、制御回路２８によりＣＴ２６
の検出値（図５（ニ）参照）が零点を通過する時刻Ｔ5
で、ＭＯＳＦＥＴ１２ａ，１２ｄがオフし、ＭＯＳＦＥ
Ｔ１２ｂ，１２ｃをオンさせると、時刻Ｔ5 での放電電
極２２の両端電圧は図５（ホ）に示す如く〔１２ｎ×Ｖ
0 〕になろうとする。
の検出値（図５（ニ）参照）が零点を通過する時刻Ｔ5
で、ＭＯＳＦＥＴ１２ａ，１２ｄがオフし、ＭＯＳＦＥ
Ｔ１２ｂ，１２ｃをオンさせると、時刻Ｔ5 での放電電
極２２の両端電圧は図５（ホ）に示す如く〔１２ｎ×Ｖ
0 〕になろうとする。
【００５５】このとき、時刻Ｔ5 直前の放電電極２２の
両端電圧で、放電電極２２に放電が発生すると（図５
（ホ）参照）、放電光検出器２７が動作し、制御回路１
８を介したインバータ主回路１２の動作を停止する。
両端電圧で、放電電極２２に放電が発生すると（図５
（ホ）参照）、放電光検出器２７が動作し、制御回路１
８を介したインバータ主回路１２の動作を停止する。
【００５６】すなわち、前記〔１２ｎ×Ｖ0 〕より若干
低い値を放電電極２２の放電開始電圧に設定しておき、
さらにこのとき、前記振動周期を１μｓ程度にリアクト
ル１６，コンデンサ２１，放電電極２２の容量それぞれ
の定数を設定することにより、インバータ主回路１２が
動作を停止する時刻Ｔ5 （図５参照）直前には、前記Ｖ
0 として数百Ｖの直流電源１１から放電電極２２の両端
には数ｋＶ以上の＋極性のピーク電圧でパルス幅０．５
μｓ程度のパルス波形状の高電圧を与え、パルスコロナ
放電を発生させることができる。
低い値を放電電極２２の放電開始電圧に設定しておき、
さらにこのとき、前記振動周期を１μｓ程度にリアクト
ル１６，コンデンサ２１，放電電極２２の容量それぞれ
の定数を設定することにより、インバータ主回路１２が
動作を停止する時刻Ｔ5 （図５参照）直前には、前記Ｖ
0 として数百Ｖの直流電源１１から放電電極２２の両端
には数ｋＶ以上の＋極性のピーク電圧でパルス幅０．５
μｓ程度のパルス波形状の高電圧を与え、パルスコロナ
放電を発生させることができる。
【００５７】例えば、直流電源１１の電圧Ｖ0 を３００
Ｖとし、昇圧用変圧器１５の前記巻数比ｎ＝１０とし、
上述の如くインバータ主回路１２を２．５サイクル動作
させることにより３０ｋＶ以上のパルス波形状の高電圧
を得ることができる。
Ｖとし、昇圧用変圧器１５の前記巻数比ｎ＝１０とし、
上述の如くインバータ主回路１２を２．５サイクル動作
させることにより３０ｋＶ以上のパルス波形状の高電圧
を得ることができる。
【００５８】なお、時刻Ｔ5 以後は、放電電極２２の放
電動作によるイオンが消滅する期間（０．２μｓ程度）
を経過したのち、再びこの高圧パルス発生装置が上述の
図５に示した動作を行うものとする。
電動作によるイオンが消滅する期間（０．２μｓ程度）
を経過したのち、再びこの高圧パルス発生装置が上述の
図５に示した動作を行うものとする。
【００５９】さらに、図５（ハ）の波形からも明らかな
ように、昇圧用変圧器１５は直流偏磁するので、昇圧用
変圧器１５の磁気回路にギャップを設けるなどにより励
磁電流をより大きくして、上述の如き、インバータ主回
路１２の数サイクルの動作に対して磁気飽和を防止する
ことができる。
ように、昇圧用変圧器１５は直流偏磁するので、昇圧用
変圧器１５の磁気回路にギャップを設けるなどにより励
磁電流をより大きくして、上述の如き、インバータ主回
路１２の数サイクルの動作に対して磁気飽和を防止する
ことができる。
【００６０】図４において、制御回路２９はＣＴ２６の
検出値の零クロス点と放電光検出器２７の出力とに基づ
き、前述の図５の時刻Ｔ0 〜時刻Ｔ5 間と同様にＭＯＳ
ＦＥＴ１２ａ〜１２ｄをオン又はオフさせる機能と、前
記Ｔ0 直前までに昇圧用変圧器１５を−極性方向に偏磁
させる機能とを有し、この制御回路２９による高圧パル
ス発生装置の動作を、この発明の第４の実施例として以
下に説明する。
検出値の零クロス点と放電光検出器２７の出力とに基づ
き、前述の図５の時刻Ｔ0 〜時刻Ｔ5 間と同様にＭＯＳ
ＦＥＴ１２ａ〜１２ｄをオン又はオフさせる機能と、前
記Ｔ0 直前までに昇圧用変圧器１５を−極性方向に偏磁
させる機能とを有し、この制御回路２９による高圧パル
ス発生装置の動作を、この発明の第４の実施例として以
下に説明する。
【００６１】すなわち図４に示した制御回路２９による
高圧パルス発生装置において、抵抗２３〜２５それぞれ
の定数を選定することにより、インバータ主回路１２が
停止時にコンデンサ１３とコンデンサ１４のインバータ
主回路１２側の両端を、コンデンサ１３のインバータ主
回路１２側を＋極性にして、直流電源１１の電圧Ｖ0に
対して、例えば０．８×Ｖ0 にすることができる。
高圧パルス発生装置において、抵抗２３〜２５それぞれ
の定数を選定することにより、インバータ主回路１２が
停止時にコンデンサ１３とコンデンサ１４のインバータ
主回路１２側の両端を、コンデンサ１３のインバータ主
回路１２側を＋極性にして、直流電源１１の電圧Ｖ0に
対して、例えば０．８×Ｖ0 にすることができる。
【００６２】この状態で、制御回路２９によりＭＯＳＦ
ＥＴ１２ａ〜１２ｄをオフから、ＭＯＳＦＥＴ１２ｂと
ＭＯＳＦＥＴ１２ｃとをオン状態にすると、昇圧用変圧
器１５の一次巻線間にはコンデンサ１３側を基準とし
て、該一次巻線のコンデンサ１４側に−０．２×Ｖ0 の
電圧が架かり、その結果、この時間が経過するのに伴っ
て、昇圧用変圧器１５を−極性方向に偏磁させる。その
後、ＭＯＳＦＥＴ１２ｂ，ＭＯＳＦＥＴ１２ｃをオフ
し、若干の時間をおいてＭＯＳＦＥＴ１２ａ，１２ｄを
オンさせる。
ＥＴ１２ａ〜１２ｄをオフから、ＭＯＳＦＥＴ１２ｂと
ＭＯＳＦＥＴ１２ｃとをオン状態にすると、昇圧用変圧
器１５の一次巻線間にはコンデンサ１３側を基準とし
て、該一次巻線のコンデンサ１４側に−０．２×Ｖ0 の
電圧が架かり、その結果、この時間が経過するのに伴っ
て、昇圧用変圧器１５を−極性方向に偏磁させる。その
後、ＭＯＳＦＥＴ１２ｂ，ＭＯＳＦＥＴ１２ｃをオフ
し、若干の時間をおいてＭＯＳＦＥＴ１２ａ，１２ｄを
オンさせる。
【００６３】この状態は前述の図５に示した時刻Ｔ0 の
タイミングであり、さらに図５に示した時刻Ｔ0 〜時刻
Ｔ5 と同様にインバータ主回路１２を２．５サイクル動
作させることにより、数百Ｖの直流電源１１から放電電
極２２の両端には数ｋＶ以上の＋極性のピーク電圧でパ
ルス幅０．５μｓ程度のパルス波形状の高電圧を与える
ことができ、このとき、制御回路２９により時刻Ｔ0 以
前の昇圧用変圧器１５を−極性方向に偏磁させたことに
より、インバータ主回路１２の数サイクルの動作に対し
て＋極性方向で磁気飽和に至るのを防止することができ
る。
タイミングであり、さらに図５に示した時刻Ｔ0 〜時刻
Ｔ5 と同様にインバータ主回路１２を２．５サイクル動
作させることにより、数百Ｖの直流電源１１から放電電
極２２の両端には数ｋＶ以上の＋極性のピーク電圧でパ
ルス幅０．５μｓ程度のパルス波形状の高電圧を与える
ことができ、このとき、制御回路２９により時刻Ｔ0 以
前の昇圧用変圧器１５を−極性方向に偏磁させたことに
より、インバータ主回路１２の数サイクルの動作に対し
て＋極性方向で磁気飽和に至るのを防止することができ
る。
【００６４】
【発明の効果】この発明によれば、従来の高圧パルス発
生装置に用いられていたサイラトロンやギャップスイッ
チなど短寿命の部品を使うことなく、高圧パルス発生装
置を実現でき、その結果、長期間メインテナンスを必要
としない。
生装置に用いられていたサイラトロンやギャップスイッ
チなど短寿命の部品を使うことなく、高圧パルス発生装
置を実現でき、その結果、長期間メインテナンスを必要
としない。
【００６５】従って、パルスコロナ放電を利用した排ガ
ス処理装置やオゾン発生装置などに備える高圧パルス発
生装置として好適である。
ス処理装置やオゾン発生装置などに備える高圧パルス発
生装置として好適である。
【図１】この発明の第１の実施の形態を示す高圧パルス
発生装置の回路構成図
発生装置の回路構成図
【図２】図１の動作を説明する波形図
【図３】図１の動作を説明する波形図
【図４】この発明の第２の実施の形態を示す高圧パルス
発生装置の回路構成図
発生装置の回路構成図
【図５】図４の動作を説明する波形図
【図６】従来例を示す高圧パルス発生装置の回路構成図
１…直流高圧電源、２…抵抗、３…コンデンサ、４…ス
イッチ、５…放電電極、１１…直流電源、１２…インバ
ータ主回路、１２ａ〜１２ｄ…ＭＯＳＦＥＴ、１３，１
４…コンデンサ、１５…昇圧用変圧器、１６…リアクト
ル、１７…コンデンサ、１８ａ，１８ｂ…制御回路、２
１…コンデンサ、２２…放電電極、２３〜２５…抵抗、
２６…ＣＴ、２７…放電光検出器、２８，２９…制御回
路。
イッチ、５…放電電極、１１…直流電源、１２…インバ
ータ主回路、１２ａ〜１２ｄ…ＭＯＳＦＥＴ、１３，１
４…コンデンサ、１５…昇圧用変圧器、１６…リアクト
ル、１７…コンデンサ、１８ａ，１８ｂ…制御回路、２
１…コンデンサ、２２…放電電極、２３〜２５…抵抗、
２６…ＣＴ、２７…放電光検出器、２８，２９…制御回
路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｂ 41/18 ３４０ Ｈ０５Ｂ 41/18 ３４０ Ｆターム(参考） 3K083 AA44 AA83 BC13 BC33 BC42 BC47 5H007 AA00 AA06 BB00 CA02 CB05 CB09 CC32 DA06 DC02 DC07 5H790 BA00 CC01 CC06 DD06 EA01 EA02 EA16 EB04
Claims (8)
- 【請求項１】自己消弧形素子とダイオードとの逆並列回
路を単相ブリッジ接続してなるインバータ主回路と、 前記インバータ主回路の直流側端子の両端間に接続され
る直流電源と、 前記インバータ主回路の交流側端子の一端に一端が接続
される第１コンデンサと、 前記インバータ主回路の交流側端子の他端と前記第１コ
ンデンサの他端との間に一次巻線が接続される昇圧用変
圧器と、 前記昇圧用変圧器の二次巻線の両端間に接続されるリア
クトルと第２コンデンサとの直列回路と、 前記インバータ主回路を形成する自己消形素子それぞれ
をオン又はオフさせる制御回路とを備え、 前記制御回路を介した前記インバータ主回路が、前記直
列回路の電気振動波形の周期に基づく所定の期間継続し
て動作することにより、前記第２コンデンサの両端に所
望のピーク値を有するパルス波形状の高電圧を発生させ
ることを特徴とする高圧パルス発生装置。 - 【請求項２】請求項１に記載の高圧パルス発生装置にお
いて、 前記制御回路は前記振動波形の零クロス点で、前記イン
バータ主回路を形成する自己消形素子それぞれをオン又
はオフさせることを特徴とする高圧パルス発生装置。 - 【請求項３】請求項１に記載の高圧パルス発生装置にお
いて、 前記制御回路は前記振動波形の零クロス点に対して所定
の時間偏倚した時点で、前記インバータ主回路を形成す
る自己消形素子それぞれをオン又はオフさせることを特
徴とする高圧パルス発生装置。 - 【請求項４】請求項１に記載の高圧パルス発生装置にお
いて、 前記制御回路は前記振動波形の零クロス点それぞれに対
して所定の位相角偏倚した時点で、前記インバータ主回
路を形成する自己消形素子それぞれをオン又はオフさせ
ることを特徴とする高圧パルス発生装置。 - 【請求項５】請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の
高圧パルス発生装置において、 前記第１コンデンサに任意の直流電圧を充電した後、前
記制御回路を介した前記インバータ主回路が動作を開始
することを特徴とする高圧パルス発生装置。 - 【請求項６】請求項５に記載の高圧パルス発生装置にお
いて、 前記昇圧用変圧器の励磁電流を所望の値に設定された昇
圧用変圧器とすることを特徴とする高圧パルス発生装
置。 - 【請求項７】請求項５に記載の高圧パルス発生装置にお
いて、 前記昇圧用変圧器を所定の極性方向に偏磁させた後、前
記制御回路を介した前記インバータ主回路が動作を開始
することを特徴とする高圧パルス発生装置。 - 【請求項８】請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の
高圧パルス発生装置において、 前記高圧パルス発生装置に、 前記第２コンデンサの両端間に接続される放電電極と、
この放電電極間に放電が発生したことを検知する放電検
知手段とを付加し、 前記放電検知手段が前記放電を検知した時より所定の期
間、前記制御回路を介した前記インバータ主回路が動作
を停止することを特徴とする高圧パルス発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11002488A JP2000209865A (ja) | 1999-01-08 | 1999-01-08 | 高圧パルス発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11002488A JP2000209865A (ja) | 1999-01-08 | 1999-01-08 | 高圧パルス発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000209865A true JP2000209865A (ja) | 2000-07-28 |
Family
ID=11530758
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11002488A Pending JP2000209865A (ja) | 1999-01-08 | 1999-01-08 | 高圧パルス発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000209865A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1328470A1 (en) * | 2000-09-29 | 2003-07-23 | Smartultoms Co. Ltd | Ozone generator |
| JP2005094827A (ja) * | 2003-09-12 | 2005-04-07 | Shunsuke Hosokawa | 高電圧電源パルス電源 |
| JP2006333569A (ja) * | 2005-05-24 | 2006-12-07 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 直流−直流変換装置の偏磁検出器 |
| JP2008043034A (ja) * | 2006-08-04 | 2008-02-21 | Sharp Corp | 高電圧出力装置およびこれを用いたイオン発生器 |
| EP1926201A2 (en) | 2006-11-24 | 2008-05-28 | Mitsubishi Electric Corporation | Capacitor drop type power supply circuit and air conditioner |
| JP2008154441A (ja) * | 2006-07-19 | 2008-07-03 | Sharp Corp | 高電圧出力装置およびこれを用いたイオン発生器 |
| CN103208936A (zh) * | 2012-01-13 | 2013-07-17 | 株式会社村田制作所 | 交流电源装置 |
| CN105680702A (zh) * | 2015-11-24 | 2016-06-15 | 湖州师范学院 | 一种应用于工业废气净化装置的供电源控制方法及其装置 |
| CN113285627A (zh) * | 2021-04-12 | 2021-08-20 | 中科石金(安徽)中子技术有限公司 | 一种脉冲电源系统及中子发生器 |
| CN113765430A (zh) * | 2021-10-19 | 2021-12-07 | 上海理工大学 | 一种新型双极性高压多电平变换器 |
-
1999
- 1999-01-08 JP JP11002488A patent/JP2000209865A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1328470A1 (en) * | 2000-09-29 | 2003-07-23 | Smartultoms Co. Ltd | Ozone generator |
| EP1328470A4 (en) * | 2000-09-29 | 2005-05-04 | Smartultoms Co Ltd | OZONE GENERATOR |
| JP2005094827A (ja) * | 2003-09-12 | 2005-04-07 | Shunsuke Hosokawa | 高電圧電源パルス電源 |
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| JP4591198B2 (ja) * | 2005-05-24 | 2010-12-01 | 富士電機システムズ株式会社 | 直流−直流変換装置の偏磁検出器 |
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| CN105680702A (zh) * | 2015-11-24 | 2016-06-15 | 湖州师范学院 | 一种应用于工业废气净化装置的供电源控制方法及其装置 |
| CN113285627A (zh) * | 2021-04-12 | 2021-08-20 | 中科石金(安徽)中子技术有限公司 | 一种脉冲电源系统及中子发生器 |
| CN113285627B (zh) * | 2021-04-12 | 2022-03-15 | 中科石金(安徽)中子技术有限公司 | 一种脉冲电源系统及中子发生器 |
| CN113765430A (zh) * | 2021-10-19 | 2021-12-07 | 上海理工大学 | 一种新型双极性高压多电平变换器 |
| CN113765430B (zh) * | 2021-10-19 | 2023-11-07 | 上海理工大学 | 一种新型双极性高压多电平变换器 |
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