JP2008123912A - 除電装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本除電装置Zでは、両高電圧発生回路7、8に二次スイッチSWa、SWbをそれぞれ設け、未作動の高電圧発生回路7、8については二次スイッチSWa、SWbを開放させ、高インピーダンス状態に制御している。これにより、未作動の高電圧発生回路7、8を、作動中の高電圧発生回路7、8から切り離すことが出来る。以上のことから、作動中の高電圧発生回路7、8の出力電圧を下げることなく、そのまま放電電極5に印加できる。このような構成であれば、正負の高電圧発生回路7、8の出力が必要最小限のレベル(放電電極5が放電を開始する放電開始電圧より若干高いレベル)で済むので、高電圧発生回路7、8の低コスト化並びに小型化を図ることが可能となる。
【選択図】図1
Description
この種の除電装置においては、例えば、特許文献1に示すものがある。このものは、図10に示すように、電源101からの出力電圧を、正極性及び負極性の高電圧発生回路103,104(対をなす高電圧発生回路)に交互に供給して、これら高電圧発生回路103,104からの正負の高電圧を放電電極107に印加するものである。
しかしながら、抵抗対106a、106bの中間接続点に放電電極107を接続する回路構成では、放電電極107には、高電圧発生回路103,104の出力電圧よりも低い電圧しか印加されない。従って、放電開始電圧に相当する電圧を放電電極107に印加するには、高電圧発生回路103,104の出力電圧を、放電開始電圧よりも高い電圧にしなければならない。
前記電源から供給される電源電圧をもとに、第一の出力端子に正極性の高電圧を発生させる正極性の高電圧発生回路と、
前記電源から供給される電源電圧をもとに、第二の出力端子に負極性の高電圧を発生させる負極性の高電圧発生回路と、
前記第一の出力端子と前記第二の出力端子の両端子に共通接続される放電電極と、
前記正極性の高電圧発生回路と前記電源を電気的に接続する第一の電路に介設され、同電路を開閉する第一のスイッチング手段と、
前記負極性の高電圧発生回路と前記電源を電気的に接続する第二の電路に介設され、同電路を開閉する第二のスイッチング手段と、
前記第一のスイッチング手段及び、第二のスイッチング手段を交互に開閉制御する制御を繰り返し行う制御手段と、を備え前記放電電極に正負の高電圧を交互に発生させることで正負のイオンを生成する除電装置において、
前記放電電極から前記負極性の高電圧発生回路を経由してアースラインに連なる第三の電路に介設され、前記第一の出力端子に正極性の高電圧が発生しているときに、前記第三の電路を開放する第一の回路インピーダンス切替手段と、
放電電極から前記正極性の高電圧発生回路を経由してアースラインに連なる第四の電路に介設され、前記第二の出力端子に負極性の高電圧が発生しているときに、前記第四の電路を開放する第二の回路インピーダンス切替手段と、を備えたところに特徴を有する。
・負極性の高電圧発生回路を二組の半波整流回路を組み合わせた倍電圧整流回路を、所定組直列接続した回路構成とするとともに、半波整流回路を構成する各ダイオードが、放電電極とアースラインとの間において互いに順方向直列接続されていて前記第三の電路を構成するものにおいて、これら前記第三の電路を構成する各ダイオードのうち、前記アースラインに最も近いダイオードとアースとの間に位置して前記第一の回路インピーダンス切替手段を設ける構成とする。
・正極性の高電圧発生回路を二組の半波整流回路を組み合わせた倍電圧整流回路を、所定組直列接続した回路構成とするとともに、半波整流回路を構成する各ダイオードが、放電電極とアースラインとの間において互いに順方向直列接続されていて前記第四の電路を構成するものにおいて、これら前記第四の電路を構成する各ダイオードのうち、前記アースラインに最も近いダイオードとアースとの間に位置して前記第二の回路インピーダンス切替手段を設ける構成とする。
・第一の回路インピーダンス切替手段と第二の回路インピーダンス切替手段は共に、動作信号に基づいてスイッチングする半導体スイッチング素子より構成されるとともに、制御手段から出力される前記第一、第二のスイッチング手段を開閉制御するための制御信号が、両回路インピーダンス切替手段とされた両半導体スイッチング素子に前記動作信号として与えられ両半導体スイッチング素子をスイッチングさせる構成とする。このような構成であれば、両半導体スイッチング素子をスイッチングさせる制御回路を専用に設ける必要がないので、回路を簡素化できる。
・第一、第二の回路インピーダンス切替手段を、半導体成分に炭化ケイ素を含む、半導体スイッチング素子により構成させる。このような構成であれば、スイッチの耐圧を高めることが可能で、信頼性の高いスイッチング動作を実現できる。
図1は、本実施形態に適用された除電装置Zの回路構成を示す図である。本除電装置Zの回路構成を大まかに説明すると、交流電源1に対して、2つのトランス6a、6bが並列に接続され、トランス6aの二次側に高電圧発生回路(本発明の正極性の高電圧発生回路に相当)7が接続され、トランス6bの二次側に高電圧発生回路(本発明の負極性の高電圧発生回路に相当)8が接続されている。また、高電圧発生回路7の出力端子77と、高電圧発生回路8の出力端子87との間に、放電電極5が共通接続されている。
Field Effect Transistor)が設けられている。パワーMOSFETはドレーン端子DをアースラインL2に接続され、ソース端子をダイオードD1のアノードに接続させ、ゲート端子には後述するゲートドライブ回路9の出力信号が入力されるようになっている。
Field Effect Transistor)が設けられている。パワーMOSFETはソース端子SをアースラインL4に接続され、ドレーン端子DをダイオードD7のカソードに接続させ、ゲート端子には、スイッチ制御回路3から出力され、NOT回路4によって反転された制御信号Srが直接(ゲートドライブ回路9を介さずに)入力されるようになっている。
ゲートドライブ回路9はトランス91によって入力側と、出力側を絶縁した回路構成になっている。ゲートドライブ回路9の入力側、すなわち、トランス91の一次側にはトランジスタTR1が直列的に接続されている。そして、トランジスタTR1のゲート端子が信号入力端子となっており、そこに、スイッチ制御回路3から出力される制御信号Srが入力されるようになっている。
(1)正極性の高電圧を出力する時の回路動作
スイッチ制御回路3からHレベルの制御信号Srが出力されると、図3に示すように、一次スイッチ2aと、二次スイッチSWaが、いずれもON状態となり、これとは反対に一次スイッチ2bと、二次スイッチSWbが、いずれもOFF状態となる。
一次スイッチ2bがON状態になると、トランス6bが通電され作動する。これにより、トランス6bの二次側には、電源電圧を巻き数比で乗したレベルの電圧(ここではE)が発生し、これが、高電圧発生回路8の両入力端子85、86間に印加される。電源1は交流電源であり、極性が周期的に正負切り替わるので、高電圧発生回路7の両入力端子75、76に印加される二次電圧Eも、極性が周期的に正負切り替わる。
(1)出力に関する効果
本実施形態のものは、両高電圧発生回路7、8に二次スイッチSWa、SWbをそれぞれ設け、未作動の高電圧発生回路7、8については二次スイッチSWa、SWbを開放させ、高インピーダンス状態に制御している。これにより、未作動の高電圧発生回路7、8を、作動中の高電圧発生回路7、8から切り離すことが出来る。
両二次スイッチSWa、SWbのソース−ドレーン間には、電路を開放しておくときに、約7Kvの高電圧が加わる(図5、図7参照)。この点、両二次スイッチSWa、SWbは、いずれも炭化ケイ素半導体(SiC)より構成され十分な耐圧が確保されており、信頼性の高い回路動作(スイッチング動作)が期待される。
また、本実施形態のものは二次スイッチSWaを、二次スイッチSWbと同じくグランドラインの近傍に配置している。このように二次スイッチSWa、SWbの設置場所を、回路構成上の似た位置に設けておけば、設置場所をバラバラにする場合に比べて回路設計上優位になることが期待される。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
2a…一次スイッチ(本発明の「第一のスイッチング手段」に相当)
2b…一次スイッチ(本発明の「第二のスイッチング手段」に相当)
3…スイッチ制御回路(本発明の「制御手段」に相当)
4…NOT回路(本発明の「制御手段」に相当)
5…放電電極
7…高電圧発生回路(本発明の「正極性の高電圧発生回路」に相当)
8…高電圧発生回路(本発明の「負極性の高電圧発生回路」に相当)
9…ゲートドライブ回路
77…出力端子(本発明の「第一の出力端子」に相当)
87…出力端子(本発明の「第二の出力端子」に相当)
A…通電路(本発明の「第一の電路」に相当)
B…通電路(本発明の「第二の電路」に相当)
SWa…二次スイッチ(本発明の「第二の回路インピーダンス切替手段」に相当)
SWb…二次スイッチ(本発明の「第一の回路インピーダンス切替手段」に相当)
Z…除電装置
Claims (5)
- 電源と、
前記電源から供給される電源電圧をもとに、第一の出力端子に正極性の高電圧を発生させる正極性の高電圧発生回路と、
前記電源から供給される電源電圧をもとに、第二の出力端子に負極性の高電圧を発生させる負極性の高電圧発生回路と、
前記第一の出力端子と前記第二の出力端子の両端子に共通接続される放電電極と、
前記正極性の高電圧発生回路と前記電源を電気的に接続する第一の電路に介設され、同電路を開閉する第一のスイッチング手段と、
前記負極性の高電圧発生回路と前記電源を電気的に接続する第二の電路に介設され、同電路を開閉する第二のスイッチング手段と、
前記第一のスイッチング手段及び、第二のスイッチング手段を交互に開閉制御する制御を繰り返し行う制御手段と、を備え前記放電電極に正負の高電圧を交互に発生させることで正負のイオンを生成する除電装置において、
前記放電電極から前記負極性の高電圧発生回路を経由してアースラインに連なる第三の電路に介設され、前記第一の出力端子に正極性の高電圧が発生しているときに、前記第三の電路を開放する第一の回路インピーダンス切替手段と、
放電電極から前記正極性の高電圧発生回路を経由してアースラインに連なる第四の電路に介設され、前記第二の出力端子に負極性の高電圧が発生しているときに、前記第四の電路を開放する第二の回路インピーダンス切替手段と、を備えたことを特徴とする除電装置。 - 前記負極性の高電圧発生回路が、二組の半波整流回路を組み合わせた倍電圧整流回路を、所定組直列接続した回路構成であるものにおいて、
前記半波整流回路を構成する各ダイオードが、前記放電電極と前記アースラインとの間において、互いに順方向直列接続されていて前記第三の電路を構成するとともに、
これら前記第三の電路を構成する各ダイオードのうち、前記アースラインに最も近いダイオードとアースとの間に位置して前記第一の回路インピーダンス切替手段を設けてあることを特徴とする請求項1に記載の除電装置。 - 前記正極性の高電圧発生回路が、二組の半波整流回路を組み合わせた倍電圧整流回路を、所定組直列接続した回路構成であるものにおいて、
前記半波整流回路を構成する各ダイオードが、前記放電電極と前記アースラインとの間において、互いに順方向直列接続されていて前記第四の電路を構成するとともに、
これら前記第四の電路を構成する各ダイオードのうち、前記アースラインに最も近いダイオードとアースとの間に位置して前記第二の回路インピーダンス切替手段を設けてあることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の除電装置。 - 前記第一の回路インピーダンス切替手段と前記第二の回路インピーダンス切替手段は共に、動作信号に基づいてスイッチングする半導体スイッチング素子より構成されるとともに、
前記制御手段から出力される前記第一、第二のスイッチング手段を開閉制御するための制御信号が、前記両回路インピーダンス切替手段とされた両半導体スイッチング素子に前記動作信号として与えられ前記両半導体スイッチング素子をスイッチングさせる構成としてあることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の除電装置。 - 前記第一、第二の回路インピーダンス切替手段は、半導体成分に炭化ケイ素を含む、半導体スイッチング素子により構成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の除電装置。
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JPH10255954A (ja) * | 1997-03-11 | 1998-09-25 | Aibitsuku Kogyo Kk | 直流型イオン発生装置および該装置を用いた塗膜形成法 |
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