JP3028292B2 - Positive and negative pulse type high voltage power supply - Google Patents

Positive and negative pulse type high voltage power supply

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JP3028292B2
JP3028292B2 JP8273946A JP27394696A JP3028292B2 JP 3028292 B2 JP3028292 B2 JP 3028292B2 JP 8273946 A JP8273946 A JP 8273946A JP 27394696 A JP27394696 A JP 27394696A JP 3028292 B2 JP3028292 B2 JP 3028292B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、放電電極等に正負
の高電圧を印加するための正負パルス式高電圧電源に関
する。
The present invention relates to a positive / negative pulse type high voltage power supply for applying a positive / negative high voltage to a discharge electrode or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、例えば除電器の正負の高電圧を印
加する高電圧電源としては、低周波又は高周波の正弦波
式のものが一般的であった。しかし、低周波正弦波式の
ものは、低廉ではあるが、波形の立ち上がり・立ち下が
りの推移が緩慢なため、特に除電対象物が移動している
ような場合には除電ムラが多く、高周波正弦波式のもの
は、除電ムラは少なくなるものの、高周波発振部を備え
なければならないため高価になるとともに、各種の制御
が難しいという問題があった。また、正負のパルス高電
圧を交互に発生するパルス式もあるが、従来のものは、
残留電荷に対する対策が不充分であったため、パルスの
特に立ち下がり特性が悪く、なだらかになってしまい、
これがイオン発生量の低下をもたらして除電効率が悪か
った。
2. Description of the Related Art Hitherto, as a high voltage power supply for applying a positive and negative high voltage of a static eliminator, for example, a low frequency or high frequency sine wave type power supply has been generally used. However, the low-frequency sine wave type is inexpensive, but the rise and fall of the waveform is slow, so there is a lot of uneven static elimination, especially when the object to be neutralized is moving. The wave type has a problem that although it has less static elimination, it must be provided with a high-frequency oscillating unit, so that it becomes expensive and various controls are difficult. There is also a pulse type that alternately generates positive and negative pulse high voltages,
Insufficient countermeasures for the residual charge resulted in poor pulse falling characteristics, especially gentle
This resulted in a decrease in the amount of generated ions, resulting in poor charge removal efficiency.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の第1
の課題は、正負パルス式高電圧電源においてパルス高電
圧の立ち上がり・立ち下がり特性を改善するとともに、
動作の高速化を図り、除電器用の電源として使用した場
合には、イオン発生量の増加により除電効率の向上が図
れるようにすることにある。
Therefore, the first aspect of the present invention
The challenge is to improve the rising and falling characteristics of the pulse high voltage in the positive / negative pulse type high voltage power supply,
An object of the present invention is to increase the speed of operation and improve the static elimination efficiency by increasing the amount of generated ions when used as a power supply for a static eliminator.

【0004】本発明の第2の課題は、負荷に印加される
正負のパルス高電圧の電圧値を正負それぞれに可変で
き、或いは更にそのパルス幅を可変でき、例えば除電器
に使用した場合に、正負のイオン発生量が異なることに
よる除電ムラを解消して、正負のイオン発生量が同等に
なるイオンバランス調整を簡単に行えるようにすること
にある。
[0004] A second object of the present invention is to make it possible to change the positive and negative pulse high voltage applied to the load to positive and negative, respectively, or to further vary the pulse width. An object of the present invention is to eliminate unevenness in static elimination due to the difference in the amount of generated positive and negative ions, and to easily perform ion balance adjustment for equalizing the amount of generated positive and negative ions.

【0005】本発明の第3の課題は、負荷に印加される
正負のパルス高電圧の周波数を可変でき、例えば除電器
に使用した場合に、除電対象物の移動速度に応じて生ず
る除電ムラを極力解消することができるようにすること
にある。
A third object of the present invention is to make it possible to vary the frequency of a positive or negative pulse high voltage applied to a load. The goal is to eliminate as much as possible.

【0006】本発明の第4の課題は、負荷に印加される
正負のパルス高電圧を変調させて、その振幅中に狭いパ
ルスを重畳させることにより、例えば除電器に使用した
場合に、イオン発生量を増加して除電効率を向上させる
ことができるようにすることにある。
A fourth object of the present invention is to modulate a high voltage of a positive or negative pulse applied to a load and superimpose a narrow pulse in the amplitude thereof, for example, to generate ions when used in a static eliminator. An object of the present invention is to make it possible to improve the static elimination efficiency by increasing the amount.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】第1の課題を達成する本
発明の正負パルス式高電圧電源は、正の直流電圧を発生
する正電圧発生部と、負の直流電圧を発生する負電圧発
生部と、第1、第2、第3及び第4の4個のスイッチン
グ素子と、これらスイッチング素子をパルス信号でオン
・オフさせるドライブ回路とを有し、正電圧発生部とア
ースとの間に、第1のスイッチング素子と第2のスイッ
チング素子と第3のスイッチング素子とを直列接続し、
第1のスイッチング素子と第2のスイッチング素子との
接続点を負荷に接続して、第1のスイッチング素子がオ
ンになったとき正電圧発生部の正電圧が負荷に印加さ
れ、また第2のスイッチング素子と第3のスイッチング
素子との接続点と負電圧発生部との間に第4のスイッチ
ング素子を接続して、第2及び第4のスイッチング素子
がオンになったとき負電圧発生部の負電圧が負荷に印加
されるようにし、ドライブ回路は、第1のスイッチング
素子をオンにして負荷に正電圧が印加された後、負荷に
チャージされた正の電荷が、第2、第3のスイッチング
素子又はこれらに並列接続されたダイオードを介してア
ースに至る回路によってアースにディスチャージされ、
次に、第2及び第4のスイッチング素子をオンにして負
荷に負電圧が印加された後、負荷にチャージされた負の
電荷が、アースから第3、第2のスイッチング素子又は
これらに並列接続されたダイオードを介して負荷に至る
回路によってディスチャージされるように、4個のスイ
ッチング素子を所定の順序で周期的にオン・オフするこ
とを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a positive / negative pulse type high voltage power supply for generating a positive DC voltage, and a negative voltage generator for generating a negative DC voltage. Unit, a first, a second, a third, and a fourth switching element, and a drive circuit for turning on and off these switching elements with a pulse signal, and a drive circuit between the positive voltage generator and the ground. , A first switching element, a second switching element, and a third switching element are connected in series,
A connection point between the first switching element and the second switching element is connected to a load, and when the first switching element is turned on, the positive voltage of the positive voltage generator is applied to the load. A fourth switching element is connected between a connection point between the switching element and the third switching element and the negative voltage generating section, and when the second and fourth switching elements are turned on, the negative voltage generating section After the negative voltage is applied to the load, the drive circuit turns on the first switching element and applies a positive voltage to the load. Then, the positive charge charged to the load is applied to the second and third loads. Discharged to ground by a circuit that goes to ground via switching elements or diodes connected in parallel to them,
Next, after the second and fourth switching elements are turned on and a negative voltage is applied to the load, the negative charge charged to the load is connected from the ground to the third and second switching elements or to the third and second switching elements in parallel. The four switching elements are periodically turned on and off in a predetermined order so as to be discharged by a circuit that reaches a load via the diode.

【0008】また、第2の課題を達成するため、正電圧
発生部の正極性の電圧と負電圧発生部の負極性の電圧を
それぞれ調整する電圧調整手段を備える。この課題は、
スイッチング素子をオン・オフするパルス信号の時間幅
を調整することによっても達成できる。
In order to achieve the second object, there is provided voltage adjusting means for adjusting a positive voltage of the positive voltage generator and a negative voltage of the negative voltage generator, respectively. The challenge is
It can also be achieved by adjusting the time width of the pulse signal for turning on / off the switching element.

【0009】第3の課題を達成するため、スイッチング
素子をオン・オフするパルス信号の周波数を調整する周
波数調整手段を備える。
In order to achieve the third object, there is provided frequency adjusting means for adjusting the frequency of a pulse signal for turning on / off the switching element.

【0010】第4の課題を達成するため、スイッチング
素子をオン・オフするパルス信号に、そのよりも時間幅
が短いクロックパルスで変調させる変調手段を備える。
In order to achieve the fourth object, there is provided a modulating means for modulating a pulse signal for turning on / off a switching element with a clock pulse having a shorter time width.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳述する。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0012】図1に本発明の実施形態の等価回路を示
す。この等価回路において、正極性の直流電源+Eは、
正極性の電圧を発生する正電圧発生部、負極性の直流電
源−Eは、負極性の電圧を発生する負電圧発生部、4個
のスイッチSW1・SW2・SW3・SW4は、それぞ
れ第1・第2・第3・第4のスイッチング素子(具体的
にはFETやIGBT等)を示し、そのそれぞれにダイ
オードD1・D2・D3・D4が並列接続されている。
負荷Rは正負の高電圧を印加する放電電極等を表し、そ
の一端はアースされている。第1のスイッチSW1と第
2のスイッチSW2と第3のスイッチSW3とは、正極
性の直流電源+Eとアースとの間に直列接続されている
が、第1のスイッチSW1と第2のスイッチSW2との
接続点に負荷Rが接続され、また第2のスイッチSW2
と第3のスイッチSW3との接続点と負極性の直流電源
−Eとの間に、第4のスイッチSW4が接続されてい
る。
FIG. 1 shows an equivalent circuit of an embodiment of the present invention. In this equivalent circuit, the positive DC power supply + E is
A positive voltage generator that generates a positive voltage, a negative DC power source -E is a negative voltage generator that generates a negative voltage, and four switches SW1, SW2, SW3, and SW4 are first and second switches, respectively. The second, third, and fourth switching elements (specifically, FETs, IGBTs, and the like) are shown, and diodes D1, D2, D3, and D4 are connected in parallel to the respective switching elements.
The load R represents a discharge electrode or the like for applying a positive or negative high voltage, and one end thereof is grounded. The first switch SW1, the second switch SW2, and the third switch SW3 are connected in series between the positive DC power supply + E and the ground, but the first switch SW1 and the second switch SW2 are connected. A load R is connected to a connection point with the second switch SW2.
A fourth switch SW4 is connected between a connection point between the first switch SW3 and the third switch SW3 and the negative DC power source -E.

【0013】この実施形態の動作例について説明する。
図1から図5にこの場合の4個のスイッチSW1・SW
2・SW3・SW4のオン・オフ動作の切り替え状態を
示す。図6にそのオン・オフ関係、図7にタイミングチ
ャートを示す。
An operation example of this embodiment will be described.
FIGS. 1 to 5 show four switches SW1 and SW in this case.
2 shows a switching state of ON / OFF operation of SW3 and SW4. FIG. 6 shows the on / off relationship, and FIG. 7 shows a timing chart.

【0014】先ず、図1に示すように第1のスイッチS
W1をオフ、第2及び第3のスイッチSW2・SW3を
共にオン、第4のスイッチSW4をオフした状態では
(図6における)、負荷Rの両端がアースに接続され
るため、負荷Rに正負いずれの電圧も印加されない。こ
の状態から図2及び図7に示すように、第2のスイッチ
SW2をオフにした直後に第1のスイッチSW1をオン
にすると(図6において)、正極性の直流電源+Eか
ら、オンとなった第1のスイッチSW1及び負荷Rを通
りアースへ向かう(I1の方向)電流が流れるので、正
極性の電源電圧+Eに比例した立ち上がりの良い正のパ
ルス電圧が負荷Rに加わり、負荷Rが正極性に充電され
る。
First, as shown in FIG.
In a state in which W1 is off, the second and third switches SW2 and SW3 are both on, and the fourth switch SW4 is off (in FIG. 6), both ends of the load R are connected to the ground. No voltage is applied. From this state, as shown in FIGS. 2 and 7, when the first switch SW1 is turned on immediately after the second switch SW2 is turned off (in FIG. 6), the power is turned on from the positive DC power supply + E. Since the current flows to the ground (in the direction of I1) through the first switch SW1 and the load R, a positive pulse voltage with a good rise proportional to the positive power supply voltage + E is applied to the load R, and the load R becomes positive. To be charged.

【0015】次いで、図3及び図7に示すように、第1
のスイッチSW1をオフにした直後に第2のスイッチS
W2をオンにすると(図6において)、負荷R側にチ
ャージした正の電荷分が、オンとなった第2のスイッチ
SW2及び引き続きオンになっている第3のスイッチS
W3を介してアースへ至る流れによって(I2の方向)
ディスチャージされるので、負荷Rに対して立ち下がり
の良い正のパルス電圧となる。
Next, as shown in FIG. 3 and FIG.
Immediately after the switch SW1 is turned off, the second switch S
When W2 is turned on (in FIG. 6), the positive charge charged on the load R side is turned on by the second switch SW2 turned on and the third switch S continuously turned on.
By the flow to ground via W3 (in the direction of I2)
Since the discharge is performed, a positive pulse voltage having a good fall with respect to the load R is obtained.

【0016】また、図4及び図7に示すように、第3の
スイッチSW2をオフにした直後に第4のスイッチSW
4をオンにすると(図6において)、今度は、負荷R
から、引き続きオンになっている第2のスイッチSW2
及びオンとなった第4のスイッチSW4を通じて負極性
の直流電源−Eへ向かう(I3の方向)電流が流れるの
で、負極性の電源電圧−Eに比例した立ち下がりの良い
負のパルス電圧が負荷Rに加わり、負荷Rが負極性に充
電される。
As shown in FIGS. 4 and 7, immediately after the third switch SW2 is turned off, the fourth switch SW2 is turned off.
4 (in FIG. 6), this time the load R
From the second switch SW2 which is still on
Then, a current flowing toward the negative DC power source -E (in the direction of I3) flows through the fourth switch SW4 that is turned on, so that a negative pulse voltage with a good fall proportional to the negative power source voltage -E is applied to the load. In addition to R, the load R is charged to a negative polarity.

【0017】次いで、図5及び図7に示すように、第4
のスイッチSW4をオフにした直後に第3のスイッチS
W3をオンにすると(図6において)、負荷R側にチ
ャージした負の電荷分が、アースからオンとなった第3
のスイッチSW3及び引き続きオンになっている第2の
スイッチSW2を介し、更に負荷Rから再びアースへ至
る流れにより(I4の方向)ディスチャージされるの
で、このときも負荷Rに対して立ち上がりの良い負のパ
ルス電圧となる。
Next, as shown in FIG. 5 and FIG.
Immediately after the switch SW4 is turned off, the third switch S
When W3 is turned on (in FIG. 6), the negative charge charged on the load R side is turned on from the ground by the third
Is further discharged (in the direction of I4) from the load R to the ground again through the switch SW3 and the second switch SW2 which are continuously turned on. Pulse voltage.

【0018】次に、回路構成は図1の実施形態と同様で
あるが、4個のスイッチSW1・SW2・SW3・SW
4のオン・オフの動作タイミングを上記の動作例とは変
えた別の動作例について説明する。図8から図12に4
個のスイッチSW1・SW2・SW3・SW4のオン・
オフ動作の切り替え状態、図13にそのオン・オフ関
係、図14にタイミングチャートを示す。
Next, the circuit configuration is the same as that of the embodiment of FIG. 1, except that four switches SW1, SW2, SW3, and SW
Another operation example in which the ON / OFF operation timing of No. 4 is changed from the above operation example will be described. 8 to FIG.
Of the switches SW1, SW2, SW3, SW4
FIG. 13 shows a switching state of the off operation, FIG. 13 shows an on / off relationship thereof, and FIG. 14 shows a timing chart.

【0019】4個のスイッチSW1・SW2・SW3・
SW4を図8に示すように全てオフにした状態(図13
において)から、図9及び図14に示すように第1の
スイッチSW1をオンにすると(図13において)、
正極性の直流電源+Eから、オンとなった第1のスイッ
チSW1及び負荷Rを通りアースへ向かう(I1の方
向)電流が流れるので、正極性の電源電圧+Eに比例し
た立ち上がりの良い正のパルス電圧が負荷Rに加わり、
負荷Rが正極性に充電される。
The four switches SW1, SW2, SW3,
SW4 is turned off as shown in FIG.
), The first switch SW1 is turned on as shown in FIGS. 9 and 14 (in FIG. 13).
Since a current flows from the positive DC power supply + E to the ground (in the direction of I1) through the first switch SW1 and the load R that are turned on and toward the ground, a positive pulse with a good rise proportional to the positive power supply voltage + E The voltage is applied to the load R,
The load R is charged to a positive polarity.

【0020】次いで、所定時間後に図10及び図14に
示すように第1のスイッチSW1をオフにし、その直後
に第2のスイッチSW2をオンにすると(図13におい
て)、負荷R側にチャージした正の電荷分が、オンと
なった第2のスイッチSW2及びオフになっている第3
のスイッチSW3に並列接続の第3のダイオードD3を
介してアースへ至る流れによって(I2の方向)ディス
チャージされるので、負荷Rに対して立ち下がりの良い
正のパルス電圧となる。
Next, after a predetermined time, the first switch SW1 is turned off as shown in FIGS. 10 and 14, and immediately after that, the second switch SW2 is turned on (in FIG. 13). Positive charges correspond to the second switch SW2 turned on and the third switch SW2 turned off.
Is discharged (in the direction of I2) by the flow to the ground via the third diode D3 connected in parallel to the switch SW3 of the switch SW3.

【0021】また、図11及び図14に示すように第2
のスイッチSW2をオンにしたまま、第4のスイッチS
W4をオンにすると(図13において)、今度は、負
荷Rから、オンになっている第2のスイッチSW2及び
オンとなった第4のスイッチSW4を通じて負極性の直
流電源−Eへ向かう(I3の方向)電流が流れるので、
負極性の電源電圧−Eに比例した立ち下がりの良い負の
パルス電圧が負荷Rに加わり、負荷Rが負極性に充電さ
れる。
As shown in FIG. 11 and FIG.
With the switch SW2 of the fourth switch ON, the fourth switch S
When W4 is turned on (in FIG. 13), the load R goes to the negative DC power source -E through the second switch SW2 and the fourth switch SW4 which are turned on (I3). Direction) current flows,
A negative pulse voltage with a good fall proportional to the negative power supply voltage -E is applied to the load R, and the load R is charged to the negative polarity.

【0022】次いで、所定時間後に図12及び図14に
示すように、第2及び第4のスイッチSW2・SW4を
オフにしてから、第3のスイッチSW3を瞬間的にオン
にすると(図13において)、負荷R側にチャージし
た負の電荷分が、アースからオンとなった第3のスイッ
チSW3及びオフとなった第2のスイッチSW2に並列
接続の第2のダイオードD2を介し、更に負荷Rから再
びアースへ至る流れにより(I4の方向)ディスチャー
ジされるので、このときも負荷Rに対して立ち上がりの
良い負のパルス電圧となる。
Next, after a predetermined time, as shown in FIGS. 12 and 14, the second and fourth switches SW2 and SW4 are turned off and then the third switch SW3 is turned on instantaneously (FIG. 13). ), The negative charge charged on the load R side is further connected to the third switch SW3 turned on from the ground and the second switch SW2 turned off via the second diode D2 connected in parallel to the load R. , And is discharged again (in the direction of I4) from the flow to the ground.

【0023】次に、回路構成は図1の実施形態と同様で
あるが、4個のスイッチSW1・SW2・SW3・SW
4のオン・オフの動作タイミングを変えた更に別の動作
例について説明する。図15から図19に4個のスイッ
チSW1・SW2・SW3・SW4のオン・オフ動作の
切り替え状態、図20にそのオン・オフ関係、図21に
タイミングチャートを示す。
Next, the circuit configuration is the same as that of the embodiment of FIG. 1, except that four switches SW1, SW2, SW3, and SW
Still another operation example in which the on / off operation timing of No. 4 is changed will be described. FIGS. 15 to 19 show the switching states of the on / off operation of the four switches SW1, SW2, SW3, and SW4, FIG. 20 shows the on / off relationship, and FIG. 21 shows a timing chart.

【0024】4個のスイッチSW1・SW2・SW3・
SW4を図15に示すように全てオフにした状態(図2
0において)から、図16及び図21に示すように第
1のスイッチSW1をオンにすると(図20において
)、正極性の直流電源+Eから、オンとなった第1の
スイッチSW1及び負荷Rを通りアースへ向かう(I1
の方向)電流が流れるので、正極性の電源電圧+Eに比
例した立ち上がりの良い正のパルス電圧が負荷Rに加わ
り、負荷Rが正極性に充電される。
The four switches SW1, SW2, SW3,
SW4 is turned off as shown in FIG.
0), when the first switch SW1 is turned on as shown in FIGS. 16 and 21 (in FIG. 20), the first switch SW1 and the load R which are turned on are switched from the positive DC power supply + E. Head to the ground (I1
Since the current flows, a positive rising pulse voltage proportional to the positive power supply voltage + E is applied to the load R, and the load R is charged to the positive polarity.

【0025】次いで、所定時間後に図17及び図21に
示すように第1のスイッチSW1をオフにし、その直後
に第2及び第3のスイッチSW2・SW3を同時にオン
にすると(図20において)、負荷R側にチャージし
た正の電荷分が、オンとなった第2及び第3のスイッチ
SW2・スイッチSW3を介してアースへ至る流れによ
って(I2の方向)ディスチャージされるので、負荷R
に対して立ち下がりの良い正のパルス電圧となる。
Next, after a predetermined time, the first switch SW1 is turned off as shown in FIGS. 17 and 21, and immediately thereafter, the second and third switches SW2 and SW3 are simultaneously turned on (in FIG. 20). The positive charge charged on the load R side is discharged (in the direction of I2) by the flow to the ground via the second and third switches SW2 and SW3 which are turned on.
Becomes a positive pulse voltage with a good fall.

【0026】また、図18及び図21に示すように、第
2のスイッチSW2はオンにしたまま、第3のスイッチ
SW3をオフにした直後に第4のスイッチSW4をオン
にすると(図20において)、今度は、負荷Rから、
オンになっている第2のスイッチSW2及びオンとなっ
た第4のスイッチSW4を通じて負極性の直流電源−E
へ向かう(I3の方向)電流が流れるので、負極性の電
源電圧−Eに比例した立ち下がりの良い負のパルス電圧
が負荷Rに加わり、負荷Rが負極性に充電される。
As shown in FIGS. 18 and 21, when the fourth switch SW4 is turned on immediately after the third switch SW3 is turned off while the second switch SW2 is turned on (FIG. 20). ), This time, from the load R,
The negative DC power source -E is supplied through the second switch SW2 which is turned on and the fourth switch SW4 which is turned on.
Since the current flows in the direction (in the direction of I3), a negative pulse voltage having a good fall proportional to the negative power supply voltage −E is applied to the load R, and the load R is charged to the negative polarity.

【0027】次いで、所定時間後に図19及び図21に
示すように、第2及び第4のスイッチSW2・SW4を
オフにしてから、第2及び第3のスイッチSW2・SW
3を同時に瞬間的にオンにすると(図20において
)、負荷R側にチャージした負の電荷分が、アースか
らオンとなった第2及び第3のスイッチSW2・SW3
を介し、更に負荷Rから再びアースへ至る流れにより
(I4の方向)ディスチャージされるので、このときも
負荷Rに対して立ち上がりの良い負のパルス電圧とな
る。
Next, after a predetermined time, as shown in FIGS. 19 and 21, the second and fourth switches SW2 and SW4 are turned off, and then the second and third switches SW2 and SW4 are turned off.
3 are simultaneously turned on instantaneously (in FIG. 20), the negative charge charged to the load R side becomes the second and third switches SW2 and SW3 turned on from the ground.
, And is discharged by the flow from the load R to the ground again (in the direction of I4), so that a negative pulse voltage with a good rise to the load R is obtained at this time.

【0028】図22は、上述した回路構成を利用する高
電圧電源の全体の概要構成を示す。この高電圧電源は、
本発明の要部(上述したような等価回路)となるスイッ
チングインバータ回路1において正のパルス信号と負の
パルス信号とを交互に周期的に生成し、これを昇圧トラ
ンス2で昇圧してから負荷である例えば除電器の放電電
極3に、正負交互の高電圧として印加するものである。
スイッチングインバータ回路1の前段には、それから出
力されるパルス信号の正負それぞれの電圧を調整する正
電圧調整部4及び負電圧調整部5、周波数を調整する周
波数調整部6、パルス幅を調整するパルス幅調整部7、
変調させる変調部8等が設けられている。これら各部に
ついて概説する。
FIG. 22 shows an overall schematic configuration of a high-voltage power supply using the above-described circuit configuration. This high voltage power supply
In the switching inverter circuit 1 which is a main part of the present invention (the equivalent circuit as described above), a positive pulse signal and a negative pulse signal are alternately and periodically generated, boosted by the step-up transformer 2, and then loaded. For example, a positive and negative alternating high voltage is applied to the discharge electrode 3 of the static eliminator.
In the preceding stage of the switching inverter circuit 1, a positive voltage adjuster 4 and a negative voltage adjuster 5 for adjusting positive and negative voltages of a pulse signal outputted therefrom, a frequency adjuster 6 for adjusting a frequency, and a pulse for adjusting a pulse width. Width adjustment unit 7,
A modulating unit 8 for modulating is provided. These parts will be outlined.

【0029】正電圧調整部4は、正電圧発生回路9から
出力される正の直流電圧を電圧設定器10により任意に
設定でき、また負電圧調整部5は、負電圧発生部11か
ら出力される負の直流電圧を電圧設定器12により任意
に設定できるようになっている。これら正負の直流電圧
はスイッチングインバータ回路1に入力され、このスイ
ッチングインバータ回路1が正電圧発生回路9側に切り
替わったときは、正のパルス信号がスイッチングインバ
ータ回路1から出力され、負電圧発生回路11側に切り
替わったときは、負のパルス信号がスイッチングインバ
ータ回路1から出力される。
The positive voltage adjuster 4 can arbitrarily set the positive DC voltage output from the positive voltage generator 9 by the voltage setting device 10, and the negative voltage adjuster 5 outputs the positive DC voltage output from the negative voltage generator 11. The negative DC voltage can be arbitrarily set by the voltage setting device 12. These positive and negative DC voltages are input to the switching inverter circuit 1. When the switching inverter circuit 1 is switched to the positive voltage generating circuit 9, a positive pulse signal is output from the switching inverter circuit 1 and the negative voltage generating circuit 11 When it is switched to the negative side, a negative pulse signal is output from the switching inverter circuit 1.

【0030】周波数調整部6は、外部からの制御用の信
号の電圧を周波数に変換する電圧/周波数変換回路13
に、スイッチ14を介して周波数調整器(可変抵抗)1
5を接続し、この周波数調整器15をRとするCR発振
回路の原理により、例えば0〜10Vの電圧の外部信号
を、例えば50〜500Hzの周波数に変換できるよう
になっている。
The frequency adjusting unit 6 includes a voltage / frequency conversion circuit 13 for converting the voltage of an external control signal into a frequency.
And a frequency adjuster (variable resistor) 1 via a switch 14.
5, an external signal having a voltage of, for example, 0 to 10 V can be converted to a frequency of, for example, 50 to 500 Hz by the principle of a CR oscillation circuit in which the frequency adjuster 15 is R.

【0031】パルス幅調整部7は、周波数調整部4から
の出力パルスのパルス幅(時間幅)をパルス幅調整器1
6による電圧調整機能によって、パルス幅制御回路17
で可変する。その方法としては、差動増幅器を使用し、
その基準入力電圧に対して、もう一方の入力電圧を可変
させるとパルス幅が変化する等の方法がある。パルス幅
制御回路17の一対の出力端子からは、パルス幅調整さ
れたパルス信号が交互に出力される。
The pulse width adjuster 7 adjusts the pulse width (time width) of the output pulse from the frequency adjuster 4 to the pulse width adjuster 1.
6, the pulse width control circuit 17
To change. The method uses a differential amplifier,
With respect to the reference input voltage, there is a method of changing the other input voltage to change the pulse width. From the pair of output terminals of the pulse width control circuit 17, pulse signals whose pulse width has been adjusted are output alternately.

【0032】変調部8は、パルス幅調整部7から出力さ
れるパルス信号に対して、変調を与えるか否かを変調用
スイッチ18により選択できるように、OR回路19と
OR回路20とクロック発振回路21とAND回路22
・23とで構成されている。パルス幅制御回路17の一
対の出力端子から出力されたパルス信号は、一方ではA
ND回路22・23にそれぞれ入力され、他方では、O
R回路19によって一つに合流されてクロック発振回路
21へ入力される。変調用スイッチ18は、アースに接
続されているため、これをオンにしたときには、OR回
路20はクロック発振回路21からのクロック信号を出
力し、AND回路22・23に入力する。AND回路2
2・23のもう一方の入力は、パルス幅制御回路17か
らの一対の出力が入力し、AND回路22・23の出力
は、パルス幅制御回路17からのパルス幅内にクロック
が変調した信号となる。変調スイッチ18をオフにする
と、OR回路20の一方がスイッチによってハイレベル
になるので、もう一方のクロック信号は無関係となり、
OR回路20の出力はハイレベルになった状態でAND
回路22・23に入力する。AND回路22・23のも
う一方の入力は、パルス幅制御回路17からの信号が入
力するので、この場合は、クロック信号からの変調は受
けず、パルス幅制御回路17からの信号のみがAND回
路22・23の出力となる。
The modulating section 8 includes an OR circuit 19, an OR circuit 20, and a clock oscillator so that the modulation switch 18 can select whether or not to modulate the pulse signal output from the pulse width adjusting section 7. Circuit 21 and AND circuit 22
23. The pulse signal output from the pair of output terminals of the pulse width control circuit 17 is A
Input to the ND circuits 22 and 23 respectively.
The signals are merged by the R circuit 19 and input to the clock oscillation circuit 21. Since the modulation switch 18 is connected to the ground, when it is turned on, the OR circuit 20 outputs the clock signal from the clock oscillation circuit 21 and inputs the clock signal to the AND circuits 22 and 23. AND circuit 2
The other inputs of 2 and 23 receive a pair of outputs from the pulse width control circuit 17, and the outputs of the AND circuits 22 and 23 output a signal whose clock is modulated within the pulse width from the pulse width control circuit 17. Become. When the modulation switch 18 is turned off, one of the OR circuits 20 becomes high level by the switch, so that the other clock signal becomes irrelevant,
When the output of the OR circuit 20 is at the high level, AND
Input to the circuits 22 and 23. Since the other input of the AND circuits 22 and 23 receives the signal from the pulse width control circuit 17, in this case, the modulation from the clock signal is not performed, and only the signal from the pulse width control circuit 17 is applied to the AND circuit. 22 and 23 are output.

【0033】起動・停止回路24の具体的構成について
は後述するが、この起動・停止回路24は、AC100
V又は200Vの商用交流電源を供給されるシーケンス
回路25により制御されるとともに、正電圧発生回路9
及び負電圧発生回路11における過電流を検出する過電
流検出回路26によっても制御される。そして、OR回
路22・23において変調されたパルス信号又は変調さ
れないパルス信号は、起動・停止回路24が停止状態に
なっていないときにスイッチングインバータ回路1へ入
力され、このスイッチングインバータ回路1内のスイッ
チング半導体素子を後述のようにスイッチングする。
The specific structure of the start / stop circuit 24 will be described later.
V or a 200 V commercial AC power supply, and is controlled by a sequence circuit 25.
The control is also performed by an overcurrent detection circuit 26 that detects an overcurrent in the negative voltage generation circuit 11. The pulse signals modulated or not modulated by the OR circuits 22 and 23 are input to the switching inverter circuit 1 when the start / stop circuit 24 is not in the stop state, and the switching in the switching inverter circuit 1 is performed. The semiconductor element is switched as described below.

【0034】一方、昇圧トランス2から電極3に印加さ
れる正負の高電圧の変化は、モニタ回路27で監視さ
れ、正負それぞれの電圧表示部28・29によって表示
される。
On the other hand, the change of the positive and negative high voltages applied to the electrode 3 from the step-up transformer 2 is monitored by the monitor circuit 27 and displayed by the positive and negative voltage display sections 28 and 29.

【0035】次に、スイッチングインバータ回路1、及
びその起動と停止を制御する起動・停止回路24の具体
例を図23に基づいて詳述する。スイッチングインバー
タ回路1は、図1に示した等価回路の具体例に相当し、
4個のスイッチング素子として第1、第2、第3、第4
の4個のFET(電界効果トランジスタ)30A・30
B・30C・30Dを用い、その第1と第2とを正側に
対応する第1組、第3と第4とを負側に対応する第2組
とし、各組がトーテンポール回路になる接続構成にして
ある。
Next, a specific example of the switching inverter circuit 1 and a start / stop circuit 24 for controlling the start and stop thereof will be described in detail with reference to FIG. The switching inverter circuit 1 corresponds to a specific example of the equivalent circuit shown in FIG.
First, second, third and fourth switching elements as four switching elements
FETs (field effect transistors) 30A and 30
B, 30C, 30D, the first and second being a first set corresponding to the positive side, and the third and fourth being a second set corresponding to the negative side, and each set being a totem-pole circuit. It has a configuration.

【0036】すなわち、各FET30A・30B・30
C・30Dにダイオード31A・31B・31C・31
Dをそれぞれ並列接続し、第1のFET30Aのソース
を正電圧発生回路9に接続する一方、第4のFET30
Dのソースを負電圧発生回路11に接続している。ま
た、第1のFET30Aのソースと第2のFET30B
のドレンと同FET30Bのソースと第3のFET30
Cのソースとを直列接続し、第3のFET31Cのドレ
ンをアースしている。そして、第1のFET30Aと第
2のFET30Bとの接続点に、負荷Rとして、図22
における電極3を昇圧トランス2を介して接続するよう
になっている。
That is, each of the FETs 30A, 30B, 30
Diodes 31A, 31B, 31C and 31 are connected to C and 30D
D are connected in parallel, and the source of the first FET 30A is connected to the positive voltage generation circuit 9 while the fourth FET 30A
The source of D is connected to the negative voltage generation circuit 11. The source of the first FET 30A and the second FET 30B
Drain, the source of the same FET 30B and the third FET 30
The source of C is connected in series, and the drain of the third FET 31C is grounded. Then, a load R is connected to a connection point between the first FET 30A and the second FET 30B as shown in FIG.
Are connected via the step-up transformer 2.

【0037】一方、起動・停止回路24は、最終的に正
負の高電圧パルス信号を出力するため、正負に対応した
2つの系統24a・24b(正側ドライブ回路と負側ド
ライブ回路)に分かれ、図22における変調部8の一対
のOR回路22・23から交互に出力されるパルス信号
を別々に処理する。その2系統の信号処理のタイミング
チャートを図24に示す。同図においてaからnの信号
パターンは、図22中のaからnの各部の出力を示して
いる。各系統は、入力されたパルス信号を第1段バッフ
ァ32でバッファリングしたパルス信号と、これをCR
遅延回路33で遅延させてから更に第2段バッファ34
にバッファリングした信号とを、ANDゲート回路35
とORゲート回路36とに入力することにより更に2つ
の経路に分岐させる。従って、その分岐した2つの経路
のパルス幅は異なり、ORゲート回路36からのパルス
幅の方がANDゲート回路35からのパルス幅よりも前
後両方に長くなる。そして、このように分岐した2つの
経路の出力は、論理が逆になっているそれぞれのNOT
回路37・38を介してそれぞれのホトカプラ39・4
0の発光ダイオードに加えられ、ホトカプラ39・40
がオンのときにスイッチングインバータ回路1へ入力さ
れる。
On the other hand, the start / stop circuit 24 is finally divided into two systems 24a and 24b (positive drive circuit and negative drive circuit) corresponding to positive and negative to output positive and negative high voltage pulse signals. The pulse signals alternately output from the pair of OR circuits 22 and 23 of the modulation unit 8 in FIG. 22 are separately processed. FIG. 24 shows a timing chart of the two systems of signal processing. In the figure, the signal patterns a to n indicate the outputs of the respective parts a to n in FIG. Each system includes a pulse signal obtained by buffering the input pulse signal in the first-stage buffer 32 and a CR signal.
After being delayed by the delay circuit 33, the second stage buffer 34
And the signal buffered in the AND gate circuit 35
And the OR gate circuit 36 to further branch into two paths. Therefore, the pulse widths of the two branched paths are different, and the pulse width from the OR gate circuit 36 is longer both before and after than the pulse width from the AND gate circuit 35. The outputs of the two paths thus branched are output from respective NOTs whose logics are inverted.
The respective photocouplers 39.4 via circuits 37 and 38
0, and the photocouplers 39 and 40
Is input to the switching inverter circuit 1 when is turned on.

【0038】従って、起動・停止回路24からは各系統
につき2経路、計4経路に分岐したパルス信号が出力さ
れることになる。そのうちの第1の系統の第1のパルス
信号(図22のf)は、スイッチングインバータ回路1
の第1のインバータ41Aを介して、第1組の第1のF
ET30Aのゲートに入力され、この第1のパルス信号
より長い第2のパルス信号(図22のg)は、第2のイ
ンバータ41Bを介して、第1組の第2のFET30B
のゲートに入力される。また、第2の系統の第3のパル
ス信号(図22のn)は、第3のインバータ41Cを介
して、第2組の第3のFET30Cのゲートに入力さ
れ、この第3のパルス信号より短い第4のパルス信号
(図22のm)は、第4のインバータ41Dを介して、
第2組の第4のFET30Dのゲートに入力される。
Accordingly, the start / stop circuit 24 outputs a pulse signal branched into four paths, two paths for each system. The first pulse signal (f in FIG. 22) of the first system is the switching inverter circuit 1
Through a first inverter 41A of the first set of the first F
A second pulse signal (g in FIG. 22) that is input to the gate of the ET 30A and is longer than the first pulse signal is passed through a second inverter 41B to a first set of second FETs 30B.
Input to the gate. Further, the third pulse signal (n in FIG. 22) of the second system is input to the gates of the second set of third FETs 30C via the third inverter 41C. The short fourth pulse signal (m in FIG. 22) is output via the fourth inverter 41D.
The signal is input to the gates of the second set of fourth FETs 30D.

【0039】第1組の第1のFET30Aと第2のFE
T30Bとにおいて、第2のFET31Bがオン、第1
のFET31Aがオフ状態になっているとき、それらの
ゲートにパルス信号が入力すると、入力したパルスが立
ち上がった瞬間に第2のFET31Bがオフ、第1のF
ET31Aがオンになる。このとき、正電圧発生部9か
らの正の電流が第1のFET30A及び負荷Rを通って
アースへ流れるので、立ち上がりの良い正の電圧が負荷
Rに印加される。次に、第1のFET30Aへの入力パ
ルス信号が立ち下がり、第2のFET30Bへの入力パ
ルス信号が立ち上がると、第1のFET30Aがオフ、
第2のFET30Bがオンとなり、負荷R側の正の残留
電荷分が、第2のFET30B及びこのときオンとなっ
ている第3のFET30Cを通ってアースへディスチャ
ージする。従って、入力パルス幅に比例した立ち上がり
及び立ち下がり特性の良い正のパルス電圧が負荷Rに加
わることになる。この場合、第2のFET30Bのゲー
トへ入力されるパルス信号(図22のg)は、第1のF
ET30Aのゲートに入力されるパルス信号(図22の
f)よりもパルス幅が前後両方に長いので、FET30
A・30Bのスイッチングを確実かつ高速に行うことが
でき、正のパルス電圧の立ち上がり及び立ち下がり特性
の良さがこのことでも保証される。
The first set of first FET 30A and second FE
At T30B, the second FET 31B is turned on, and the first FET 31B is turned on.
When a pulse signal is input to their gates while the FET 31A is off, the second FET 31B is turned off and the first F
ET31A turns on. At this time, a positive current from the positive voltage generator 9 flows to the ground through the first FET 30A and the load R, so that a positive voltage with a good rise is applied to the load R. Next, when the input pulse signal to the first FET 30A falls and the input pulse signal to the second FET 30B rises, the first FET 30A turns off,
The second FET 30B is turned on, and the positive residual charge on the load R side is discharged to the ground through the second FET 30B and the third FET 30C which is turned on at this time. Therefore, a positive pulse voltage having good rising and falling characteristics proportional to the input pulse width is applied to the load R. In this case, the pulse signal (g in FIG. 22) input to the gate of the second FET 30B is the first F
Since the pulse width is longer both before and after than the pulse signal (f in FIG. 22) input to the gate of the ET 30A,
The switching of A.30B can be performed reliably and at high speed, and the good rising and falling characteristics of the positive pulse voltage are also guaranteed.

【0040】また、第2組の第1のFET30Cと第4
のFET30Dとにおいて、第3のFET31Cがオ
ン、第4のFET31Dがオフ状態になっているとき、
それらのゲートにパルス信号が入力すると、入力したパ
ルスが立ち下がった瞬間に第3のFET31Cがオフ、
第4のFET31Dがオンになる。このとき、アースか
ら負荷R及び第2のFET30Bを通って負電圧発生回
路11に電流が流れるので、立ち上がりの良い負の電圧
が負荷Rに印加される。次に、第3のFET30Cへの
入力パルス信号が立ち上がり、第4のFET30Dへの
入力パルス信号が立ち下がると、第3のFET30Cが
オン、第4のFET30Dがオフとなり、負荷R側の負
の残留電荷分が、このときオンとなっている第2のFE
T30B及び第3のFET30Cを通ってアースへディ
スチャージする。従って、入力パルス幅に比例した立ち
上がり及び立ち下がり特性の良い負のパルス電圧が負荷
Rに加わることになる。この場合、第4のFET30D
のゲートへ入力されるパルス信号(図22のn)は、第
3のFET30Cのゲートに入力されるパルス信号(図
22のm)よりもパルス幅が前後両方に長いので、FE
T30C・30Dのスイッチングを確実かつ高速に行う
ことができ、負のパルス電圧の立ち上がり及び立ち下が
り特性の良さがこのことでも保証される。
The second set of the first FET 30C and the fourth
And when the third FET 31C is on and the fourth FET 31D is off,
When a pulse signal is input to those gates, the third FET 31C is turned off at the moment when the input pulse falls,
The fourth FET 31D turns on. At this time, a current flows from the ground to the negative voltage generating circuit 11 through the load R and the second FET 30B, so that a negative voltage with a good rise is applied to the load R. Next, when the input pulse signal to the third FET 30C rises and the input pulse signal to the fourth FET 30D falls, the third FET 30C is turned on, the fourth FET 30D is turned off, and the load R side negative The remaining charge is the second FE which is turned on at this time.
Discharge to ground through T30B and third FET 30C. Therefore, a negative pulse voltage having good rising and falling characteristics proportional to the input pulse width is applied to the load R. In this case, the fourth FET 30D
Since the pulse width of the pulse signal (n in FIG. 22) input to the gate of the third FET 30C is longer both before and after the pulse signal (m in FIG. 22) input to the gate of the third FET 30C,
The switching of T30C / 30D can be performed reliably and at high speed, and good rising and falling characteristics of the negative pulse voltage are also guaranteed.

【0041】これに対して、正負それぞれについて、図
25に示すようにFETをそれぞれ1個使用した場合に
は、そのゲートにパルス信号が入力するとFETがオン
となり、負荷Rに正又は負の電圧が出力されるが、パル
ス信号が無くなると、ディスチャージする回路がないた
め、負荷Rの両端の静電容量分の影響で立ち下がりの悪
いパルス電圧になってしまう。そのため、負荷Rの抵抗
値を非常に小さい値にしなければ立ち下がり特性を改善
できない。
On the other hand, when one FET is used for each of the positive and negative sides as shown in FIG. 25, when a pulse signal is input to the gate, the FET is turned on, and the positive or negative voltage is applied to the load R. Is output, but if the pulse signal is lost, there is no circuit for discharging, so that a pulse voltage having a poor fall is caused by the influence of the capacitance at both ends of the load R. Therefore, the falling characteristic cannot be improved unless the resistance value of the load R is set to a very small value.

【0042】また、正負それぞれについて2個のFET
を使用しても、図26に示すように、ハーフブリッジ回
路とした場合には、静電容量C1・C2・C3の影響で
立ち下がりが非常に悪いパルス電圧となってしまう。
Also, two FETs for each of the positive and negative
26, when a half-bridge circuit is used as shown in FIG. 26, a pulse voltage having a very low fall is caused by the influence of the capacitances C1, C2, and C3.

【0043】なお、上述した実施例では、第1、第2、
第3、第4のスイッチ素子SW1・SW2・SW3・S
W4の全てについて、動作安定の目的もあってダイオー
ドD1・D2・D3・D4をそれぞれ並列接続したが、
負荷Rのディスチャージをダイオードを介して行う場合
にのみ、ダイオードは実質的に必要であるので、それ以
外の場合にはダイオードは省略できる。また、スイッチ
ングインバータ回路1のスイッチング素子として、FE
Tを使用した例について説明したが、他の半導体スイッ
チング素子、例えばIGBT(絶縁ゲート型バイポーラ
トランジスタ)を使用しても同等の効果を期待でき、ま
た半導体に限らず真空管でもよい。更に、本発明は、除
電器用の電源に限らず、他の正負の高電圧を必要とする
機器、例えば正負のコロナ放電によってプラスチックフ
ィルム等の絶縁物を改質するコロナ放電処理装置等の電
源としても使用できる。
In the above-described embodiment, the first, second,
Third and fourth switch elements SW1, SW2, SW3, S
For all of W4, diodes D1, D2, D3, and D4 were connected in parallel for the purpose of stable operation.
The diode is substantially required only when the load R is discharged via the diode, and the diode can be omitted in other cases. Further, FE is used as a switching element of the switching inverter circuit 1.
Although an example using T has been described, the same effect can be expected even if another semiconductor switching element, for example, an IGBT (insulated gate bipolar transistor) is used, and a vacuum tube may be used instead of a semiconductor. Further, the present invention is not limited to a power supply for a static eliminator, but also a power supply for other devices requiring high positive and negative voltages, such as a corona discharge treatment device for modifying an insulator such as a plastic film by positive and negative corona discharge. Can also be used as

【0044】[0044]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば次の
ような効果がある。請求項1の電源によれば、正負それ
ぞれにつき、負荷の残留電荷分を積極的にディスチャー
ジできるため、パルス高電圧の立ち上がり・立ち下がり
特性を良好にできるとともに、動作の高速化が図れるの
で、例えば除電器用の電源として使用した場合には、イ
オン発生量の増加により除電効率を向上させることがで
きる。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained. According to the power supply of the first aspect, since the residual charge of the load can be positively discharged for each of the positive and negative sides, the rising and falling characteristics of the pulse high voltage can be improved, and the operation can be speeded up. When used as a power supply for a static eliminator, the static elimination efficiency can be improved by increasing the amount of generated ions.

【0045】請求項2の電源によれば、負荷に印加され
る正負のパルス高電圧の電圧値を正負それぞれ可変で
き、また請求項3によれば、そのパルス幅を可変できる
ので、除電器に使用した場合にはイオンバランス調整で
き、除電ムラを解消できる。
According to the power supply of the second aspect, the voltage value of the positive and negative pulse high voltage applied to the load can be varied positively and negatively, and according to the third aspect, the pulse width can be varied. When used, the ion balance can be adjusted, and uneven charge removal can be eliminated.

【0046】請求項4の電源によれば、負荷に印加され
る正負のパルス高電圧の周波数を可変できるので、除電
器に使用した場合には、処理対象物の移動速度に対する
除電ムラを解消することができる。
According to the power supply of the fourth aspect, since the frequency of the positive and negative pulse high voltages applied to the load can be varied, when used in a static eliminator, the static elimination unevenness with respect to the moving speed of the processing object is eliminated. be able to.

【0047】請求項5の電源によれば、スイッチング半
導体素子をオン・オフするパルス信号を変調させるの
で、除電器に使用した場合、イオン発生量を増加させて
除電効果を一層向上できる。
According to the power supply of the fifth aspect, the pulse signal for turning on / off the switching semiconductor element is modulated. Therefore, when used in a static eliminator, the amount of ions generated can be increased to further improve the static elimination effect.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施形態の等価回路図である。FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of an embodiment of the present invention.

【図2】同上において負荷に正電圧が印加される状態を
示す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a state in which a positive voltage is applied to a load in the above power supply.

【図3】図2の状態の後にディスチャージされる状態を
示す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a state in which discharge is performed after the state in FIG. 2;

【図4】図3の状態の後に負荷に負電圧が印加される状
態を示す回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a state where a negative voltage is applied to a load after the state of FIG. 3;

【図5】図4の状態の後にディスチャージされる状態を
示す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a state where discharge is performed after the state of FIG. 4;

【図6】図1から図5における4個のスイッチのオン・
オフ切り替えの関係図である。
FIG. 6 shows ON / OFF of four switches in FIGS. 1 to 5;
It is a relation diagram of OFF switching.

【図7】同じくタイミングチャートである。FIG. 7 is also a timing chart.

【図8】図1と同じ回路構成で上記とは別の動作例を示
す回路図である。
FIG. 8 is a circuit diagram showing another operation example different from the above with the same circuit configuration as that of FIG. 1;

【図9】同上において負荷に正電圧が印加される状態を
示す回路図である。
FIG. 9 is a circuit diagram showing a state in which a positive voltage is applied to a load in the above power supply;

【図10】図9の状態の後にディスチャージされる状態
を示す回路図である。
FIG. 10 is a circuit diagram showing a state where discharge is performed after the state of FIG. 9;

【図11】図10の状態の後に負荷に負電圧が印加され
る状態を示す回路図である。
11 is a circuit diagram showing a state where a negative voltage is applied to a load after the state of FIG. 10;

【図12】図11の状態の後にディスチャージされる状
態を示す回路図である。
FIG. 12 is a circuit diagram showing a state in which discharge is performed after the state in FIG. 11;

【図13】図6から図10における4個のスイッチのオ
ン・オフ切り替えの関係図である。
FIG. 13 is a relationship diagram of on / off switching of four switches in FIGS. 6 to 10;

【図14】同じくタイミングチャートである。FIG. 14 is also a timing chart.

【図15】図1と同じ回路構成で更に別の動作例を示す
回路図である。
FIG. 15 is a circuit diagram showing still another operation example with the same circuit configuration as in FIG. 1;

【図16】同上において負荷に正電圧が印加される状態
を示す回路図である。
FIG. 16 is a circuit diagram showing a state in which a positive voltage is applied to a load in the above power supply;

【図17】図16の状態の後にディスチャージされる状
態を示す回路図である。
FIG. 17 is a circuit diagram showing a state of being discharged after the state of FIG. 16;

【図18】図17の状態の後に負荷に負電圧が印加され
る状態を示す回路図である。
FIG. 18 is a circuit diagram showing a state where a negative voltage is applied to the load after the state of FIG. 17;

【図19】図18の状態の後にディスチャージされる状
態を示す回路図である。
FIG. 19 is a circuit diagram showing a state of being discharged after the state of FIG. 18;

【図20】図15から図19における4個のスイッチの
オン・オフ切り替えの関係図である。
FIG. 20 is a relationship diagram of on / off switching of four switches in FIGS. 15 to 19;

【図21】同じくタイミングチャートである。FIG. 21 is also a timing chart.

【図22】本発明による正負パルス式高電圧電源の全体
の概要構成例を示すブロック図である。
FIG. 22 is a block diagram showing a schematic configuration example of the entire positive / negative pulse type high voltage power supply according to the present invention.

【図23】図22中のスイッチングインバータ回路とそ
の起動・停止回路の一具体例の回路図である。
23 is a circuit diagram of a specific example of a switching inverter circuit and a start / stop circuit thereof in FIG.

【図24】同上の動作のタイミングチャートである。FIG. 24 is a timing chart of the above operation.

【図25】スイッチングインバータ回路における正側と
負側それぞれのFETを1個とした比較例の回路図であ
る。
FIG. 25 is a circuit diagram of a comparative example in which the switching inverter circuit has one FET on each of the positive side and the negative side.

【図26】スイッチングインバータ回路をハーフブリッ
ジ構成とした比較例の回路図である。
FIG. 26 is a circuit diagram of a comparative example in which the switching inverter circuit has a half-bridge configuration.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

SW1・SW2・SW3・SW4 スイッチ(スイッ
チング素子) D1・D2・D3・D4 ダイオード R 負荷 +E 正極性の直流電源(正電圧発生部) −E 負極性の直流電源(負電圧発生部) 1 スイッチングインバータ回路 2 昇圧トランス 3 電極 4 正電圧調整部 5 負電圧調整部 6 周波数調整部 7 パルス幅調整部 8 変調部 30A・30B・30C・30D FET 31A・31B・31C・31D ダイオード
SW1, SW2, SW3, SW4 Switch (switching element) D1, D2, D3, D4 Diode R Load + E Positive DC power supply (positive voltage generator) -E Negative DC power supply (negative voltage generator) 1 Switching inverter Circuit 2 Step-up transformer 3 Electrode 4 Positive voltage adjuster 5 Negative voltage adjuster 6 Frequency adjuster 7 Pulse width adjuster 8 Modulator 30A / 30B / 30C / 30D FET 31A / 31B / 31C / 31D Diode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−8175(JP,A) 特開 平9−163740(JP,A) 特開 昭63−107466(JP,A) 実開 昭59−72889(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 7/42 - 7/98 H02M 9/00 - 9/06 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-4-8175 (JP, A) JP-A-9-163740 (JP, A) JP-A-63-107466 (JP, A) 72889 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H02M 7 /42-7/98 H02M 9/00-9/06

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】正の直流電圧を発生する正電圧発生部と、
負の直流電圧を発生する負電圧発生部と、第1、第2、
第3及び第4の4個のスイッチング素子と、これらスイ
ッチング素子をパルス信号でオン・オフさせるドライブ
回路とを有し、前記正電圧発生部とアースとの間に、第
1のスイッチング素子と第2のスイッチング素子と第3
のスイッチング素子とを直列接続し、第1のスイッチン
グ素子と第2のスイッチング素子との接続点を負荷に接
続して、第1のスイッチング素子がオンになったとき前
記正電圧発生部の正電圧が負荷に印加され、また前記第
2のスイッチング素子と第3のスイッチング素子との接
続点と前記負電圧発生部との間に第4のスイッチング素
子を接続して、第2及び第4のスイッチング素子がオン
になったとき負電圧発生部の負電圧が負荷に印加される
ようにし、前記ドライブ回路は、前記第1のスイッチン
グ素子をオンにして負荷に正電圧が印加された後、負荷
にチャージされた正の電荷が、第2、第3のスイッチン
グ素子又はこれらに並列接続されたダイオードを介して
アースに至る回路によってアースにディスチャージさ
れ、次に、前記第2及び第4のスイッチング素子をオン
にして負荷に負電圧が印加された後、負荷にチャージさ
れた負の電荷が、アースから第3、第2のスイッチング
素子又はこれらに並列接続されたダイオードを介して負
荷に至る回路によってディスチャージされるように、4
個のスイッチング素子を所定の順序で周期的にオン・オ
フすることを特徴とする正負パルス式高電圧電源。
1. A positive voltage generator for generating a positive DC voltage;
A negative voltage generator for generating a negative DC voltage;
And a drive circuit for turning on and off the switching elements by a pulse signal. The first switching element and the fourth switching element are connected between the positive voltage generator and ground. The second switching element and the third
Are connected in series with each other, and a connection point between the first switching element and the second switching element is connected to a load. When the first switching element is turned on, the positive voltage of the positive voltage generation unit is turned on. Is applied to a load, and a fourth switching element is connected between the connection point between the second switching element and the third switching element and the negative voltage generating section, so that the second and fourth switching elements are connected. When the element is turned on, the negative voltage of the negative voltage generator is applied to the load, and the drive circuit turns on the first switching element and applies a positive voltage to the load. The charged positive charge is discharged to ground by a circuit that goes to ground via the second and third switching elements or diodes connected in parallel to the second and third switching elements. After the negative voltage is applied to the load by turning on the third switching element and the fourth switching element, the negative charge charged to the load is transferred from the ground via the third and second switching elements or the diodes connected in parallel to the third and second switching elements. 4 to be discharged by the circuit leading to the load
A positive / negative pulse type high voltage power supply characterized by periodically turning on / off a plurality of switching elements in a predetermined order.
【請求項2】第1、第2、第3、第4のスイッチング素
子にそれぞれダイオードを並列接続したことを特徴とす
る請求項1に記載の正負パルス式高電圧電源。
2. The positive / negative pulse type high voltage power supply according to claim 1, wherein diodes are connected in parallel to the first, second, third, and fourth switching elements, respectively.
【請求項3】正電圧発生部の電圧と負電圧発生部の電圧
をそれぞれ調整する電圧調整手段を備えたことを特徴と
する、請求項1又は2に記載の正負パルス式高電圧電
源。
3. The positive / negative pulse type high voltage power supply according to claim 1, further comprising voltage adjusting means for adjusting a voltage of the positive voltage generator and a voltage of the negative voltage generator, respectively.
【請求項4】スイッチング素子をオン・オフするパルス
信号の時間幅を調整するパルス幅調整手段を備えたこと
を特徴とする、請求項1、2又は3に記載の正負パルス
式高電圧電源。
4. The positive / negative pulse type high voltage power supply according to claim 1, further comprising a pulse width adjusting means for adjusting a time width of a pulse signal for turning on / off the switching element.
【請求項5】スイッチング素子をオン・オフするパルス
信号の周波数を調整する周波数調整手段を備えたことを
特徴とする、請求項1、2、3又は4に記載の正負パル
ス式高電圧電源。
5. The positive / negative pulse type high voltage power supply according to claim 1, further comprising frequency adjusting means for adjusting the frequency of a pulse signal for turning on / off the switching element.
【請求項6】スイッチング素子をオン・オフするパルス
信号に、それよりも時間幅が短いクロックパルスで変調
させる変調手段を備えたことを特徴とする、請求項1、
2、3、4又は5に記載の正負パルス式高電圧電源。
6. A pulse signal for turning on / off a switching element, comprising modulation means for modulating the pulse signal with a clock pulse having a shorter time width.
The positive / negative pulse type high voltage power supply according to 2, 3, 4 or 5.
【請求項7】負荷が放電電極である請求項1、2、3、
4、5又は6に記載の正負パルス式高電圧電源。
7. The method according to claim 1, wherein the load is a discharge electrode.
7. The positive / negative pulse type high voltage power supply according to 4, 5 or 6.
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