JP3333294B2 - 電源装置 - Google Patents
電源装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は主に放電反応装置用電源
装置に係り、特に放電空間内の被反応物及び反応生成物
のガス状態とそれによって変化する放電状態などによっ
て電極間の容量が変わっても常に最適な力率を維持する
ことのできる主に放電反応装置用電源装置に関する。特
にこの放電反応装置用電源はオゾン発生装置用として使
用されることが多い。
装置に係り、特に放電空間内の被反応物及び反応生成物
のガス状態とそれによって変化する放電状態などによっ
て電極間の容量が変わっても常に最適な力率を維持する
ことのできる主に放電反応装置用電源装置に関する。特
にこの放電反応装置用電源はオゾン発生装置用として使
用されることが多い。
【０００２】
【従来の技術】図２は、従来のオゾン発生用電源装置の
概略の回路図である。オゾン発生装置１は、電極間に酸
素を含むガスを通し、該電極間に高周波高電圧を印加し
て無声放電させることによりオゾンを発生させる電極の
等価回路である。このオゾン発生装置１は、容量Ｃと抵
抗Ｒとを並列に接続した等価回路として表せる。オゾン
発生装置１に高周波高電圧を印加する電源装置は、商用
電源から高周波を発生する周波数可変装置（インバー
タ）２と、その出力電圧を昇圧する変圧器３と、オゾン
発生装置１と並列に接続されたリアクトル５とからな
る。
概略の回路図である。オゾン発生装置１は、電極間に酸
素を含むガスを通し、該電極間に高周波高電圧を印加し
て無声放電させることによりオゾンを発生させる電極の
等価回路である。このオゾン発生装置１は、容量Ｃと抵
抗Ｒとを並列に接続した等価回路として表せる。オゾン
発生装置１に高周波高電圧を印加する電源装置は、商用
電源から高周波を発生する周波数可変装置（インバー
タ）２と、その出力電圧を昇圧する変圧器３と、オゾン
発生装置１と並列に接続されたリアクトル５とからな
る。
【０００３】オゾン発生装置１は、容量性の負荷である
ので、リアクトル５を並列に挿入することにより、並列
共振が起こり、力率が改善され周波数可変装置２の出力
電流Ｉ2 を低減することができる。特に、オゾン発生装
置１の容量Ｃと周波数可変装置２のスイッチング周波数
をｆとするとき、 Ｌ＝１／（２πｆ）2 Ｃ （１） リアクトル５のインダクタンスＬが（１）式の大きさの
とき、電流Ｉ2 は最小となる。即ち、リアクトル５のイ
ンダクタンスＬとオゾン発生装置１の容量Ｃとが並列共
振状態であるときに力率は１００％となり２次側電流Ｉ
2 は抵抗成分のみとなり最小となる。
ので、リアクトル５を並列に挿入することにより、並列
共振が起こり、力率が改善され周波数可変装置２の出力
電流Ｉ2 を低減することができる。特に、オゾン発生装
置１の容量Ｃと周波数可変装置２のスイッチング周波数
をｆとするとき、 Ｌ＝１／（２πｆ）2 Ｃ （１） リアクトル５のインダクタンスＬが（１）式の大きさの
とき、電流Ｉ2 は最小となる。即ち、リアクトル５のイ
ンダクタンスＬとオゾン発生装置１の容量Ｃとが並列共
振状態であるときに力率は１００％となり２次側電流Ｉ
2 は抵抗成分のみとなり最小となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、オゾン
発生装置１の製造のばらつきにより、オゾン発生装置１
の等価的な容量Ｃの値が変化する。この場合には、電源
装置のリアクトル５のインダクタンス値Ｌを調整して力
率を１００％とする必要があるが、リアクトルのインダ
クタンス値Ｌの調整を製造のばらつきに応じてそれぞれ
行うことは容易なものではない。又、オゾン発生装置を
通るガスの状態によっても、オゾン発生中にオゾン発生
装置の等価的な容量Ｃは変化する。容量Ｃが変化すると
共振状態が崩れ、周波数可変装置の出力電流Ｉ2 は力率
が劣化することにより、最初のリアクトルＬを調整した
ときよりも増加し、周波数可変装置の容量（ＶＡ）、リ
アクトルの容量（ＶＡ）をあらかじめ余裕をとって大き
くしておかなければならない。本発明は上記従来の事情
に鑑みて為されたもので、省エネルギ運転をオゾン発生
装置の状態に係わらず常に行うことのできるオゾン発生
用電源装置を供給することを目的とする。
発生装置１の製造のばらつきにより、オゾン発生装置１
の等価的な容量Ｃの値が変化する。この場合には、電源
装置のリアクトル５のインダクタンス値Ｌを調整して力
率を１００％とする必要があるが、リアクトルのインダ
クタンス値Ｌの調整を製造のばらつきに応じてそれぞれ
行うことは容易なものではない。又、オゾン発生装置を
通るガスの状態によっても、オゾン発生中にオゾン発生
装置の等価的な容量Ｃは変化する。容量Ｃが変化すると
共振状態が崩れ、周波数可変装置の出力電流Ｉ2 は力率
が劣化することにより、最初のリアクトルＬを調整した
ときよりも増加し、周波数可変装置の容量（ＶＡ）、リ
アクトルの容量（ＶＡ）をあらかじめ余裕をとって大き
くしておかなければならない。本発明は上記従来の事情
に鑑みて為されたもので、省エネルギ運転をオゾン発生
装置の状態に係わらず常に行うことのできるオゾン発生
用電源装置を供給することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の電源装置は、高
圧電極と接地電極の間に誘電体を介在させ、該誘電体と
前記高圧電極及び／又は前記接地電極の間に無声放電及
び／又は沿面放電を発生させ、該放電空間内で、該放電
空間内を通過又は該放電空間内に保有する物質を反応さ
せる放電反応装置の電源装置において、前記電極と並列
に配置されたリアクトルと、周波数可変装置と、前記電
極に流れる電流の検出手段と、前記リアクトルに流れる
電流の検出手段とを備え、前記電極に流れる電流と前記
リアクトルに流れる電流とに基づいて、前記周波数可変
装置の周波数を前記電極に流れる電流と前記リアクトル
に流れる電流との和が最小となるように調整可能とした
ことを特徴とする。
圧電極と接地電極の間に誘電体を介在させ、該誘電体と
前記高圧電極及び／又は前記接地電極の間に無声放電及
び／又は沿面放電を発生させ、該放電空間内で、該放電
空間内を通過又は該放電空間内に保有する物質を反応さ
せる放電反応装置の電源装置において、前記電極と並列
に配置されたリアクトルと、周波数可変装置と、前記電
極に流れる電流の検出手段と、前記リアクトルに流れる
電流の検出手段とを備え、前記電極に流れる電流と前記
リアクトルに流れる電流とに基づいて、前記周波数可変
装置の周波数を前記電極に流れる電流と前記リアクトル
に流れる電流との和が最小となるように調整可能とした
ことを特徴とする。
【０００６】
【作用】放電電極に流れる電流の検出手段と、リアクト
ルに流れる電流の検出手段とを備え、且つこれら検出手
段の信号に基づき周波数可変装置（インバータ）の周波
数を調整する制御手段とを備えていることから、オゾン
発生装置の等価的な容量Ｃが変化しても、周波数可変装
置の周波数を共振周波数となるように調整することによ
り、回路系を常に共振状態とすることができる。このた
め、周波数可変装置の出力電流Ｉ2 は力率が１００％と
なり、出力電流Ｉ2 は放電抵抗成分のみの最小となる。
このように、周波数を自動的に可変し、常に共振させる
ことによりリアクトルの調整は不要となり、省エネルギ
運転が可能となり、周波数可変装置の電力容量（Ｖ
Ａ）、リアクトルの電力容量（ＶＡ）、変圧器の電力容
量等を小さくすることができる。
ルに流れる電流の検出手段とを備え、且つこれら検出手
段の信号に基づき周波数可変装置（インバータ）の周波
数を調整する制御手段とを備えていることから、オゾン
発生装置の等価的な容量Ｃが変化しても、周波数可変装
置の周波数を共振周波数となるように調整することによ
り、回路系を常に共振状態とすることができる。このた
め、周波数可変装置の出力電流Ｉ2 は力率が１００％と
なり、出力電流Ｉ2 は放電抵抗成分のみの最小となる。
このように、周波数を自動的に可変し、常に共振させる
ことによりリアクトルの調整は不要となり、省エネルギ
運転が可能となり、周波数可変装置の電力容量（Ｖ
Ａ）、リアクトルの電力容量（ＶＡ）、変圧器の電力容
量等を小さくすることができる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の一実施例について添付図面を
参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施例のオ
ゾン発生用電源装置の回路図を示す。本実施例のオゾン
発生用電源装置は、商用電源の周波数を可変する周波数
可変装置２と、周波数可変装置の出力電圧を昇圧する変
圧器３と、オゾン発生装置１の容量性負荷Ｃを打ち消す
ためのリアクトル５とを備えていることは従来の技術の
電源装置と同様である。本実施例のオゾン発生用電源装
置は、上記従来の電源装置に加えオゾン発生装置１の放
電電極に流れる電流ＩC の検出手段６と、リアクトル５
に流れる電流ＩL の検出手段７と電圧Ｖの検出手段８と
を備えている。更に、電流検出手段６，７あるいは電圧
検出手段８の出力信号が入力され、周波数可変装置２の
周波数ｆを調整する制御手段９とを備えている。
参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施例のオ
ゾン発生用電源装置の回路図を示す。本実施例のオゾン
発生用電源装置は、商用電源の周波数を可変する周波数
可変装置２と、周波数可変装置の出力電圧を昇圧する変
圧器３と、オゾン発生装置１の容量性負荷Ｃを打ち消す
ためのリアクトル５とを備えていることは従来の技術の
電源装置と同様である。本実施例のオゾン発生用電源装
置は、上記従来の電源装置に加えオゾン発生装置１の放
電電極に流れる電流ＩC の検出手段６と、リアクトル５
に流れる電流ＩL の検出手段７と電圧Ｖの検出手段８と
を備えている。更に、電流検出手段６，７あるいは電圧
検出手段８の出力信号が入力され、周波数可変装置２の
周波数ｆを調整する制御手段９とを備えている。
【０００８】この制御手段９は、マイクロコンピュータ
等の電子回路からなる演算制御装置である。オゾン発生
装置１を流れる電流ＩC 及びリアクトル５を流れる電流
ＩLとを比較し、その位相差、振幅差に応じて周波数可
変装置２の出力周波数ｆを変化させるように構成されて
いる。即ち、電流ＩL と電流ＩC との逆相成分の振幅を
等しくするように周波数可変装置２の出力周波数ｆを調
整し、オゾン発生装置１の容量Ｃとリアクトル５のイン
ダクタンスＬとが常に並列共振する状態を形成する。
等の電子回路からなる演算制御装置である。オゾン発生
装置１を流れる電流ＩC 及びリアクトル５を流れる電流
ＩLとを比較し、その位相差、振幅差に応じて周波数可
変装置２の出力周波数ｆを変化させるように構成されて
いる。即ち、電流ＩL と電流ＩC との逆相成分の振幅を
等しくするように周波数可変装置２の出力周波数ｆを調
整し、オゾン発生装置１の容量Ｃとリアクトル５のイン
ダクタンスＬとが常に並列共振する状態を形成する。
【０００９】図５は、制御手段９の回路構成の一例を示
す。リアクトル５を流れる電流ＩL とオゾン発生装置１
に流れる電流ＩC をＣＴ６，７で検出して電圧に変換
し、加算器１１で加算する。そして、その半周期の平均
値演算回路１２をとりＡ／Ｄ変換する。そのデータを１
周期前のＡ／Ｄ変換値とコンパレータ１５で比較し、１
周期前の周波数の分周比を決めるカウンター１７のプリ
セット値に反映させ、分周比を変えることにより、ＩL
＋ ＩC を最小にするようにあるいはある値に保つよう
に周波数を可変できる。
す。リアクトル５を流れる電流ＩL とオゾン発生装置１
に流れる電流ＩC をＣＴ６，７で検出して電圧に変換
し、加算器１１で加算する。そして、その半周期の平均
値演算回路１２をとりＡ／Ｄ変換する。そのデータを１
周期前のＡ／Ｄ変換値とコンパレータ１５で比較し、１
周期前の周波数の分周比を決めるカウンター１７のプリ
セット値に反映させ、分周比を変えることにより、ＩL
＋ ＩC を最小にするようにあるいはある値に保つよう
に周波数を可変できる。
【００１０】このように構成されたオゾン発生用電源装
置は、図３に示すように、オゾン発生装置１を流れる電
流ＩC とリアクトル５を流れる電流ＩL の逆相成分が等
しくなり、力率１００％の放電抵抗Ｒの成分のみの電流
が流れることになる。
置は、図３に示すように、オゾン発生装置１を流れる電
流ＩC とリアクトル５を流れる電流ＩL の逆相成分が等
しくなり、力率１００％の放電抵抗Ｒの成分のみの電流
が流れることになる。
【００１１】例えば、オゾン発生装置の電極間を通る酸
素を含むガスのガス圧が減少した場合、放電状態が変化
し等価的なオゾン発生装置１の容量Ｃは大きくなる。ガ
ス圧が減少する前に、電流ＩL と電流ＩC とが図３に示
す共振状態であったものが、図４に示すように共振状態
から外れ、周波数可変装置２の出力電流ＩC ＋ＩL は増
加する。増加した電流ＩC は、電流検出手段６で検出さ
れ、制御装置９により電流ＩL の逆相分との差に応じて
周波数可変装置２の周波数ｆが変化し、電流ＩC を減少
させる。このようにして、図３に示す共振状態に戻すこ
とができる。従って、ガス圧の変化等によりオゾン発生
装置１の容量Ｃが変化しても常に共振状態を維持するこ
とができる。
素を含むガスのガス圧が減少した場合、放電状態が変化
し等価的なオゾン発生装置１の容量Ｃは大きくなる。ガ
ス圧が減少する前に、電流ＩL と電流ＩC とが図３に示
す共振状態であったものが、図４に示すように共振状態
から外れ、周波数可変装置２の出力電流ＩC ＋ＩL は増
加する。増加した電流ＩC は、電流検出手段６で検出さ
れ、制御装置９により電流ＩL の逆相分との差に応じて
周波数可変装置２の周波数ｆが変化し、電流ＩC を減少
させる。このようにして、図３に示す共振状態に戻すこ
とができる。従って、ガス圧の変化等によりオゾン発生
装置１の容量Ｃが変化しても常に共振状態を維持するこ
とができる。
【００１２】又、オゾン発生装置の製造時点では、製造
のばらつきによりオゾン発生装置の等価的な容量Ｃの値
にばらつきがある。このような場合に、オゾン発生装置
の等価的な容量Ｃに合わせてリアクトルのインダクタン
ス値Ｌを調整しなくても、上記周波数ｆの調整手段によ
り自動的に常に共振状態に調整される。
のばらつきによりオゾン発生装置の等価的な容量Ｃの値
にばらつきがある。このような場合に、オゾン発生装置
の等価的な容量Ｃに合わせてリアクトルのインダクタン
ス値Ｌを調整しなくても、上記周波数ｆの調整手段によ
り自動的に常に共振状態に調整される。
【００１３】尚、上記実施例においては、周波数可変装
置２の出力側に変圧器３を用いているが、変圧器を用い
ることなしに直接高電圧をオゾン発生装置に印加するよ
うにしてもよい。又、変圧器３のインダクタンス分をリ
アクトルのインダクタンス分として利用することもでき
る。このように本発明の趣旨を逸脱することなく種々の
変形実施例が可能である。
置２の出力側に変圧器３を用いているが、変圧器を用い
ることなしに直接高電圧をオゾン発生装置に印加するよ
うにしてもよい。又、変圧器３のインダクタンス分をリ
アクトルのインダクタンス分として利用することもでき
る。このように本発明の趣旨を逸脱することなく種々の
変形実施例が可能である。
【００１４】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明のオゾン
発生用電源装置によれば、常に負荷側を共振状態に保ち
力率１００％の負荷電流をオゾン発生装置に供給するこ
とができる。このため、商用電源、可変周波数装置、変
圧器等の機器を小型化し、効率的に使用することを可能
ならしめる。
発生用電源装置によれば、常に負荷側を共振状態に保ち
力率１００％の負荷電流をオゾン発生装置に供給するこ
とができる。このため、商用電源、可変周波数装置、変
圧器等の機器を小型化し、効率的に使用することを可能
ならしめる。
【図１】本発明の一実施例のオゾン発生用電源装置の回
路図。
路図。
【図２】従来のオゾン発生用電源装置の回路図。
【図３】共振状態における電流ＩL 及びＩC とが共振状
態であることを示す波形図。
態であることを示す波形図。
【図４】共振状態における電流ＩL 及びＩC とが共振状
態から外れた状態を示す波形図。
態から外れた状態を示す波形図。
【図５】制御手段の回路構成の一例を示す説明図。
１ オゾン発生装置 ２ 周波数可変装置 ３ 変圧器 ５ リアクトル ６，７ 電流検出手段 ９ 制御手段
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02M 7/48 C01B 13/11 G05F 1/02
Claims (4)
- 【請求項１】 高圧電極と接地電極の間に誘電体を介在
させ、該誘電体と前記高圧電極及び／又は前記接地電極
の間に無声放電及び／又は沿面放電を発生させ、該放電
空間内で、該放電空間内を通過又は該放電空間内に保有
する物質を反応させる放電反応装置の電源装置におい
て、前記電極と並列に配置されたリアクトルと、周波数
可変装置と、前記電極に流れる電流の検出手段と、前記
リアクトルに流れる電流の検出手段とを備え、前記電極
に流れる電流と前記リアクトルに流れる電流とに基づい
て、前記周波数可変装置の周波数を前記電極に流れる電
流と前記リアクトルに流れる電流との和が最小となるよ
うに調整可能としたことを特徴とする電源装置。 - 【請求項２】 前記周波数の調整は、前記電極に流れる
電流と前記リアクトルに流れる電流とを加算し、そのデ
ータを一周期前のデータと比較し、周波数を増加または
減少することで前記電極に流れる電流と前記リアクトル
に流れる電流との和を最小にするようにしたことを特徴
とする請求項１記載の電源装置。 - 【請求項３】 前記誘電体は酸素を含むガスであること
を特徴とする請求項１記載の電源装置。 - 【請求項４】 前記放電反応装置は、オゾン発生装置で
あることを特徴とする請求項１記載の電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34624793A JP3333294B2 (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34624793A JP3333294B2 (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07177749A JPH07177749A (ja) | 1995-07-14 |
| JP3333294B2 true JP3333294B2 (ja) | 2002-10-15 |
Family
ID=18382117
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34624793A Expired - Fee Related JP3333294B2 (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3333294B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5965034A (en) * | 1995-12-04 | 1999-10-12 | Mc Electronics Co., Ltd. | High frequency plasma process wherein the plasma is executed by an inductive structure in which the phase and anti-phase portion of the capacitive currents between the inductive structure and the plasma are balanced |
| US7312584B2 (en) | 2004-03-29 | 2007-12-25 | Mitsubishi Electric Corporation | Plasma-generation power-supply device |
| JP4908286B2 (ja) * | 2007-03-29 | 2012-04-04 | 株式会社西部技研 | ガス処理装置 |
| JP2019193433A (ja) * | 2018-04-25 | 2019-10-31 | 清 金川 | 超高圧電源装置 |
-
1993
- 1993-12-22 JP JP34624793A patent/JP3333294B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07177749A (ja) | 1995-07-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |