JP3530367B2 - 一電源方式パルス荷電装置 - Google Patents
一電源方式パルス荷電装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気集じん装置等
に用いられる一電源方式パルス荷電装置に関する。
に用いられる一電源方式パルス荷電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、パルス電圧とベースとなる電圧を
１つの電源で供給する一電源方式のパルス荷電装置は、
図７に示すように構成されている。同図において、１は
直流高電圧発生装置で、その出力電圧は充電コンデンサ
２に蓄えられた後、スイッチング素子であるロータリス
パークギャップ３を介して電気集じん装置４に供給され
る。
１つの電源で供給する一電源方式のパルス荷電装置は、
図７に示すように構成されている。同図において、１は
直流高電圧発生装置で、その出力電圧は充電コンデンサ
２に蓄えられた後、スイッチング素子であるロータリス
パークギャップ３を介して電気集じん装置４に供給され
る。
【０００３】上記のように従来の一電源方式のパルス荷
電装置では、スイッチング素子としてロータリスパーク
ギャップ３を用いている。しかしながら、ロータリスパ
ークギャップ方式の場合、例えば超高抵抗ダストのよう
にできるだけパルス頻度を下げた方が性能が良くなるよ
うな場合には、その回転数を下げて運転する必要があ
る。この場合、スイッチがオフした後も、負荷側がコロ
ナ抵抗により電位が下がり、ギャップ間に再び電位差が
生じ、その結果、再びスイッチがオンとなり、所定のパ
ルス頻度が確保できなくなるという、すなわち、制御性
が悪いという欠点があった。
電装置では、スイッチング素子としてロータリスパーク
ギャップ３を用いている。しかしながら、ロータリスパ
ークギャップ方式の場合、例えば超高抵抗ダストのよう
にできるだけパルス頻度を下げた方が性能が良くなるよ
うな場合には、その回転数を下げて運転する必要があ
る。この場合、スイッチがオフした後も、負荷側がコロ
ナ抵抗により電位が下がり、ギャップ間に再び電位差が
生じ、その結果、再びスイッチがオンとなり、所定のパ
ルス頻度が確保できなくなるという、すなわち、制御性
が悪いという欠点があった。
【０００４】図８は正規のスイッチング時の電圧波形、
図９はパルス頻度を少なくした時の電圧波形を示したも
のである。図９における波形ａは、スイッチング周期を
長くしてパルス頻度を下げた場合に、上記したようにス
イッチをオフした後に不要なスイッチングが行なわれる
ことを示している。
図９はパルス頻度を少なくした時の電圧波形を示したも
のである。図９における波形ａは、スイッチング周期を
長くしてパルス頻度を下げた場合に、上記したようにス
イッチをオフした後に不要なスイッチングが行なわれる
ことを示している。
【０００５】一方、上記ロータリスパークギャップ３の
ような機械式のスイッチング素子以外にも、サイリスタ
等の電子式のスイッチング素子があるが、何れも素子単
体として高電圧に耐えられるものがなく、このため複数
の素子を直列に接続して使用することになる。しかし、
このように電子式のスイッチング素子を複数直列に接続
して使用する場合、各素子を均一に作動させるための手
段が必要となり、装置が複雑で、かつ、コスト的に非常
に高価になるという問題がある。
ような機械式のスイッチング素子以外にも、サイリスタ
等の電子式のスイッチング素子があるが、何れも素子単
体として高電圧に耐えられるものがなく、このため複数
の素子を直列に接続して使用することになる。しかし、
このように電子式のスイッチング素子を複数直列に接続
して使用する場合、各素子を均一に作動させるための手
段が必要となり、装置が複雑で、かつ、コスト的に非常
に高価になるという問題がある。
【０００６】また、サイラトロン等の電子管は、高電圧
に耐え、かつコスト的にも安価であるが、それを用いた
高電圧のスイッチング装置は、制御信号によりスイッチ
をオンすることはできるが、強制的にオフすることがで
きないので、立上りは急峻でもパルス状の電圧を電気集
じん装置に都合良く印加することができなかった。
に耐え、かつコスト的にも安価であるが、それを用いた
高電圧のスイッチング装置は、制御信号によりスイッチ
をオンすることはできるが、強制的にオフすることがで
きないので、立上りは急峻でもパルス状の電圧を電気集
じん装置に都合良く印加することができなかった。
【０００７】サイラトロンのような電子管は、高電圧を
直接スイッチングする素子としては安価で信頼性が高
く、高い繰り返し頻度に対しても使用可能であるが、強
制的にオフすることができないので、電気集じん装置の
ようにパルス状の高電圧を必要とする装置に対し、その
まま用いた場合、なかなか導通が切れず、コンデンサと
電気集じん装置との間に生じる共振が継続するという問
題があった。そこで、電気集じん装置のパルス電源のス
イッチング素子としてサイラトロン等の電子管を用いる
ためには、スイッチを強制的にかつ短い時間でオフする
ための機構が必要であった。更に、サイラトロン自身に
は、逆方向の電流が流れると、寿命が短くなるという問
題がある。
直接スイッチングする素子としては安価で信頼性が高
く、高い繰り返し頻度に対しても使用可能であるが、強
制的にオフすることができないので、電気集じん装置の
ようにパルス状の高電圧を必要とする装置に対し、その
まま用いた場合、なかなか導通が切れず、コンデンサと
電気集じん装置との間に生じる共振が継続するという問
題があった。そこで、電気集じん装置のパルス電源のス
イッチング素子としてサイラトロン等の電子管を用いる
ためには、スイッチを強制的にかつ短い時間でオフする
ための機構が必要であった。更に、サイラトロン自身に
は、逆方向の電流が流れると、寿命が短くなるという問
題がある。
【０００８】このような問題を解決するため、本出願人
は、特願平９−７８１号にて図４ないし図６に示す一電
源方式パルス荷電装置を出願した。図４は一電源方式パ
ルス電源の回路方式の第１実施形態を示す回路構成図で
ある。
は、特願平９−７８１号にて図４ないし図６に示す一電
源方式パルス荷電装置を出願した。図４は一電源方式パ
ルス電源の回路方式の第１実施形態を示す回路構成図で
ある。
【０００９】この一電源方式パルス電源は、直流高電圧
発生装置１と、この直流高電圧発生装置１から出力され
る直流高電圧により充電される充電コンデンサ２と、こ
の充電コンデンサ２に蓄えられた電荷をスイッチング
し、パルス状高電圧を発生して電気集じん装置４に供給
する直列接続の電子管５及び固定ギャップ６からなるス
イッチング手段と、上記電子管５の動作を制御する手段
である制御ユニット７から構成される。
発生装置１と、この直流高電圧発生装置１から出力され
る直流高電圧により充電される充電コンデンサ２と、こ
の充電コンデンサ２に蓄えられた電荷をスイッチング
し、パルス状高電圧を発生して電気集じん装置４に供給
する直列接続の電子管５及び固定ギャップ６からなるス
イッチング手段と、上記電子管５の動作を制御する手段
である制御ユニット７から構成される。
【００１０】上記の構成において、直流高電圧発生装置
１から出力される直流高電圧は、充電コンデンサ２に蓄
えられる。このとき制御ユニット７からの制御指令によ
って電子管５をオンさせることにより、充電コンデンサ
２に蓄えられた電荷は電子管５を介して電気集じん装置
４に向かって流れようとする。
１から出力される直流高電圧は、充電コンデンサ２に蓄
えられる。このとき制御ユニット７からの制御指令によ
って電子管５をオンさせることにより、充電コンデンサ
２に蓄えられた電荷は電子管５を介して電気集じん装置
４に向かって流れようとする。
【００１１】この際、途中に設けられている固定ギャッ
プ６に高電圧が印加され、固定ギャップ６が短絡してス
イッチオンの状態となり、充電コンデンサ２と電気集じ
ん装置４と、その間の機器で構成される回路でＬＣ共振
を生じ、その結果、電気集じん装置４には振動を伴う高
周波のパルス状の高電圧が印加される。
プ６に高電圧が印加され、固定ギャップ６が短絡してス
イッチオンの状態となり、充電コンデンサ２と電気集じ
ん装置４と、その間の機器で構成される回路でＬＣ共振
を生じ、その結果、電気集じん装置４には振動を伴う高
周波のパルス状の高電圧が印加される。
【００１２】また、上記のように固定ギャップ６を設け
ることにより、この固定ギャップ６が抵抗として働き、
上記のＬＣ共振を素早く減衰させ、その結果、充電コン
デンサ２と電気集じん装置４が同電位となる。このよう
に電位差が同電位、あるいは絶縁破壊電圧以下となった
ところで、固定ギャップ６の絶縁が回復し、自動的に当
該部の回路はオフの状態となる。この結果、電子管５も
自動的にオフとなり、次の信号を待つ状態となる。
ることにより、この固定ギャップ６が抵抗として働き、
上記のＬＣ共振を素早く減衰させ、その結果、充電コン
デンサ２と電気集じん装置４が同電位となる。このよう
に電位差が同電位、あるいは絶縁破壊電圧以下となった
ところで、固定ギャップ６の絶縁が回復し、自動的に当
該部の回路はオフの状態となる。この結果、電子管５も
自動的にオフとなり、次の信号を待つ状態となる。
【００１３】以上の繰り返しにより、制御ユニット７か
らのオン信号により、オフ動作のための制御を行なうこ
となく、電気集じん装置４へパルス状の高電圧を確実に
印加することができる。
らのオン信号により、オフ動作のための制御を行なうこ
となく、電気集じん装置４へパルス状の高電圧を確実に
印加することができる。
【００１４】なお、制御ユニット７は、電気集じん装置
４の荷電状態によってスイッチングのサイクル及び休止
時間の設定等を必要に応じて直流高電圧発生装置１の制
御ユニット（図示せず）と協調して行なうことができる
ものである。
４の荷電状態によってスイッチングのサイクル及び休止
時間の設定等を必要に応じて直流高電圧発生装置１の制
御ユニット（図示せず）と協調して行なうことができる
ものである。
【００１５】図５は、上記一電源方式パルス電源の回路
方式の第２実施形態を示す回路構成図である。この第２
実施形態に係る一電源方式パルス電源は、電子管５と固
定ギャップ６との間に、充電コンデンサ２から電気集じ
ん装置４に対してダイオード１１を順方向（この例で
は、負の荷電状態を想定しているので、符号は逆方向と
している）に設けると共に、当該ダイオード１１と電子
管５の組み合わせ箇所に対して、ダイオード１２による
バイパス回路を設けたものである。この場合、ダイオー
ド１２の向き（極性）は、ダイオード１１とは逆方向に
設けている。
方式の第２実施形態を示す回路構成図である。この第２
実施形態に係る一電源方式パルス電源は、電子管５と固
定ギャップ６との間に、充電コンデンサ２から電気集じ
ん装置４に対してダイオード１１を順方向（この例で
は、負の荷電状態を想定しているので、符号は逆方向と
している）に設けると共に、当該ダイオード１１と電子
管５の組み合わせ箇所に対して、ダイオード１２による
バイパス回路を設けたものである。この場合、ダイオー
ド１２の向き（極性）は、ダイオード１１とは逆方向に
設けている。
【００１６】この第２実施形態では、回路の共振によっ
て生じる振動電流のうち、逆方向電流が電子管５に流れ
ないように考慮し、電子管５の長寿命化を図ったもので
ある。なお、この際、ダイオード等の素子の特性を考慮
し、必要なインダクタンス等を組み込むことができる。
て生じる振動電流のうち、逆方向電流が電子管５に流れ
ないように考慮し、電子管５の長寿命化を図ったもので
ある。なお、この際、ダイオード等の素子の特性を考慮
し、必要なインダクタンス等を組み込むことができる。
【００１７】図６は、上記一電源方式パルス電源の回路
方式の第２実施形態を示す回路構成図である。この第３
実施形態に係る一電源方式パルス電源では、サイラトロ
ン等の順特性を有する電子管５ａをコンデンサ２から電
気集じん装置４へ電流の流れる順方向へ配し、固定ギャ
ップ６との間に磁気アシスト回路２１ａを設け、かつ、
上記電子管５ａと磁気アシスト回路２１ａの直列回路に
対し、逆極性方向にもう１組の電子管５ｂと磁気アシス
ト回路２１ｂの直列回路を並列に配している。上記磁気
アシスト回路２１ａ，２１ｂには、バイアス回路３１
ａ，３１ｂにより所定のバイアスを与え、磁気アシスト
回路２１ａ，２１ｂの飽和の方向を常に一定に保つよう
にしている。そして、上記電子管５ａ，５ｂのオン動作
は、制御ユニット７により制御する。
方式の第２実施形態を示す回路構成図である。この第３
実施形態に係る一電源方式パルス電源では、サイラトロ
ン等の順特性を有する電子管５ａをコンデンサ２から電
気集じん装置４へ電流の流れる順方向へ配し、固定ギャ
ップ６との間に磁気アシスト回路２１ａを設け、かつ、
上記電子管５ａと磁気アシスト回路２１ａの直列回路に
対し、逆極性方向にもう１組の電子管５ｂと磁気アシス
ト回路２１ｂの直列回路を並列に配している。上記磁気
アシスト回路２１ａ，２１ｂには、バイアス回路３１
ａ，３１ｂにより所定のバイアスを与え、磁気アシスト
回路２１ａ，２１ｂの飽和の方向を常に一定に保つよう
にしている。そして、上記電子管５ａ，５ｂのオン動作
は、制御ユニット７により制御する。
【００１８】この第３実施形態も、第２実施形態と同様
に回路の共振時には、電子管５ａ，５ｂに順方向電流の
みが流れるようにし、逆方向の電流が流れることを防ぐ
ことによって、電子管５ａ，５ｂの長寿命化を図ったも
のである。
に回路の共振時には、電子管５ａ，５ｂに順方向電流の
みが流れるようにし、逆方向の電流が流れることを防ぐ
ことによって、電子管５ａ，５ｂの長寿命化を図ったも
のである。
【００１９】上記磁気アシスト回路２１ａ，２１ｂの役
割は、電子管５ａ，５ｂの特性において、逆方向の電流
が流れようとする時に、一定時間電流が流れるのを阻止
する働きを持つものである。すなわち、一方の電子管、
例えば電子管５ａに逆方向電流が流れようとする時に、
磁気アシスト回路２１ａにより一定時間電流が流れるの
を阻止し、その間に逆方向に配した電子管５ｂで順方向
電流を流すようにしている。回路に高周波の電流が流れ
る時には、その阻止時間は短くて良いので、磁気アシス
ト回路２１ａ，２１ｂはコンパクトな設計が可能であ
る。
割は、電子管５ａ，５ｂの特性において、逆方向の電流
が流れようとする時に、一定時間電流が流れるのを阻止
する働きを持つものである。すなわち、一方の電子管、
例えば電子管５ａに逆方向電流が流れようとする時に、
磁気アシスト回路２１ａにより一定時間電流が流れるの
を阻止し、その間に逆方向に配した電子管５ｂで順方向
電流を流すようにしている。回路に高周波の電流が流れ
る時には、その阻止時間は短くて良いので、磁気アシス
ト回路２１ａ，２１ｂはコンパクトな設計が可能であ
る。
【００２０】また、パルス状電圧出力時に、磁気アシス
ト回路２１ａ，２１ｂが意図しない方向に飽和している
場合、順方向の電流を阻止し、パルス幅が増加する。こ
れを防ぐために、バイアス回路３１ａ，３１ｂを設ける
ことで、磁気アシスト回路２１ａ，２１ｂの飽和の方向
を常に一定に保つことが可能であり、前記パルス幅の増
加を防ぐことができる。
ト回路２１ａ，２１ｂが意図しない方向に飽和している
場合、順方向の電流を阻止し、パルス幅が増加する。こ
れを防ぐために、バイアス回路３１ａ，３１ｂを設ける
ことで、磁気アシスト回路２１ａ，２１ｂの飽和の方向
を常に一定に保つことが可能であり、前記パルス幅の増
加を防ぐことができる。
【００２１】また、電子管５ａ，５ｂの動作を制御する
制御ユニット７は、各電子管５ａ，５ｂに対してそれぞ
れ別個に設けても良いが、図６に示したように１つにま
とめることによってコンパクトにでき、かつ、制御動作
を効率的に行なうことができる。
制御ユニット７は、各電子管５ａ，５ｂに対してそれぞ
れ別個に設けても良いが、図６に示したように１つにま
とめることによってコンパクトにでき、かつ、制御動作
を効率的に行なうことができる。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】上記図４ないし図６に
示した一電源方式パルス電源では、電子管５（５ａ，５
ｂを含む）がオフ状態においては、充電コンデンサ２に
充電されている電圧と、電気集じん装置４に残存する電
圧との差分は、電子管５（５ａ，５ｂを含む）と固定ギ
ャップ６で分圧される。固定ギャップ６の抵抗値は電子
管５（５ａ，５ｂを含む）の抵抗値より大きいことが多
く、固定ギャップ６の間隔が小さいと、その間の絶縁耐
圧が低くなり、前述の電圧が固定ギャップ６に集中し、
損傷する可能性がある。また、ギャップ間隔を広げる
と、制御ユニット７からの信号があり、かつ電子管５
（５ａ，５ｂを含む）がオンしても固定ギャップ６間で
放電が発生せず、満足しない可能性がある。また、固定
ギャップ６の間隔が広い状態で放電が発生すると、固定
ギャップ６の消耗が激しく、寿命が短くなる。
示した一電源方式パルス電源では、電子管５（５ａ，５
ｂを含む）がオフ状態においては、充電コンデンサ２に
充電されている電圧と、電気集じん装置４に残存する電
圧との差分は、電子管５（５ａ，５ｂを含む）と固定ギ
ャップ６で分圧される。固定ギャップ６の抵抗値は電子
管５（５ａ，５ｂを含む）の抵抗値より大きいことが多
く、固定ギャップ６の間隔が小さいと、その間の絶縁耐
圧が低くなり、前述の電圧が固定ギャップ６に集中し、
損傷する可能性がある。また、ギャップ間隔を広げる
と、制御ユニット７からの信号があり、かつ電子管５
（５ａ，５ｂを含む）がオンしても固定ギャップ６間で
放電が発生せず、満足しない可能性がある。また、固定
ギャップ６の間隔が広い状態で放電が発生すると、固定
ギャップ６の消耗が激しく、寿命が短くなる。
【００２３】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたもので、固定ギャップに集中する電圧を軽減し、オ
ン時にはスイッチの制御性能を向上させ、オフ時には固
定ギャップの性能を損なわぬように動作させてスイッチ
の信頼性を向上することができる一電源方式のパルス荷
電装置を提供することを目的とする。
れたもので、固定ギャップに集中する電圧を軽減し、オ
ン時にはスイッチの制御性能を向上させ、オフ時には固
定ギャップの性能を損なわぬように動作させてスイッチ
の信頼性を向上することができる一電源方式のパルス荷
電装置を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、直流高電
圧発生装置と、この直流高電圧発生装置ら出力される直
流高電圧により充電される充電コンデンサと、この充電
コンデンサに蓄えられた電荷をスイッチングし、パルス
状高電圧を発生して負荷に供給する直列接続の並列抵抗
を伴った電子管及び並列抵抗を伴った固定ギャップから
なるスイッチング手段と、上記電子管の動作を制御する
制御手段とを具備したことを特徴とする。
圧発生装置と、この直流高電圧発生装置ら出力される直
流高電圧により充電される充電コンデンサと、この充電
コンデンサに蓄えられた電荷をスイッチングし、パルス
状高電圧を発生して負荷に供給する直列接続の並列抵抗
を伴った電子管及び並列抵抗を伴った固定ギャップから
なるスイッチング手段と、上記電子管の動作を制御する
制御手段とを具備したことを特徴とする。
【００２５】第２の発明は、直流高電圧発生装置と、こ
の直流高電圧発生装置ら出力される直流高電圧により充
電される充電コンデンサと、この充電コンデンサに蓄え
られた電荷をスイッチングし、パルス状高電圧を発生し
て負荷に供給する直列接続の並列抵抗を伴った電子管及
び並列抵抗を伴った固定ギャップからなるスイッチング
手段と、上記電子管の動作を制御する制御手段と、上記
スイッチング手段の電子管と直列に負荷側へ電流が流れ
るように接続される第１のダイオードと、上記電子管と
ダイオードの組み合わせと並列に逆方向電流が流れるよ
うに並列接続される第２のダイオードとを具備したこと
を特徴とする。
の直流高電圧発生装置ら出力される直流高電圧により充
電される充電コンデンサと、この充電コンデンサに蓄え
られた電荷をスイッチングし、パルス状高電圧を発生し
て負荷に供給する直列接続の並列抵抗を伴った電子管及
び並列抵抗を伴った固定ギャップからなるスイッチング
手段と、上記電子管の動作を制御する制御手段と、上記
スイッチング手段の電子管と直列に負荷側へ電流が流れ
るように接続される第１のダイオードと、上記電子管と
ダイオードの組み合わせと並列に逆方向電流が流れるよ
うに並列接続される第２のダイオードとを具備したこと
を特徴とする。
【００２６】第３の発明は、直流高電圧発生装置と、こ
の直流高電圧発生装置から出力される直流高電圧により
充電される充電コンデンサと、この充電コンデンサに蓄
えられた電荷をスイッチングし、パルス状高電圧を発生
して負荷に供給する直列接続の並列抵抗を伴った第１の
電子管及び並列抵抗を伴った固定ギャップからなるスイ
ッチング手段と、このスイッチング手段の第１の電子管
と直列に設けられ、該電子管の逆方向電流にのみ時間遅
れ要素として機能する第１の磁気アシスト回路と、前記
第１の電子管及び第１の磁気アシスト回路の直列回路に
対して並列に、かつ、逆極性方向に設けられる並列抵抗
を伴った第２の電子管及び第２の磁気アシスト回路から
なる直列回路とを具備したことを特徴とする。
の直流高電圧発生装置から出力される直流高電圧により
充電される充電コンデンサと、この充電コンデンサに蓄
えられた電荷をスイッチングし、パルス状高電圧を発生
して負荷に供給する直列接続の並列抵抗を伴った第１の
電子管及び並列抵抗を伴った固定ギャップからなるスイ
ッチング手段と、このスイッチング手段の第１の電子管
と直列に設けられ、該電子管の逆方向電流にのみ時間遅
れ要素として機能する第１の磁気アシスト回路と、前記
第１の電子管及び第１の磁気アシスト回路の直列回路に
対して並列に、かつ、逆極性方向に設けられる並列抵抗
を伴った第２の電子管及び第２の磁気アシスト回路から
なる直列回路とを具備したことを特徴とする。
【００２７】第４の発明は、直流高電圧発生装置と、こ
の直流高電圧発生装置から出力される直流高電圧により
充電される充電コンデンサと、この充電コンデンサに蓄
えられた電荷をスイッチングし、パルス状高電圧を発生
して負荷に供給する直列接続の並列抵抗を伴った第１の
電子管及び並列抵抗を伴った固定ギャップからなるスイ
ッチング手段と、前記第１の電子管と直列に設けられ、
該電子管の逆方向電流にのみ時間遅れ要素として機能す
る第１の磁気アシスト回路と、前記第１の電子管及び第
１の磁気アシスト回路の直列回路に対して並列に、か
つ、逆極性方向に設けられる並列抵抗を伴った第２の電
子管及び第２の磁気アシスト回路からなる直列回路と、
前記第１の電子管及び第２の電子管を制御する制御ユニ
ットとを具備したことを特徴とする。
の直流高電圧発生装置から出力される直流高電圧により
充電される充電コンデンサと、この充電コンデンサに蓄
えられた電荷をスイッチングし、パルス状高電圧を発生
して負荷に供給する直列接続の並列抵抗を伴った第１の
電子管及び並列抵抗を伴った固定ギャップからなるスイ
ッチング手段と、前記第１の電子管と直列に設けられ、
該電子管の逆方向電流にのみ時間遅れ要素として機能す
る第１の磁気アシスト回路と、前記第１の電子管及び第
１の磁気アシスト回路の直列回路に対して並列に、か
つ、逆極性方向に設けられる並列抵抗を伴った第２の電
子管及び第２の磁気アシスト回路からなる直列回路と、
前記第１の電子管及び第２の電子管を制御する制御ユニ
ットとを具備したことを特徴とする。
【００２８】第５の発明は、直流高電圧発生装置と、こ
の直流高電圧発生装置から出力される直流高電圧により
充電される充電コンデンサと、この充電コンデンサに蓄
えられた電荷をスイッチングし、パルス状高電圧を発生
して負荷に供給する直列接続の並列抵抗を伴った第１の
電子管及び並列抵抗を伴った固定ギャップからなるスイ
ッチング手段と、前記第１の電子管と直列に設けられ、
該電子管の逆方向電流にのみ時間遅れ要素として機能す
る第１の磁気アシスト回路と、前記磁気アシスト回路が
遅れ要素として機能するよう飽和させる第１のバイアス
回路と、前記第１の電子管及び第１のバイアス回路が付
加された第１の磁気アシスト回路の直列回路に対して並
列に、かつ、逆極性方向に設けられる並列抵抗を伴った
第２の電子管及び第２のバイアス回路を付加した第２の
磁気アシスト回路からなる直列回路と、前記第１の電子
管及び第２の電子管を制御する制御ユニットとを具備し
たことを特徴とする。
の直流高電圧発生装置から出力される直流高電圧により
充電される充電コンデンサと、この充電コンデンサに蓄
えられた電荷をスイッチングし、パルス状高電圧を発生
して負荷に供給する直列接続の並列抵抗を伴った第１の
電子管及び並列抵抗を伴った固定ギャップからなるスイ
ッチング手段と、前記第１の電子管と直列に設けられ、
該電子管の逆方向電流にのみ時間遅れ要素として機能す
る第１の磁気アシスト回路と、前記磁気アシスト回路が
遅れ要素として機能するよう飽和させる第１のバイアス
回路と、前記第１の電子管及び第１のバイアス回路が付
加された第１の磁気アシスト回路の直列回路に対して並
列に、かつ、逆極性方向に設けられる並列抵抗を伴った
第２の電子管及び第２のバイアス回路を付加した第２の
磁気アシスト回路からなる直列回路と、前記第１の電子
管及び第２の電子管を制御する制御ユニットとを具備し
たことを特徴とする。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。 （第１実施形態）図１は本発明の第１実施形態に係る一
電源方式パルス荷電装置の構成図である。
施形態を説明する。 （第１実施形態）図１は本発明の第１実施形態に係る一
電源方式パルス荷電装置の構成図である。
【００３０】本発明に係る一電源方式パルス荷電装置
は、直流高電圧発生装置１と、この直流高電圧発生装置
１から出力される直流高電圧により充電される充電コン
デンサ２と、この充電コンデンサ２に蓄えられた電荷を
スイッチングし、パルス状高電圧を発生して電気集じん
装置４に供給する直列接続の並列抵抗８を伴った電子管
５及び並列抵抗９を伴った固定ギャップ６からなるスイ
ッチング手段と、上記電子管５の動作を制御する手段で
ある制御ユニット７から構成される。
は、直流高電圧発生装置１と、この直流高電圧発生装置
１から出力される直流高電圧により充電される充電コン
デンサ２と、この充電コンデンサ２に蓄えられた電荷を
スイッチングし、パルス状高電圧を発生して電気集じん
装置４に供給する直列接続の並列抵抗８を伴った電子管
５及び並列抵抗９を伴った固定ギャップ６からなるスイ
ッチング手段と、上記電子管５の動作を制御する手段で
ある制御ユニット７から構成される。
【００３１】上記の構成において、電子管５がオフ状態
では、充電コンデンサ２に充電されている電圧と電気集
じん装置４に残存する電圧との差分は、電子管５と固定
ギャップ６で分圧される。その電圧分担は、電子管５に
並列接続された並列抵抗８の値と、固定ギャップ６に並
列接続された並列抵抗９の値で決まる。ここで、固定ギ
ャップ６の並列抵抗９の値を電子管５の並列抵抗８より
小さく設定すれば、固定ギャップ６に電圧が集中するこ
とを防ぐことができ、意図しない放電を抑制することで
制御性を向上することができる。
では、充電コンデンサ２に充電されている電圧と電気集
じん装置４に残存する電圧との差分は、電子管５と固定
ギャップ６で分圧される。その電圧分担は、電子管５に
並列接続された並列抵抗８の値と、固定ギャップ６に並
列接続された並列抵抗９の値で決まる。ここで、固定ギ
ャップ６の並列抵抗９の値を電子管５の並列抵抗８より
小さく設定すれば、固定ギャップ６に電圧が集中するこ
とを防ぐことができ、意図しない放電を抑制することで
制御性を向上することができる。
【００３２】また、固定ギャップ６の間隔を消耗しない
程度に小さくしても、並列抵抗９の値と並列抵抗８の値
を調整し、そのギャップ間隔に対応した絶縁破壊電圧以
下となるように分圧比を設定すれば、固定ギャップ６の
寿命短縮も抑制でき、信頼性を向上することができる。
程度に小さくしても、並列抵抗９の値と並列抵抗８の値
を調整し、そのギャップ間隔に対応した絶縁破壊電圧以
下となるように分圧比を設定すれば、固定ギャップ６の
寿命短縮も抑制でき、信頼性を向上することができる。
【００３３】上記固定ギャップ６は、パルスを出力した
後、電子管５に流れる電流を強制的に遮断するためのも
のであり、それに並列抵抗９を接続することは電流を流
すバイパスを設けていることと同じになる。しかし、本
装置に適用した場合は、パルス出力後、電気集じん装置
４の電圧と充電コンデンサ２の電圧差は０Ｖに近づくの
で、固定ギャップ６での放電は切れる。また、このとき
電子管５に流れる電流は、固定ギャップ６の並列抵抗９
により決定される。従って、並列抵抗９の値を電子管５
がオフできる程度の電流しか流されないように設定すれ
ば、当初の目的を十分に達成することができる。
後、電子管５に流れる電流を強制的に遮断するためのも
のであり、それに並列抵抗９を接続することは電流を流
すバイパスを設けていることと同じになる。しかし、本
装置に適用した場合は、パルス出力後、電気集じん装置
４の電圧と充電コンデンサ２の電圧差は０Ｖに近づくの
で、固定ギャップ６での放電は切れる。また、このとき
電子管５に流れる電流は、固定ギャップ６の並列抵抗９
により決定される。従って、並列抵抗９の値を電子管５
がオフできる程度の電流しか流されないように設定すれ
ば、当初の目的を十分に達成することができる。
【００３４】（第２実施形態）次に本発明の第２実施形
態について説明する。図２は、本発明の第２実施形態に
係るパルス荷電装置の構成図である。
態について説明する。図２は、本発明の第２実施形態に
係るパルス荷電装置の構成図である。
【００３５】この第２実施形態は、上記第１実施形態に
おける電子管５と固定ギャップ６との間に、充電コンデ
ンサ２から電気集じん装置４に対してダイオード１１を
順方向（本実施形態では、負の荷電状態を想定している
ので、符号は逆方向としている）に設けると共に、当該
ダイオード１１と電子管５の組み合わせ箇所に対して、
ダイオード１２によるバイパス回路を設けたものであ
る。この場合、ダイオード１２の向き（極性）は、ダイ
オード１１とは逆方向に設けている。
おける電子管５と固定ギャップ６との間に、充電コンデ
ンサ２から電気集じん装置４に対してダイオード１１を
順方向（本実施形態では、負の荷電状態を想定している
ので、符号は逆方向としている）に設けると共に、当該
ダイオード１１と電子管５の組み合わせ箇所に対して、
ダイオード１２によるバイパス回路を設けたものであ
る。この場合、ダイオード１２の向き（極性）は、ダイ
オード１１とは逆方向に設けている。
【００３６】この第２実施形態では、回路の共振によっ
て生じる振動電流のうち、逆方向電流が電子管５に流れ
ないように考慮し、電子管５の長寿命化を図ったもの
で、並列抵抗８及び並列抵抗９による作用は、上記第１
実施形態と同様であるので詳細な説明は省略する。
て生じる振動電流のうち、逆方向電流が電子管５に流れ
ないように考慮し、電子管５の長寿命化を図ったもの
で、並列抵抗８及び並列抵抗９による作用は、上記第１
実施形態と同様であるので詳細な説明は省略する。
【００３７】（第３実施形態）次に本発明の第３実施形
態について説明する。図３は、本発明の第３実施形態に
係るパルス荷電装置の構成図である。
態について説明する。図３は、本発明の第３実施形態に
係るパルス荷電装置の構成図である。
【００３８】この実施形態では、サイラトロン等の順特
性を有する並列抵抗８ａを伴った電子管５ａをコンデン
サ２から電気集じん装置４へ電流の流れる順方向へ配
し、並列抵抗９を伴った固定ギャップ６との間に磁気ア
シスト回路２１ａを設け、かつ、上記電子管５ａと磁気
アシスト回路２１ａの直列回路に対し、逆極性方向にも
う１組の並列抵抗８ｂを伴った電子管５ｂと磁気アシス
ト回路２１ｂの直列回路を並列に配している。上記磁気
アシスト回路２１ａ，２１ｂには、バイアス回路３１
ａ，３１ｂにより所定のバイアスを与え、磁気アシスト
回路２１ａ，２１ｂの飽和の方向を常に一定に保つよう
にしている。そして、上記電子管５ａ，５ｂのオン動作
は、制御ユニット７により制御する。
性を有する並列抵抗８ａを伴った電子管５ａをコンデン
サ２から電気集じん装置４へ電流の流れる順方向へ配
し、並列抵抗９を伴った固定ギャップ６との間に磁気ア
シスト回路２１ａを設け、かつ、上記電子管５ａと磁気
アシスト回路２１ａの直列回路に対し、逆極性方向にも
う１組の並列抵抗８ｂを伴った電子管５ｂと磁気アシス
ト回路２１ｂの直列回路を並列に配している。上記磁気
アシスト回路２１ａ，２１ｂには、バイアス回路３１
ａ，３１ｂにより所定のバイアスを与え、磁気アシスト
回路２１ａ，２１ｂの飽和の方向を常に一定に保つよう
にしている。そして、上記電子管５ａ，５ｂのオン動作
は、制御ユニット７により制御する。
【００３９】この第３実施形態において、電子管５ａ，
５ｂがオフ状態では、充電コンデンサ２に充電されてい
る電圧と電気集じん装置４に残存する電圧との差分は、
電子管５ａ，５ｂと固定ギャップ６で分圧される。その
電圧分担は、電子管５ａ，５ｂに並列接続された並列抵
抗８ａ，８ｂの総合抵抗の値と、固定ギャップ６に並列
接続された並列抵抗９の値で決まる。ここで、固定ギャ
ップ６の並列抵抗９の値を電子管５ａ，５ｂの並列抵抗
８ａ，８ｂの総合抵抗より小さく設定すれば、固定ギャ
ップ６に電圧が集中することを防ぐことができ、意図し
ない放電を抑制することで制御性を向上することができ
る。
５ｂがオフ状態では、充電コンデンサ２に充電されてい
る電圧と電気集じん装置４に残存する電圧との差分は、
電子管５ａ，５ｂと固定ギャップ６で分圧される。その
電圧分担は、電子管５ａ，５ｂに並列接続された並列抵
抗８ａ，８ｂの総合抵抗の値と、固定ギャップ６に並列
接続された並列抵抗９の値で決まる。ここで、固定ギャ
ップ６の並列抵抗９の値を電子管５ａ，５ｂの並列抵抗
８ａ，８ｂの総合抵抗より小さく設定すれば、固定ギャ
ップ６に電圧が集中することを防ぐことができ、意図し
ない放電を抑制することで制御性を向上することができ
る。
【００４０】また、固定ギャップ６の間隔を消耗しない
程度に小さくしても、並列抵抗９の値と並列抵抗８ａ，
８ｂの総合抵抗の値を調整し、そのギャップ間隔に対応
した絶縁破壊電圧以下となるように分圧比を設定すれ
ば、固定ギャップ６の寿命短縮も抑制でき、信頼性を向
上することができる。
程度に小さくしても、並列抵抗９の値と並列抵抗８ａ，
８ｂの総合抵抗の値を調整し、そのギャップ間隔に対応
した絶縁破壊電圧以下となるように分圧比を設定すれ
ば、固定ギャップ６の寿命短縮も抑制でき、信頼性を向
上することができる。
【００４１】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、一
電源方式パルス荷電装置において、スイッチを構成する
電子管等と固定ギャップに各々並列に適正な抵抗を接続
することで、固定ギャップに集中する電圧を軽減し、オ
ン時にはスイッチの制御性を向上させ、オフ時には固定
ギャップの性能を損なわないように動作させてスイッチ
の信頼性を向上することができる。
電源方式パルス荷電装置において、スイッチを構成する
電子管等と固定ギャップに各々並列に適正な抵抗を接続
することで、固定ギャップに集中する電圧を軽減し、オ
ン時にはスイッチの制御性を向上させ、オフ時には固定
ギャップの性能を損なわないように動作させてスイッチ
の信頼性を向上することができる。
【図１】本発明の第１実施形態に係る一電源方式パルス
荷電装置の構成図。
荷電装置の構成図。
【図２】本発明の第２実施形態に係る一電源方式パルス
荷電装置の構成図。
荷電装置の構成図。
【図３】本発明の第３実施形態に係る一電源方式パルス
荷電装置の構成図。
荷電装置の構成図。
【図４】先に出願した第１実施形態に係る一電源方式パ
ルス荷電装置の構成図。
ルス荷電装置の構成図。
【図５】先に出願した第２実施形態に係る一電源方式パ
ルス荷電装置の構成図。
ルス荷電装置の構成図。
【図６】先に出願した第３実施形態に係る一電源方式パ
ルス荷電装置の構成図。
ルス荷電装置の構成図。
【図７】従来の一電源方式パルス荷電装置の構成図。
【図８】一電源方式パルス荷電装置の正常時の電圧波形
図。
図。
【図９】従来の一電源方式パルス荷電装置において、ス
イッチング周期を長くした場合の異常発生を示す電圧波
形図。
イッチング周期を長くした場合の異常発生を示す電圧波
形図。
１ 直流高電圧発生装置
２ 充電コンデンサ
４ 電気集じん装置
５，５ａ，５ｂ サイラトロン等の電子管
６ 固定ギャップ
７ 制御ユニット
８，８ａ，８ｂ，９ 並列抵抗
１１，１２ ダイオード
２１ａ，２１ｂ 磁気アシスト回路
３１ａ，３１ｂ バイアス回路
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 鈴木 正人
兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番
１号 三菱重工業株式会社神戸造船所内
(56)参考文献 特開 昭59−218035（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−291656（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−169054（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−266875（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−65501（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−129186（ＪＰ，Ａ)
特開 昭64−26370（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H03K 3/537
H02M 9/04
B03C 3/66
Claims (5)
- 【請求項１】 直流高電圧発生装置と、この直流高電圧
発生装置ら出力される直流高電圧により充電される充電
コンデンサと、この充電コンデンサに蓄えられた電荷を
スイッチングし、パルス状高電圧を発生して負荷に供給
する直列接続の並列抵抗を伴った電子管及び並列抵抗を
伴った固定ギャップからなるスイッチング手段と、上記
電子管の動作を制御する制御手段とを具備したことを特
徴とする一電源方式パルス荷電装置。 - 【請求項２】 直流高電圧発生装置と、この直流高電圧
発生装置ら出力される直流高電圧により充電される充電
コンデンサと、この充電コンデンサに蓄えられた電荷を
スイッチングし、パルス状高電圧を発生して負荷に供給
する直列接続の並列抵抗を伴った電子管及び並列抵抗を
伴った固定ギャップからなるスイッチング手段と、上記
電子管の動作を制御する制御手段と、上記スイッチング
手段の電子管と直列に負荷側へ電流が流れるように接続
される第１のダイオードと、上記電子管とダイオードの
組み合わせと並列に逆方向電流が流れるように並列接続
される第２のダイオードとを具備したことを特徴とする
一電源方式パルス荷電装置。 - 【請求項３】 直流高電圧発生装置と、この直流高電圧
発生装置から出力される直流高電圧により充電される充
電コンデンサと、この充電コンデンサに蓄えられた電荷
をスイッチングし、パルス状高電圧を発生して負荷に供
給する直列接続の並列抵抗を伴った第１の電子管及び並
列抵抗を伴った固定ギャップからなるスイッチング手段
と、このスイッチング手段の第１の電子管と直列に設け
られ、該電子管の逆方向電流にのみ時間遅れ要素として
機能する第１の磁気アシスト回路と、前記第１の電子管
及び第１の磁気アシスト回路の直列回路に対して並列
に、かつ、逆極性方向に設けられる並列抵抗を伴った第
２の電子管及び第２の磁気アシスト回路からなる直列回
路とを具備したことを特徴とする一電源方式パルス荷電
装置。 - 【請求項４】 直流高電圧発生装置と、この直流高電圧
発生装置から出力される直流高電圧により充電される充
電コンデンサと、この充電コンデンサに蓄えられた電荷
をスイッチングし、パルス状高電圧を発生して負荷に供
給する直列接続の並列抵抗を伴った第１の電子管及び並
列抵抗を伴った固定ギャップからなるスイッチング手段
と、前記第１の電子管と直列に設けられ、該電子管の逆
方向電流にのみ時間遅れ要素として機能する第１の磁気
アシスト回路と、前記第１の電子管及び第１の磁気アシ
スト回路の直列回路に対して並列に、かつ、逆極性方向
に設けられる並列抵抗を伴った第２の電子管及び第２の
磁気アシスト回路からなる直列回路と、前記第１の電子
管及び第２の電子管を制御する制御ユニットとを具備し
たことを特徴とする一電源方式パルス荷電装置。 - 【請求項５】 直流高電圧発生装置と、この直流高電圧
発生装置から出力される直流高電圧により充電される充
電コンデンサと、この充電コンデンサに蓄えられた電荷
をスイッチングし、パルス状高電圧を発生して負荷に供
給する直列接続の並列抵抗を伴った第１の電子管及び並
列抵抗を伴った固定ギャップからなるスイッチング手段
と、前記第１の電子管と直列に設けられ、該電子管の逆
方向電流にのみ時間遅れ要素として機能する第１の磁気
アシスト回路と、前記磁気アシスト回路が遅れ要素とし
て機能するよう飽和させる第１のバイアス回路と、前記
第１の電子管及び第１のバイアス回路が付加された第１
の磁気アシスト回路の直列回路に対して並列に、かつ、
逆極性方向に設けられる並列抵抗を伴った第２の電子管
及び第２のバイアス回路を付加した第２の磁気アシスト
回路からなる直列回路と、前記第１の電子管及び第２の
電子管を制御する制御ユニットとを具備したことを特徴
とする一電源方式パルス荷電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33994597A JP3530367B2 (ja) | 1997-12-10 | 1997-12-10 | 一電源方式パルス荷電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33994597A JP3530367B2 (ja) | 1997-12-10 | 1997-12-10 | 一電源方式パルス荷電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11177392A JPH11177392A (ja) | 1999-07-02 |
| JP3530367B2 true JP3530367B2 (ja) | 2004-05-24 |
Family
ID=18332255
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33994597A Expired - Fee Related JP3530367B2 (ja) | 1997-12-10 | 1997-12-10 | 一電源方式パルス荷電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3530367B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102136831B (zh) * | 2011-01-14 | 2013-04-24 | 西北核技术研究所 | 一种高电压重频脉冲产生器 |
-
1997
- 1997-12-10 JP JP33994597A patent/JP3530367B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11177392A (ja) | 1999-07-02 |
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