JP4231713B2 - Exhaust gas purification device - Google Patents

Description

【００３０】
尚、共振回路３０における共振周波数を調整するために、トランス２７の一次巻線２８又は二次巻線２９に別途外部インダクタンスを直列に接続し、外部インダクタンス、漏れインダクタンスおよび放電部２１の静電容量の直列回路により共振回路３０を構成してもよい。
【００３１】
すなわち、他の要素が接続されても、漏れインダクタンスと放電部２１の静電容量とを含む回路が全体として共振回路３０を構成すればよい。
【００３２】
高圧電源２２のインバータ２６は、直流電源２５から受けた直流電圧を、正極性と負極性とを交互に繰り返す双極性のステップ電圧に変換して、トランス２７の一次巻線２８に印加する回路を構成する。
【００３３】
この結果、トランス２７の一次巻線２８に印加された共振周波数の双極性のステップ電圧により、放電部２１には双極性の共振電圧が印加される。
【００３４】
すなわち、高圧電源２２は、直流電源２５、インバータ２６およびトランス２７により双極性の共振電圧を放電部２１に印加する機能を有する。高圧電源２２の出力電圧は可変として、出力周波数は共振回路３０の共振周波数に依存して定まる最大周波数までの範囲で可変として交流電圧を出力できるように構成することができる。ただし、高圧電源２２の出力電圧又は出力周波数の一方は固定値としても良い。
【００３５】
図２は、図１に示す高圧電源２２におけるインバータ２６の回路構成の一例を示す図である。
【００３６】
高圧電源２２のインバータ２６は、例えばフルブリッジ回路で構成され、第１から第４のスイッチ回路４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄがそれぞれ４片に配置される。第１および第３のスイッチ回路４０ａ，４０ｃは、直流電源２５の正極側とそれぞれ接続される一方、第２および第４のスイッチ回路４０ｂ，４０ｄは直流電源２５の負極側にそれぞれ接続される。
【００３７】
さらに、各スイッチ回路４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄは、トランス２７の一次巻線２８に接続される一方、図示しないゲート駆動パルス発生回路にそれぞれ接続される。
【００３８】
各スイッチ回路４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄは、例えばそれぞれスイッチ素子の一例としてのＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄとダイオード４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄとが並列接続されて構成される。各ダイオード４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄにより、トランス２７により誘発されるサージ電圧が抑制され、各ＩＧＢＴ４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄが保護されるとともに第１から第４のスイッチ回路４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄに誘発されて流れる電流がトランス２７に導かれてエネルギ効率が向上される。
【００３９】
インバータ２６は、ゲート駆動パルス発生回路により各ＩＧＢＴ４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄのオンオフ動作を制御することにより、直流電源２５から受けた直流電圧を共振回路３０の共振周波数に相当する周波数のステップ電圧に変換し、トランス２７の一次巻線２８に印加することができる。
【００４０】
尚、インバータ２６は、直流電圧を共振回路３０の共振周波数に相当する周波数のステップ電圧に変換することができればフルブリッジ回路に限らず、ハーフブリッジ回路、プッシュプル回路であってもよい。
【００４１】
次に、排ガス浄化装置２０の作用について説明する。
【００４２】
まず、自動車等の移動体から排出された排ガス等の浄化対象ガスＸが放電部２１の各放電電極２３，２３間に導かれる。
【００４３】
次に、高圧電源２２により放電部２１に共振電圧が印加される。このため、放電部２１の放電電極２３，２３間には、共振電圧に応じた電力の放電が発生する。
【００４４】
図３は、図１に示す高圧電源２２において共振電圧および交流電流を発生させる手順を説明する図である。
【００４５】
図３において（ａ）は高圧電源２２の出力電流波形Ａ、Ｂを示す図、（ｂ）は高圧電源２２から出力された共振電圧波形Ｃ、Ｄを示す図、（ｃ）は高圧電源２２においてトランス２７の一次巻線２８に印加されるステップ電圧波形Ｅ、Ｆを示す図、（ｄ）は高圧電源２２のインバータ２６において、第１および第４のスイッチ回路４０ａ，４０ｄのＩＧＢＴ４１ａ，４１ｄに図示しないゲート駆動パルス発生回路からそれぞれ与えられるゲート信号Ｇを示す図、（ｅ）は高圧電源２２のインバータ２６において、第２および第３のスイッチ回路４０ｂ，４０ｃのＩＧＢＴ４１ｂ，４１ｃに図示しないゲート駆動パルス発生回路からそれぞれ与えられるゲート信号Ｈを示す図である。
【００４６】
まず、直流電源２５からインバータ２６に直流電圧が与えられる。インバータ２６では、ゲート駆動パルス発生回路により各ＩＧＢＴ４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄのオンオフ動作が制御される。
【００４７】
第１および第４のスイッチ回路４０ａ，４０ｄのＩＧＢＴ４１ａ，４１ｄには、図示しないゲート駆動パルス発生回路から図３の（ｄ）に示すゲート信号Ｇが与えられる。
【００４８】
このため、直流電源２５から第１のスイッチ回路４０ａのＩＧＢＴ４１ａ、トランス２７の一次巻線２８、第４のスイッチ回路４０ｄのＩＧＢＴ４１ａおよび各ダイオード４２ａ，４２ｄに電流が流れるとともにトランス２７の一次巻線２８には、共振回路３０の共振周波数ｆｒに相当する幅で正極性の図３の（ｃ）に示すステップ電圧波形Ｅのステップ電圧が印加される。
【００４９】
トランス２７の一次巻線２８に印加するステップ電圧のステップ電圧波形Ｅの幅を共振周波数ｆｒとするためには、ＩＧＢＴ４１ａ，４１ｄに与えるゲート信号Ｇのパルス幅ｄを、共振回路３０の共振周波数ｆｒの１／２周期から１周期までの間の長さとすればよい。
【００５０】
トランス２７の一次巻線２８に印加された共振周波数ｆｒの正極性のステップ電圧により、トランス２７の二次巻線２９には図３の（ｂ）に示すような正極性の共振電圧波形Ｃの共振電圧に変換され、高圧電源２２から出力される共振電圧となって共振回路３０の放電部２１に印加される。
【００５１】
このため、共振回路３０には図３の（ａ）に示す出力電流波形Ａのような共振周波数ｆｒに相当する周波数の出力電流が流れ、放電部２１の各放電電極２３，２３間には、高圧電源２２の出力電力に応じたエネルギの放電が発生する。
【００５２】
さらに、放電部２１の各放電電極２３，２３間に発生した放電の作用により各放電電極２３，２３間に導かれた浄化対象ガスＸが浄化される。
【００５３】
次に、第２および第３のスイッチ回路４０ｂ，４０ｃのＩＧＢＴ４１ｂ，４１ｃには、図示しないゲート駆動パルス発生回路から図３の（ｅ）に示すゲート信号Ｈが与えられる。
【００５４】
このため、直流電源２５から第３のスイッチ回路４０ｃのＩＧＢＴ４１ｃ、トランス２７の一次巻線２８、第２のスイッチ回路４０ｂのＩＧＢＴ４１ｂおよび各ダイオード４２ｂ，４２ｃに電流が流れるとともにトランス２７の一次巻線２８には、図３の（ｃ）に示すような共振回路３０の共振周波数ｆｒに相当する幅で負極性のステップ電圧波形Ｆのステップ電圧が印加される。
【００５５】
トランス２７の一次巻線２８に印加された負極性のステップ電圧は、正極性のステップ電圧が印加された場合と同様に、トランス２７の二次巻線２９において図３の（ｂ）に示すような共振周波数ｆｒで負極性の共振電圧波形Ｄの共振電圧に変換され、高圧電源２２から出力される共振電圧となって放電部２１に印加される。
【００５６】
このため、共振回路３０には図３の（ａ）に示すような共振周波数ｆｒに相当する周波数の出力電流波形Ｂの出力電流が流れるとともに、放電部２１の各放電電極２３，２３間には、高圧電源２２の出力電力に応じたエネルギの放電が発生する。
【００５７】
さらに、放電部２１の各放電電極２３，２３間に発生した放電の作用により各放電電極２３，２３間に導かれた浄化対象ガスＸが浄化される。
【００５８】
そして、高圧電源２２のインバータ２６において、各スイッチ回路４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄのオンオフを交互に繰り返すことにより、トランス２７の一次巻線２８に正極性のステップ電圧と負極性のステップ電圧とが交互に印加され、さらに印加された正極性のステップ電圧および負極性のステップ電圧がそれぞれトランス２７の二次巻線２９から共振周波数の共振電圧として放電部２１に印加される。
【００５９】
この結果、継続的に放電部２１の各放電電極２３，２３間に高圧電源２２の出力電力に応じたエネルギの放電が発生し、発生した放電の作用により各放電電極２３，２３間に導かれた浄化対象ガスＸを浄化することができる。
【００６０】
尚、高圧電源２２の出力電力は、直流電源２５からインバータ２６に与えられる直流電圧および直流電流を検出して積算し、さらにインバータ２６やトランス２７その他高圧電源２２に接続される要素における電力損失を補正することにより求めることができる。
【００６１】
すなわち、排ガス浄化装置２０は、高圧電源２２のトランス２７の漏れインダクタンスと放電部２１の静電容量とにより共振回路３０を構成するとともに、放電部２１に共振電圧を印加し、放電部２１の各放電電極２３，２３間に発生した放電により、浄化対象ガスＸを浄化する構成である。
【００６２】
排ガス浄化装置２０では、放電部２１の静電容量が共振回路３０を形成するため、より良好な電源効率で放電を発生させることができる。
【００６３】
すなわち、トランス２７の一次巻線２８にステップ電圧を与えることにより放電部２１に印加される電圧を共振電圧としたため、放電部２１に印加される電圧は、トランス２７の一次巻線２８に正弦波形の交流電圧を与えて変換して得られた交流電圧を印加した場合の電圧の２倍とすることができる。
【００６４】
このため、トランス２７の二次巻線２９の巻数を、トランス２７の一次巻線２８に正弦波形の交流電圧を印加する場合の１／２程度とすることができる。これにともない、排ガス浄化装置２０では、トランス２７をより小型にすることが可能となる。
【００６５】
図４は本発明に係る排ガス浄化装置の第２の実施形態を示す構成図である。
【００６６】
図４に示された、排ガス浄化装置２０Ａは、高圧電源２２Ａの構成が図１に示す排ガス浄化装置２０と相違する。他の構成および作用については図１に示す排ガス浄化装置２０と実質的に異ならないため同一の構成には同じ符号を付して高圧電源２２Ａの構成のみについて説明する。
【００６７】
排ガス浄化装置２０Ａの高圧電源２２Ａでは、直流電源２５とインバータ２６との間に直流電圧を昇圧させるコンバータ５０が接続される。直流電源２５はコンバータ５０に直流電圧を与え、コンバータ５０は、直流電源２５から受けた直流電圧を所要の直流電圧に昇圧する。コンバータ５０により昇圧された直流電圧がインバータ２６に与えられる。
【００６８】
すなわち、直流電源２５が、例えばバッテリ等の低電圧の電源である場合には、直流電源２５の出力電圧をコンバータ５０により所要の直流電圧に昇圧してからインバータ２６に与える構成とすることができる。
【００６９】
図５は図４に示す排ガス浄化装置２０Ａにおける高圧電源２２Ａの回路構成の一例を示す図である。
【００７０】
排ガス浄化装置２０Ａの高圧電源２２Ａの回路構成は例えば図５に示す回路構成とされる。
【００７１】
高圧電源２２Ａのコンバータ５０は、例えばトランス６０と、トランス６０の一次巻線６１ａ、６１ｂにそれぞれ接続されたスイッチ素子としてのＦＥＴ（Field Effect Transistor）６２ａ，６２ｂ並びにトランス６０の二次巻線６３ａ、６３ｂにそれぞれ接続されたダイオード６４、６４、６４、インダクタンス６５等の要素により構成される。ただし、コンバータ５０において、ダイオード６４、６４、６４、インダクタンス６５等の要素を必要に応じて追加あるいは削除してもよい。
【００７２】
コンバータ５０、トランス６０にそれぞれ接続された各ＦＥＴ６２ａ，６２ｂのオンオフ制御により直流電源２５から昇圧された所要の直流電圧を制御することができる。
【００７３】
このため、例えば自動車のエンジン制御状態に応じて電圧制御指令を設定する電圧制御回路をコンバータ５０の各ＦＥＴ６２ａ，６２ｂに接続し、電圧制御回路により電圧制御指令を各ＦＥＴ６２ａ，６２ｂに与えることにより、コンバータ５０において昇圧される直流電圧、すなわちインバータ２６に与えられる直流電圧を制御することができる。
【００７４】
一方、高圧電源２２Ａのインバータ２６は、図２に示すインバータ２６の回路構成と同様であるため説明を省略する。
【００７５】
また、高圧電源２２Ａのコンバータ５０の出力側の端子間には、出力される直流電圧を安定化させるためにコンデンサ６６が設けられる。
【００７６】
排ガス浄化装置２０Ａでは、排ガス浄化装置２０と同様の効果に加え、直流電源２５が、例えばバッテリ等の低電圧の直流電源２５であってもコンバータ５０により所要の直流電圧に昇圧できる。このため、例えば自動車等の移動体のように、バッテリ等の低電圧の直流電源２５を備えている対象に対しては、別途大型の直流電源２５を備えることなく排ガス浄化装置２０Ａを用させることができる。
【００７７】
さらに、例えば自動車のエンジンの運転状態等の条件に応じてコンバータ５０により昇圧される直流電圧を調節し、放電部２１の各放電電極２３，２３間に発生させる放電のエネルギを制御することができる。このため、排ガス浄化装置２０Ａでは、浄化対象ガスＸの量や温度等の条件に応じてより最適なエネルギの放電を発生させて、良好な電源効率で浄化対象ガスＸを浄化することができる。
【００７８】
図６は本発明に係る排ガス浄化装置の第３の実施形態を示す構成図である。
【００７９】
図６に示された、排ガス浄化装置２０Ｂは、図４に示す排ガス浄化装置２０Ａに対し、コンバータ５０に電力制御装置７０を接続した構成が相違する。他の構成および作用については図４に示す排ガス浄化装置２０Ａと実質的に異ならないため同一の構成には同じ符号を付して説明を省略する。
【００８０】
排ガス浄化装置２０Ｂのコンバータ５０には、電力制御装置７０が接続される。
【００８１】
電力制御装置７０は、電力指令回路７１、電力制御回路７２、電圧制御回路７３およびＰＷＭ回路７４を直列に接続した構成であり、ＰＷＭ回路７４がコンバータ５０と接続される。
【００８２】
また、コンバータ５０の出力側には電流検出手段７５と電圧検出手段７６とが設けられる。電流検出手段７５はフィルタ回路７７を介して電力制御装置７０の電力制御回路７２と接続される一方、電圧検出手段７６はフィルタ回路７７を介して電力制御装置７０の電力制御回路７２および電圧制御回路７３と接続される。
【００８３】
電流検出手段７５は、コンバータ５０からインバータ２６に出力された直流電流を検出して、検出した直流電流値をフィルタ回路７７を介して電力制御装置７０の電力制御回路７２に与える機能を有する。
【００８４】
電圧検出手段７６は、コンバータ５０からインバータ２６に出力された直流電圧を検出して、検出した直流電圧値をフィルタ回路７７を介して電力制御装置７０の電力制御回路７２および電圧制御回路７３に与える機能を有する。
【００８５】
一方、電力制御装置７０の電力指令回路７１は、浄化対象ガスＸの温度等の条件に応じて放電部２１の各放電電極２３，２３間に最適なエネルギの放電を発生させる場合にインバータ２６に与えるべき電力、すなわちコンバータ５０の出力電力を電力指令値として電力制御回路７２に与える機能とを有する。
【００８６】
電力制御装置７０の電力制御回路７２は、実際にコンバータ５０からインバータ２６に出力された電力と電力指令回路７１から受けた電力指令値とに基づいてコンバータ５０の出力電圧指令値を設定し、電圧制御回路７３に与える機能とを有する。
【００８７】
すなわち、電力制御回路７２は、電流検出手段７５により検出された直流電流値と電圧検出手段７６により検出された直流電圧値とを積算することにより得られた電力すなわち電力フィードバックと電力指令回路７１から受けた電力指令値との差分を入力することによりコンバータ５０の出力電圧指令値を設定し、電圧制御回路７３に与える機能を有する。
【００８８】
電力制御装置７０の電圧制御回路７３は、電圧検出手段７６からフィルタ回路７７を介して受けた直流電圧値すなわち出力電圧フィードバックと電力制御回路７２から受けた出力電圧指令値との差分に基づいてＰＷＭ回路制御信号を設定する機能と、設定したＰＷＭ回路制御信号をＰＷＭ回路７４に与える機能とを有する。
【００８９】
電力制御装置７０のＰＷＭ回路７４は、電圧制御回路７３から受けたＰＷＭ回路制御信号に基づいてコンバータ５０に制御信号を与えることによりＰＷＭ制御する機能を有する。
【００９０】
図７は図６に示す排ガス浄化装置２０Ｂの電力制御装置７０の一例を示すブロック線図であり、図８は図７に示す電力制御装置７０と接続される高圧電源２２Ａの回路構成の一例を示す図である。
【００９１】
図７に示すように電力制御装置７０は、電力指令回路７１、電力制御回路７２、電圧制御回路７３およびＰＷＭ回路７４を直列に接続した構成である。
【００９２】
電力指令回路７１は、例えば電力パターン発生回路８０で構成される。
【００９３】
電力指令回路７１の電力パターン発生回路８０は、浄化対象ガスＸの条件に応じてコンバータ５０の出力電力を設定する機能を有する。例えば、浄化対象ガスＸの温度Ｔｇとコンバータ５０の適切な出力電力Ｐとが予め関連付けられ、電力パターン発生回路８０に浄化対象ガスＸの温度Ｔｇが入力されるとコンバータ５０の適切な出力電力Ｐを設定する機能を有する。
【００９４】
一方、電流検出手段７５および電圧検出手段７６にそれぞれ接続されるフィルタ回路７７としてローパスフィルタ８１が設けられる。各ローパスフィルタ８１は電流検出手段７５により検出された直流電流値Ｉｄｃ２あるいは電圧検出手段７６により検出された直流電圧値Ｖｄｃ２を入力してコンバータ５０の動作周波数、高周波やノイズ成分を除去する機能を有する。
【００９５】
各ローパスフィルタ８１により高周波成分を除去された直流電流値Ｉｄｃ２と直流電圧値Ｖｄｃ２とは積算されて電力フィードバックＰｆとされ、直流電圧値Ｖｄｃ２は出力電圧フィードバックＶｄｃ２ｆとされる。
【００９６】
また、電力制御回路７２は、例えば、電力調整器８２と出力電圧リミッタ８３とを接続した構成である。
【００９７】
電力制御回路７２の電力調整器８２は、各ローパスフィルタ８１から受けた電力フィードバックＰｆと電力指令回路７１から受けた電力指令値Ｐ^＊との差分に基づいてコンバータ５０の出力電圧指令値を設定し、出力電圧リミッタ８３に与える機能を有する。
【００９８】
電力制御回路７２の出力電圧リミッタ８３には、コンバータ５０の出力電圧の上限Ｖｄｃ２ｍａｘおよび下限Ｖｄｃ２ｍｉｎが予め記憶される。
【００９９】
ここで、放電部２１の各放電電極２３，２３間に与えられるエネルギが一定値を超えないと各放電電極２３，２３間に放電を発生させることができない。このため、放電部２１の各放電電極２３，２３間に放電を発生させるために必要なエネルギを与えることができるようなコンバータ５０の出力電圧が出力電圧の下限Ｖｄｃ２ｍｉｎとして出力電圧リミッタ８３に設定される。
【０１００】
出力電圧リミッタ８３は、電力制御回路７２から出力する電圧指令値がＶｄｃ２ｍａｘとＶｄｃ２ｍｉｎの間の値となるように電圧指令値Ｖｄｃ２^＊を設定して電圧制御回路７３に与える機能を有する。
【０１０１】
このとき、電力調整器８２が設定した信号に、出力電圧調整値Ｖｄｃ２ｒ^＊が加算されることにより、放電部２１の各放電電極２３，２３間に放電を発生させるために必要なエネルギを与えることができるようなコンバータ５０の出力電圧指令値Ｖｄｃ２^＊に調整される。
【０１０２】
電圧制御回路７３は、例えば、電圧調整器８４により構成される。電圧調整器８４は、ローパスフィルタ８１から受けた出力電圧フィードバックＶｄｃ２ｆと電力制御回路７２において設定された出力電圧指令値Ｖｄｃ２^＊との差分に基づいてＰＷＭ回路制御信号Ｅｃを設定する機能と、設定したＰＷＭ回路制御信号ＥｃをＰＷＭ回路７４に与える機能とを有する。
【０１０３】
また、ＰＷＭ回路７４にはアンプ８５が接続される。ＰＷＭ回路７４は電圧制御回路７３から受けたＰＷＭ回路制御信号Ｅｃに基づいて制御信号を設定し、設定した制御信号をアンプ８５を介して増幅した後、コンバータ５０に設けられた複数の、例えば２つのＦＥＴ６２ａ，６２ｂに与えることによりコンバータ５０をＰＷＭ制御する機能を有する。
【０１０４】
一方、図８に示すように、電力制御装置７０と接続される高圧電源２２Ａは、図４に示す排ガス浄化装置２０Ａと同様に、直流電源２５、コンバータ５０およびインバータ２６を直列に接続した構成である。
【０１０５】
高圧電源２２Ａの直流電源２５およびコンバータ５０は、図４に示す排ガス浄化装置２０Ａの直流電源２５およびコンバータ５０と同様の回路構成である。
【０１０６】
図７に示す電力制御装置７０は高圧電源２２Ａのコンバータ５０の２つのＦＥＴ６２ａ，６２ｂと接続される。すなわち、電力制御装置７０のＰＷＭ回路７４はアンプ８５を介してコンバータ５０の２つのＦＥＴ６２ａ，６２ｂと接続され、コンバータ５０をＰＷＭ制御することができるように構成される。
【０１０７】
一方、高圧電源２２Ａのインバータ２６は例えばプッシュプル回路を構成し、２つのＩＧＢＴ９０ａ，９０ｂにそれぞれトランス２７の一次巻線２８が接続される。２つのＩＧＢＴ９０ａ，９０ｂは、ゲート駆動パルス発生回路９１と接続される。
【０１０８】
図９は図８に示す高圧電源２２Ａのインバータ２６に接続されるゲート駆動パルス発生回路９１の一例を示すブロック線図である。
【０１０９】
ゲート駆動パルス発生回路９１は、例えば、発振回路１００、分周器１０１およびアンプ１０２を直列に接続した構成である。ゲート駆動パルス発生回路９１は、発振回路１００により発生させた所要の周波数のパルス信号を分周器１０１により各ＩＧＢＴ９０ａ，９０ｂへの信号に分配するとともに、各ＩＧＢＴ９０ａ，９０ｂに接続されるアンプ１０２により増幅させて、所要のパルス幅のゲート信号を設定することができるように構成される。
【０１１０】
次に、排ガス浄化装置２０Ｂの作用について説明する。
【０１１１】
まず、自動車等の移動体から排出された排ガス等の浄化対象ガスＸが放電部２１の各放電電極２３，２３間に導かれるとともに、浄化対象ガスＸの条件、例えば温度Ｔｇが継続的に電力指令回路７１に入力される。
【０１１２】
電力指令回路７１の電力パターン発生回路８０は、浄化対象ガスＸの時系列の温度Ｔｇが入力されると、浄化対象ガスＸの温度がＴｇの場合におけるコンバータ５０の適切な電力指令値Ｐ^＊を設定し、電力制御回路７２の電力調整器８２に継続的に与える。
【０１１３】
電力制御回路７２の電力調整器８２は、電力指令回路７１から受けた電力指令値Ｐ^＊に基づいてコンバータ５０の出力電圧指令値を設定し、出力電圧リミッタ８３に与える。
【０１１４】
出力電圧リミッタ８３は、電力調整器８２から受けた出力電圧指令値に必要に応じて出力電圧調整値Ｖｄｃ２ｒ^＊を加算し、Ｖｄｃ２ｍａｘとＶｄｃ２ｍｉｎの間の値となるように出力電圧指令値Ｖｄｃ２^＊を設定して電圧制御回路７３の電圧調整器８４に与える。
【０１１５】
電圧制御回路７３の電圧調整器８４は、出力電圧リミッタ８３から受けた出力電圧指令値Ｖｄｃ２^＊とローパスフィルタ８１を介した出力電圧フィードバックＶｄｃ２ｆに基づいてＰＷＭ回路制御信号Ｅｃを設定し、設定したＰＷＭ回路制御信号ＥｃをＰＷＭ回路７４に与える。
【０１１６】
ＰＷＭ回路７４は、電圧調整器８４から受けたＰＷＭ回路制御信号Ｅｃに基づいて制御信号を設定し、設定した制御信号をアンプ８５を介して増幅した後、コンバータ５０の各ＦＥＴ６２ａ，６２ｂに与えることによりコンバータ５０をＰＷＭ制御する。
【０１１７】
ＰＷＭ回路７４により制御されてコンバータ５０のＦＥＴ６２ａ，６２ｂがオン状態となると、オン状態のＦＥＴ６２ａ，６２ｂに接続されたトランス６０の一次巻線６１ａ，６１ｂには、直流電源２５からパルス電圧が印加され、印加されたパルス電圧はトランス６０の二次巻線６３ａ，６３ｂにおいて昇圧されたパルス電圧となる。
【０１１８】
すなわち、ＰＷＭ回路７４の制御信号に応じてＦＥＴ６２ａ，６２ｂが制御されることにより、コンバータ５０から出力される直流電圧が調節される。
【０１１９】
コンバータ５０において昇圧された直流電圧は、インバータ２６に出力され、コンバータ５０およびインバータ２６には電流が流れる。このとき、インバータ２６に出力された直流電圧値Ｖｄｃ２は、電圧検出手段７６により検出される一方、コンバータ５０からインバータ２６に出力された直流電流値Ｉｄｃ２は電流検出手段７５により検出される。
【０１２０】
さらに、電流検出手段７５は、検出した直流電流値Ｉｄｃ２をローパスフィルタ８１に与える。同様に、電圧検出手段７６は、検出した直流電圧値Ｖｄｃ２をローパスフィルタ８１に与える。
【０１２１】
このため、各ローパスフィルタ８１において電流検出手段７５により検出された直流電流値Ｉｄｃ２あるいは電圧検出手段７６により検出された直流電圧値Ｖｄｃ２の高周波成分が除去される。
【０１２２】
各ローパスフィルタ８１により高周波成分を除去された直流電流値Ｉｄｃ２と直流電圧値Ｖｄｃ２とは積算されて電力フィードバックＰｆとされ、電力制御回路７２の電力調整器８２に与えられる一方、直流電圧値Ｖｄｃ２は出力電圧フィードバックＶｄｃ２ｆとされ、電圧制御回路７３の電圧調整器８４に与えられる。
【０１２３】
電力制御回路７２の電力調整器８２は、各ローパスフィルタ８１から受けた電力フィードバックＰｆと電力指令回路７１から受けた電力指令値Ｐ^＊との差分に基づいて再びコンバータ５０の出力電圧指令値を設定し、出力電圧リミッタ８３に与える。出力電圧リミッタ８３は再び電力調整器８２から受けた出力電圧指令値に必要に応じて出力電圧調整値Ｖｄｃ２ｒ^＊を加算し、Ｖｄｃ２ｍａｘとＶｄｃ２ｍｉｎの間の値となるように出力電圧指令値Ｖｄｃ２^＊を設定して電圧制御回路７３の電圧調整器８４に与える。
【０１２４】
すなわち、出力電圧指令値Ｖｄｃ２^＊は、電力制御回路７２においてフィードバック制御される。
【０１２５】
さらに、電圧制御回路７３の電圧調整器８４は、ローパスフィルタ８１から受けた出力電圧フィードバックＶｄｃ２ｆと出力電圧リミッタ８３から受けた出力電圧指令値Ｖｄｃ２^＊との差分に基づいてＰＷＭ回路制御信号Ｅｃを設定し、設定したＰＷＭ回路制御信号ＥｃをＰＷＭ回路７４に与える。
【０１２６】
すなわち、ＰＷＭ回路制御信号Ｅｃは、電圧調整器８４においてフィードバック制御される。
【０１２７】
このため、フィードバック制御されたＰＷＭ回路制御信号ＥｃによりＰＷＭ回路７４は、コンバータ５０から出力される直流電圧Ｖｄｃ２をＰＷＭ制御する。すなわち、電力制御装置７０によりコンバータ５０の出力電力は、電力指令回路７１において設定された電力指令値Ｐ^＊となるように制御される。
【０１２８】
電力制御装置７０により制御され、コンバータ５０において所要の直流電圧に昇圧された直流電圧Ｖｄｃ２は、インバータ２６に出力される。
【０１２９】
一方、ゲート駆動パルス発生回路９１の発振回路１００は所要の周波数のパルス信号を発生させる。発振回路１００において発生したパルス信号は分周器１０１により各ＩＧＢＴ９０ａ，９０ｂに分配されるように分周され、さらにアンプ１０２により増幅されてゲート信号としてインバータ２６の各ＩＧＢＴ９０ａ，９０ｂに入力される。
【０１３０】
ゲート信号のパルス幅は、共振回路３０の共振周波数の１／２周期から１周期までの間の長さとされる。
【０１３１】
インバータ２６の各ＩＧＢＴ９０ａ，９０ｂは、ゲート駆動パルス発生回路９１から受けたゲート信号により交互にオンオフ制御される。このため、コンバータ５０からインバータ２６に与えられた直流電圧は共振回路３０の共振周波数の周期に相当する幅のステップ電圧に変換されてトランス２７の一次巻線２８に交互に印加される。
【０１３２】
トランス２７の一次巻線２８に印加されたステップ電圧は、トランス２７の二次巻線２９において共振周波数の共振電圧に変換され、放電部２１に印加される。このため、共振回路３０には共振周波数の出力電流が流れるとともに、放電部２１の各放電電極２３，２３間には、高圧電源２２Ａの出力電力に応じたエネルギの放電が発生する。
【０１３３】
さらに、放電部２１の各放電電極２３，２３間に発生した放電の作用により浄化対象ガスＸが浄化される。
【０１３４】
すなわち、排ガス浄化装置２０Ｂは、浄化対象ガスＸの温度等の条件に応じて電力制御装置７０によりコンバータ５０の出力電力をフィードバック制御し、放電部２１の各放電電極２３，２３間に適切なエネルギの放電を発生させることにより浄化対象ガスＸを浄化する構成である。
【０１３５】
排ガス浄化装置２０Ｂによれば、排ガス浄化装置２０Ａの効果に加え、浄化対象ガスＸの温度等の条件に応じてコンバータ５０の出力電力が適切な出力電力となるようにフィードバック制御できるため、より良好な電源効率で効率的に浄化対象ガスＸを浄化させることができる。
【０１３６】
また、排ガス浄化装置２０Ｂでは、電流検出手段７５により検出された直流電流値と電圧検出手段７６により検出された直流電圧値とを積算することにより得られた出力電力に基づいてコンバータ５０の出力電力を制御する構成であるため、より正確に放電部２１の各放電電極２３，２３間に発生させる放電のエネルギを制御することができる。
【０１３７】
また、排ガス浄化装置２０Ｂでは、コンバータ５０の入力電流と入力電圧から求めた入力電力に基づいて放電部２１の各放電電極２３，２３間に発生させる放電のエネルギを制御することができる。
【０１３８】
【発明の効果】
本発明に係る排ガス浄化装置においては、自動車のエンジン等の内燃機関から排出される排ガス等の浄化対象ガスをより良好な電源効率で浄化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る排ガス浄化装置の第１の実施形態を示す構成図。
【図２】図１に示す高圧電源におけるインバータの回路構成の一例を示す図。
【図３】図１に示す高圧電源において共振電圧および交流電流を発生させる手順を説明する図。
【図４】本発明に係る排ガス浄化装置の第２の実施形態を示す構成図。
【図５】図４に示す排ガス浄化装置における高圧電源の回路構成の一例を示す図。
【図６】本発明に係る排ガス浄化装置の第３の実施形態を示す構成図。
【図７】図６に示す排ガス浄化装置の電力制御装置の一例を示すブロック線図。
【図８】図７に示す電力制御装置と接続される高圧電源の回路構成の一例を示す図。
【図９】図８に示す高圧電源のインバータに接続されるゲート駆動パルス発生回路の一例を示すブロック線図。
【図１０】従来の排排ガス浄化装置を示す構成図。
【符号の説明】
２０，２０Ａ，２０Ｂ 排ガス浄化装置
２１ 放電部
２２、２２Ａ 高圧電源
２３ 放電電極
２４ ガス流路
２５ 直流電源
２６ インバータ
２７ トランス
２８ 一次巻線
２９ 二次巻線
３０ 共振回路
４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ スイッチ回路
４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ ＩＧＢＴ
４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ ダイオード
５０ コンバータ
６０ トランス
６１ａ，６１ｂ 一次巻線
６２ａ，６２ｂ ＩＧＢＴ
６３ａ，６３ｂ 二次巻線
６４ ダイオード
６５ インダクタンス
６６ コンデンサ
７０ 電力制御装置
７１ 電力指令回路
７２ 電力制御回路
７３ 電圧制御回路
７４ ＰＷＭ回路
７５ 電流検出手段
７６ 電圧検出手段
７７ フィルタ回路
８０ 電力パターン発生回路
８１ ローパスフィルタ
８２ 電力調整器
８３ 出力電圧リミッタ
８４ 電圧調整器
８５ アンプ
９０ａ，９０ｂ ＩＧＢＴ
９１ ゲート駆動パルス発生回路
１００ 発振回路
１０１ 分周器
１０２ アンプ
Ａ 出力電流波形
Ｂ 出力電流波形
Ｃ 出力電圧波形
Ｄ 出力電圧波形
Ｅ ステップ電圧波形
Ｆ ステップ電圧波形
Ｇ ゲート信号
Ｈ ゲート信号
Ｘ 浄化対象ガス[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an exhaust gas purification apparatus that removes and purifies harmful substances such as particulate matter from a gas to be purified.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there is an exhaust purification device shown in FIG. 10 as a device for purifying a purification target gas such as automobile exhaust gas using discharge energy (see, for example, Patent Document 1).
[0003]
A conventional exhaust gas purification apparatus 1 is configured such that exhaust gas X discharged from an internal combustion engine such as an automobile engine. ₀ A pair of discharge electrodes 3, 4 are provided facing each other in the flow path 2, and an AC high voltage from the AC high voltage power source 5 is applied to the discharge electrodes 3, 4. A DC voltage is applied to the AC high-voltage power supply 5 from the DC power supply 6 as a primary power supply.
[0004]
An AC high voltage power supply 5 is connected to an engine control circuit 7 for controlling the engine, and a PWM (Pulse Width Modulation) circuit 8, a filter circuit 9 and a current probe 10 are connected in series to the AC high voltage power supply 5. Is done.
[0005]
The AC high-voltage power supply 5 has a configuration in which a DC (Direct Current) / DC converter 11 that boosts a DC voltage, an inverter 12 that converts DC voltage to an AC voltage, and a transformer 13 are connected in series. A DC power source 6 as a power source is connected. One side of the secondary winding 14 of the transformer 13 is connected to one discharge electrode 3 of the two discharge electrodes 3 and 4, and the other side of the secondary winding 14 and the other discharge electrode 4 are grounded. .
[0006]
An inverter drive circuit 15 is connected to the inverter 12, and the inverter drive circuit 15 is connected to the engine control circuit 7. The inverter drive circuit 15 is controlled by the engine control circuit 7, and the inverter 12 is controlled by the inverter drive circuit 15.
[0007]
On the other hand, the PWM circuit 8 is connected to the DC / DC converter 11, and the current probe 10 is provided on the ground side of the secondary winding 14 of the transformer 13.
[0008]
The DC voltage supplied from the DC power supply 6 is boosted by the DC / DC converter 11 and is supplied to the inverter 12. Inverter 12 converts the DC voltage received from DC / DC converter 11 into a high-frequency AC voltage and applies it to transformer 13 in accordance with a control signal received from engine control circuit 7 through inverter drive circuit 15. Further, the transformer 13 boosts the AC voltage received from the inverter 12 and applies it to the discharge electrodes 3 and 4.
[0009]
As a result, the discharge of energy corresponding to the control signal set by the engine control circuit 7 is induced between the discharge electrodes 3 and 4 based on the operating state of the engine. Exhaust gas X passing between 4 ₀ Is purified.
[0010]
Here, since the discharge energy between the discharge electrodes 3 and 4 changes depending on the generation conditions such as temperature and the presence of dirt, the discharge of the optimum energy controlled by the engine control circuit 7 is not actually achieved. . For this reason, it is necessary to maintain optimum discharge energy between the discharge electrodes 3 and 4.
[0011]
Therefore, in order to correct the actual discharge energy between the discharge electrodes 3 and 4, the current on the secondary winding 14 side of the transformer 13, that is, the discharge current between the discharge electrodes 3 and 4 is detected by the current probe 10. It is given to the filter circuit 9 as a current detection signal. The filter circuit 9 removes the noise component of the discharge current detection signal received from the current probe 10 and applies it to the PWM circuit 8. The PWM circuit 8 outputs a control signal according to the discharge current detection signal received from the filter circuit 9 to DC / DC. By giving to the converter 11, the DC voltage output from the DC / DC converter 11 is controlled.
[0012]
For this reason, the DC voltage output from the DC / DC converter 11 is controlled according to the current value on the secondary winding 14 side measured by the current probe 10, and the AC voltage applied between the discharge electrodes 3 and 4 is controlled. Adjusted. Along with this, the electric power applied between the discharge electrodes 3 and 4, that is, the discharge energy is adjusted.
[0013]
In other words, the conventional exhaust purification device 1 is configured such that the exhaust gas X introduced between the discharge electrodes 3 and 4 by the discharge of energy controlled according to the operating state of the engine. ₀ In this configuration, the current value in the vicinity of the discharge electrodes 3 and 4 is measured, and feedback control is performed so as to correct the discharge to have an appropriate energy.
[0014]
[Patent Document 1]
JP 2001-098932 A (refer to page 1 to page 4, FIG. 1)
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional exhaust gas purification apparatus 1, loss occurs in the voltage conversion process of conversion from low DC voltage to high DC voltage, conversion from high DC voltage to high frequency voltage, and boosting of high frequency voltage, resulting in a decrease in power supply efficiency. It leads to.
[0016]
However, when the exhaust gas purification device is applied to an internal combustion engine such as an engine used for a moving body such as an automobile, it is necessary to supply the power of the moving body such as an automobile with the output of the internal combustion engine. Is important.
[0017]
Further, the conventional exhaust gas purification apparatus 1 is configured to measure the current value near the discharge electrodes 3 and 4 and correct the output of the AC high-voltage power supply 5 based on the current value. It is difficult and the actual accurate power is not detected. For this reason, precisely, the power supply efficiency of the AC high-voltage power supply 5 is not necessarily optimized.
[0018]
Furthermore, when the exhaust gas purification device is mounted on a moving body such as an automobile, it is desired to reduce the size of the device.
[0019]
The present invention has been made to cope with such a conventional situation, and is an exhaust gas purification capable of purifying a purification target gas such as exhaust gas discharged from an internal combustion engine such as an automobile engine with better power supply efficiency. An object is to provide an apparatus.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an exhaust gas purifying apparatus according to the present invention comprises a high-voltage power source having a transformer and a discharge unit having a discharge electrode as described in claim 1, and an object to be purified between the discharge electrodes. A gas is guided and a resonance voltage is applied to the discharge part by applying a step voltage from a primary winding of the transformer to a resonance circuit formed by a leakage inductance of the transformer and a capacitance of the discharge part, and a discharge electrode The present invention is characterized in that the gas to be purified is purified by generating a discharge in the meantime.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of an exhaust gas purification apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0022]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of an exhaust gas purifying apparatus according to the present invention.
[0023]
The exhaust gas purification device 20 includes a discharge unit 21 and a high-voltage power source 22 connected to the discharge unit 21.
[0024]
The discharge unit 21 has a configuration in which a pair of discharge electrodes 23 and 23 are arranged to face each other, and a purification target gas X such as exhaust gas discharged from a moving body such as an automobile is guided to each discharge electrode 23 and 23.
[0025]
On the other hand, the high voltage power supply 22 has a configuration in which a DC power supply 25, an inverter 26 for converting a DC voltage into an AC voltage, and a transformer 27 are connected in series. A primary winding 28 of the transformer 27 is connected to the inverter 26, and a secondary winding 29 of the transformer 27 is connected to the discharge unit 21.
[0026]
As a result, when the circuit constituted by the transformer 27 and the discharge unit 21 shorts one of the primary winding 28 and the secondary winding 29 of the transformer 27, for example, both ends of the secondary winding 29, This is equivalent to a circuit in which an inductance remaining between both ends of the primary winding 28 serving as the other winding, that is, a leakage inductance and the electrostatic capacity of the discharge unit 21 are connected in series.
[0027]
The resonance circuit 30 is configured by the leakage inductance and the capacitance of the discharge unit 21.
[0028]
Here, assuming that the electrostatic capacity of the discharge unit 21 is Cr and the leakage inductance is Ls, the resonance frequency fr in the resonance circuit 30 is obtained by Expression (1).
[0029]
[Expression 1]

[0030]
In order to adjust the resonance frequency in the resonance circuit 30, an external inductance is separately connected in series to the primary winding 28 or the secondary winding 29 of the transformer 27, and the external inductance, the leakage inductance, and the electrostatic capacity of the discharge unit 21. The resonance circuit 30 may be configured by a series circuit of
[0031]
That is, even if other elements are connected, the circuit including the leakage inductance and the electrostatic capacity of the discharge unit 21 may constitute the resonance circuit 30 as a whole.
[0032]
The inverter 26 of the high-voltage power supply 22 converts a DC voltage received from the DC power supply 25 into a bipolar step voltage that alternately repeats positive polarity and negative polarity and applies a circuit to the primary winding 28 of the transformer 27. Constitute.
[0033]
As a result, a bipolar resonance voltage is applied to the discharge unit 21 by a bipolar step voltage having a resonance frequency applied to the primary winding 28 of the transformer 27.
[0034]
That is, the high voltage power supply 22 has a function of applying a bipolar resonance voltage to the discharge unit 21 by the DC power supply 25, the inverter 26 and the transformer 27. The output voltage of the high-voltage power supply 22 can be made variable, and the output frequency can be made variable within a range up to the maximum frequency determined depending on the resonance frequency of the resonance circuit 30 so that an AC voltage can be outputted. However, one of the output voltage or the output frequency of the high-voltage power supply 22 may be a fixed value.
[0035]
FIG. 2 is a diagram showing an example of the circuit configuration of the inverter 26 in the high-voltage power supply 22 shown in FIG.
[0036]
The inverter 26 of the high-voltage power supply 22 is configured by a full bridge circuit, for example, and the first to fourth switch circuits 40a, 40b, 40c, and 40d are arranged in four pieces. The first and third switch circuits 40a and 40c are connected to the positive electrode side of the DC power supply 25, respectively, while the second and fourth switch circuits 40b and 40d are connected to the negative electrode side of the DC power supply 25, respectively.
[0037]
Further, each of the switch circuits 40a, 40b, 40c, and 40d is connected to the primary winding 28 of the transformer 27 and is connected to a gate drive pulse generation circuit (not shown).
[0038]
Each switch circuit 40a, 40b, 40c, 40d is configured by, for example, IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) 41a, 41b, 41c, 41d as examples of switch elements and diodes 42a, 42b, 42c, 42d connected in parallel. Is done. The surge voltage induced by the transformer 27 is suppressed by the diodes 42a, 42b, 42c, and 42d, the IGBTs 41a, 41b, 41c, and 41d are protected, and the first to fourth switch circuits 40a, 40b, 40c, The current flowing induced by 40d is guided to the transformer 27, and energy efficiency is improved.
[0039]
The inverter 26 controls the on / off operation of each of the IGBTs 41 a, 41 b, 41 c, 41 d by the gate drive pulse generation circuit, thereby converting the DC voltage received from the DC power supply 25 into a step voltage having a frequency corresponding to the resonance frequency of the resonance circuit 30. It can be converted and applied to the primary winding 28 of the transformer 27.
[0040]
The inverter 26 is not limited to a full bridge circuit, but may be a half bridge circuit or a push-pull circuit as long as the DC voltage can be converted into a step voltage having a frequency corresponding to the resonance frequency of the resonance circuit 30.
[0041]
Next, the operation of the exhaust gas purification device 20 will be described.
[0042]
First, the purification target gas X such as exhaust gas discharged from a moving body such as an automobile is guided between the discharge electrodes 23 and 23 of the discharge unit 21.
[0043]
Next, a resonance voltage is applied to the discharge unit 21 by the high-voltage power supply 22. For this reason, electric power discharge according to the resonance voltage occurs between the discharge electrodes 23 of the discharge part 21.
[0044]
FIG. 3 is a diagram illustrating a procedure for generating a resonance voltage and an alternating current in the high-voltage power supply 22 shown in FIG.
[0045]
3A is a diagram showing output current waveforms A and B of the high-voltage power supply 22, FIG. 3B is a diagram showing resonance voltage waveforms C and D output from the high-voltage power supply 22, and FIG. FIG. 4D is a diagram showing step voltage waveforms E and F applied to the primary winding 28 of the transformer 27. FIG. 4D is a diagram showing IGBTs 41a and 41d of the first and fourth switch circuits 40a and 40d in the inverter 26 of the high-voltage power supply 22. FIG. 5E is a diagram showing gate signals G respectively supplied from the gate drive pulse generating circuit not to be operated; FIG. 5E is a diagram showing gate drive pulses not shown in the IGBTs 41b and 41c of the second and third switch circuits 40b and 40c in the inverter 26 of the high-voltage power supply 22; It is a figure which shows the gate signal H each given from the generation circuit.
[0046]
First, a DC voltage is applied from the DC power supply 25 to the inverter 26. In the inverter 26, on / off operations of the IGBTs 41a, 41b, 41c, and 41d are controlled by a gate drive pulse generation circuit.
[0047]
A gate signal G shown in FIG. 3D is applied to the IGBTs 41a and 41d of the first and fourth switch circuits 40a and 40d from a gate drive pulse generation circuit (not shown).
[0048]
Therefore, current flows from the DC power source 25 to the IGBT 41a of the first switch circuit 40a and the primary winding 28 of the transformer 27, the IGBT 41a of the fourth switch circuit 40d and the diodes 42a and 42d, and the primary winding 28 of the transformer 27. A step voltage having a width corresponding to the resonance frequency fr of the resonance circuit 30 and having a positive polarity and a step voltage waveform E shown in FIG. 3C is applied.
[0049]
In order to set the width of the step voltage waveform E of the step voltage applied to the primary winding 28 of the transformer 27 to the resonance frequency fr, the pulse width d of the gate signal G applied to the IGBTs 41a and 41d is set to the resonance frequency fr of the resonance circuit 30. The length may be a period between 1/2 cycle and 1 cycle.
[0050]
Due to the positive step voltage of the resonance frequency fr applied to the primary winding 28 of the transformer 27, the secondary winding 29 of the transformer 27 has a positive resonance voltage waveform C as shown in FIG. The resonance voltage is converted to a resonance voltage that is output from the high-voltage power supply 22 and applied to the discharge unit 21 of the resonance circuit 30.
[0051]
Therefore, an output current having a frequency corresponding to the resonance frequency fr like the output current waveform A shown in FIG. 3A flows through the resonance circuit 30, and between the discharge electrodes 23 and 23 of the discharge unit 21, Discharge of energy corresponding to the output power of the high-voltage power supply 22 occurs.
[0052]
Further, the purification target gas X introduced between the discharge electrodes 23 and 23 is purified by the action of the discharge generated between the discharge electrodes 23 and 23 of the discharge unit 21.
[0053]
Next, the gate signals H shown in FIG. 3E are applied to the IGBTs 41b and 41c of the second and third switch circuits 40b and 40c from a gate drive pulse generation circuit (not shown).
[0054]
Therefore, a current flows from the DC power source 25 to the IGBT 41c of the third switch circuit 40c, the primary winding 28 of the transformer 27, the IGBT 41b of the second switch circuit 40b, and the diodes 42b and 42c, and the primary winding 28 of the transformer 27. A step voltage having a negative step voltage waveform F having a width corresponding to the resonance frequency fr of the resonance circuit 30 as shown in FIG.
[0055]
The negative step voltage applied to the primary winding 28 of the transformer 27 is as shown in FIG. 3B in the secondary winding 29 of the transformer 27, as in the case where the positive step voltage is applied. The resonance voltage fr is converted to a resonance voltage having a negative resonance voltage waveform D, and the resonance voltage output from the high-voltage power supply 22 is applied to the discharge unit 21.
[0056]
Therefore, an output current having an output current waveform B having a frequency corresponding to the resonance frequency fr as shown in FIG. 3A flows through the resonance circuit 30, and between the discharge electrodes 23, 23 of the discharge unit 21. The discharge of energy corresponding to the output power of the high-voltage power supply 22 occurs.
[0057]
Further, the purification target gas X introduced between the discharge electrodes 23 and 23 is purified by the action of the discharge generated between the discharge electrodes 23 and 23 of the discharge unit 21.
[0058]
Then, in the inverter 26 of the high-voltage power supply 22, the switch circuits 40 a, 40 b, 40 c, and 40 d are alternately turned on and off, whereby a positive step voltage and a negative step voltage are generated in the primary winding 28 of the transformer 27. The applied positive and negative step voltages are alternately applied from the secondary winding 29 of the transformer 27 to the discharge unit 21 as a resonance voltage having a resonance frequency.
[0059]
As a result, a discharge of energy corresponding to the output power of the high-voltage power supply 22 is continuously generated between the discharge electrodes 23 and 23 of the discharge unit 21 and is guided between the discharge electrodes 23 and 23 by the action of the generated discharge. The purification target gas X can be purified.
[0060]
The output power of the high-voltage power supply 22 is detected and integrated by detecting the DC voltage and DC current applied from the DC power supply 25 to the inverter 26, and further, the power loss in the elements connected to the inverter 26, the transformer 27 and other high-voltage power supply 22 is calculated. It can be obtained by correcting.
[0061]
That is, the exhaust gas purification device 20 forms a resonance circuit 30 by the leakage inductance of the transformer 27 of the high-voltage power supply 22 and the capacitance of the discharge unit 21, and applies a resonance voltage to the discharge unit 21. The purification target gas X is purified by the discharge generated between the discharge electrodes 23 and 23.
[0062]
In the exhaust gas purification device 20, since the electrostatic capacity of the discharge unit 21 forms the resonance circuit 30, it is possible to generate discharge with better power supply efficiency.
[0063]
That is, since the voltage applied to the discharge unit 21 by applying a step voltage to the primary winding 28 of the transformer 27 is used as the resonance voltage, the voltage applied to the discharge unit 21 is sinusoidal in the primary winding 28 of the transformer 27. It is possible to double the voltage when an AC voltage obtained by applying and converting the AC voltage is applied.
[0064]
For this reason, the number of turns of the secondary winding 29 of the transformer 27 can be reduced to about ½ that when a sinusoidal AC voltage is applied to the primary winding 28 of the transformer 27. Accordingly, in the exhaust gas purification device 20, the transformer 27 can be made smaller.
[0065]
FIG. 4 is a block diagram showing a second embodiment of the exhaust gas purifying apparatus according to the present invention.
[0066]
The exhaust gas purification device 20A shown in FIG. 4 is different from the exhaust gas purification device 20 shown in FIG. Since other configurations and operations are not substantially different from those of the exhaust gas purifying apparatus 20 shown in FIG. 1, only the configuration of the high-voltage power supply 22A will be described with the same reference numerals given to the same configurations.
[0067]
In the high-voltage power supply 22A of the exhaust gas purifying apparatus 20A, a converter 50 that boosts the DC voltage is connected between the DC power supply 25 and the inverter 26. DC power supply 25 applies a DC voltage to converter 50, and converter 50 boosts the DC voltage received from DC power supply 25 to a required DC voltage. The DC voltage boosted by converter 50 is applied to inverter 26.
[0068]
That is, when the DC power supply 25 is a low-voltage power supply such as a battery, for example, the output voltage of the DC power supply 25 can be boosted to a required DC voltage by the converter 50 and then applied to the inverter 26. .
[0069]
FIG. 5 is a diagram showing an example of a circuit configuration of the high voltage power supply 22A in the exhaust gas purifying apparatus 20A shown in FIG.
[0070]
The circuit configuration of the high-voltage power supply 22A of the exhaust gas purification device 20A is, for example, the circuit configuration shown in FIG.
[0071]
The converter 50 of the high-voltage power supply 22A includes, for example, a transformer 60, FETs (Field Effect Transistors) 62a and 62b as switch elements connected to the primary windings 61a and 61b of the transformer 60, and secondary windings 63a and 62a of the transformer 60, respectively. It is constituted by elements such as diodes 64, 64, 64, inductance 65 and the like connected to 63b. However, in the converter 50, elements such as the diodes 64, 64, 64, and the inductance 65 may be added or deleted as necessary.
[0072]
The required DC voltage boosted from the DC power supply 25 can be controlled by on / off control of the FETs 62a and 62b connected to the converter 50 and the transformer 60, respectively.
[0073]
For this reason, for example, by connecting a voltage control circuit for setting a voltage control command in accordance with the engine control state of the automobile to each FET 62a, 62b of the converter 50, and applying the voltage control command to each FET 62a, 62b by the voltage control circuit, The DC voltage boosted by converter 50, that is, the DC voltage applied to inverter 26 can be controlled.
[0074]
On the other hand, the inverter 26 of the high-voltage power supply 22A is the same as the circuit configuration of the inverter 26 shown in FIG.
[0075]
A capacitor 66 is provided between the terminals on the output side of the converter 50 of the high-voltage power supply 22A in order to stabilize the output DC voltage.
[0076]
In the exhaust gas purification device 20A, in addition to the same effect as the exhaust gas purification device 20, even if the DC power source 25 is a low voltage DC power source 25 such as a battery, the converter 50 can boost the DC power source to a required DC voltage. For this reason, the exhaust gas purifying apparatus 20A is used without a separate large DC power supply 25 for an object including a low voltage DC power supply 25 such as a battery such as a moving body such as an automobile. Can do.
[0077]
Further, for example, the DC voltage boosted by the converter 50 can be adjusted in accordance with conditions such as the driving state of the automobile engine, and the energy of the discharge generated between the discharge electrodes 23 and 23 of the discharge unit 21 can be controlled. . For this reason, in the exhaust gas purifying apparatus 20A, it is possible to generate a discharge with more optimal energy according to conditions such as the amount and temperature of the purification target gas X, and to purify the purification target gas X with good power efficiency.
[0078]
FIG. 6 is a block diagram showing a third embodiment of the exhaust gas purifying apparatus according to the present invention.
[0079]
The exhaust gas purifying device 20B shown in FIG. 6 is different from the exhaust gas purifying device 20A shown in FIG. 4 in that the power control device 70 is connected to the converter 50. Since other configurations and operations are not substantially different from those of the exhaust gas purifying apparatus 20A shown in FIG. 4, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0080]
A power control device 70 is connected to the converter 50 of the exhaust gas purification device 20B.
[0081]
The power control device 70 has a configuration in which a power command circuit 71, a power control circuit 72, a voltage control circuit 73, and a PWM circuit 74 are connected in series, and the PWM circuit 74 is connected to the converter 50.
[0082]
Further, a current detection means 75 and a voltage detection means 76 are provided on the output side of the converter 50. The current detection means 75 is connected to the power control circuit 72 of the power control device 70 via the filter circuit 77, while the voltage detection means 76 is connected to the power control circuit 72 and the voltage control circuit of the power control device 70 via the filter circuit 77. 73.
[0083]
The current detection means 75 has a function of detecting a direct current output from the converter 50 to the inverter 26 and supplying the detected direct current value to the power control circuit 72 of the power control device 70 via the filter circuit 77.
[0084]
Voltage detection means 76 detects the DC voltage output from converter 50 to inverter 26 and provides the detected DC voltage value to power control circuit 72 and voltage control circuit 73 of power control device 70 via filter circuit 77. It has a function.
[0085]
On the other hand, the power command circuit 71 of the power control device 70 causes the inverter 26 to generate an optimal energy discharge between the discharge electrodes 23 and 23 of the discharge unit 21 in accordance with conditions such as the temperature of the purification target gas X. The power control circuit 72 has a function of supplying power to be applied, that is, output power of the converter 50 as a power command value.
[0086]
The power control circuit 72 of the power control device 70 sets the output voltage command value of the converter 50 based on the power actually output from the converter 50 to the inverter 26 and the power command value received from the power command circuit 71, and the voltage A function to be given to the control circuit 73.
[0087]
That is, the power control circuit 72 obtains the power obtained by integrating the DC current value detected by the current detection means 75 and the DC voltage value detected by the voltage detection means 76, that is, from the power feedback and power command circuit 71. By inputting a difference from the received power command value, an output voltage command value of the converter 50 is set and given to the voltage control circuit 73.
[0088]
The voltage control circuit 73 of the power control device 70 performs PWM based on the difference between the DC voltage value received from the voltage detection means 76 via the filter circuit 77, that is, the output voltage feedback and the output voltage command value received from the power control circuit 72. It has a function of setting a circuit control signal and a function of giving the set PWM circuit control signal to the PWM circuit 74.
[0089]
The PWM circuit 74 of the power control device 70 has a function of performing PWM control by giving a control signal to the converter 50 based on the PWM circuit control signal received from the voltage control circuit 73.
[0090]
7 is a block diagram showing an example of the power control device 70 of the exhaust gas purification device 20B shown in FIG. 6, and FIG. 8 shows an example of the circuit configuration of the high-voltage power supply 22A connected to the power control device 70 shown in FIG. FIG.
[0091]
As shown in FIG. 7, the power control device 70 has a configuration in which a power command circuit 71, a power control circuit 72, a voltage control circuit 73, and a PWM circuit 74 are connected in series.
[0092]
The power command circuit 71 is configured by a power pattern generation circuit 80, for example.
[0093]
The power pattern generation circuit 80 of the power command circuit 71 has a function of setting the output power of the converter 50 according to the condition of the purification target gas X. For example, when the temperature Tg of the purification target gas X and the appropriate output power P of the converter 50 are associated in advance, and the temperature Tg of the purification target gas X is input to the power pattern generation circuit 80, the appropriate output power P of the converter 50 is obtained. Has the function of setting.
[0094]
On the other hand, a low-pass filter 81 is provided as a filter circuit 77 connected to the current detection means 75 and the voltage detection means 76, respectively. Each low-pass filter 81 has a function of removing the operating frequency, high frequency, and noise component of the converter 50 by inputting the DC current value Idc2 detected by the current detector 75 or the DC voltage value Vdc2 detected by the voltage detector 76. .
[0095]
The DC current value Idc2 and the DC voltage value Vdc2 from which the high-frequency components have been removed by the respective low-pass filters 81 are integrated to form a power feedback Pf, and the DC voltage value Vdc2 is set to an output voltage feedback Vdc2f.
[0096]
The power control circuit 72 has a configuration in which, for example, a power regulator 82 and an output voltage limiter 83 are connected.
[0097]
The power regulator 82 of the power control circuit 72 receives the power feedback Pf received from each low-pass filter 81 and the power command value P received from the power command circuit 71. ^* The output voltage command value of the converter 50 is set based on the difference between and the output voltage limiter 83.
[0098]
In output voltage limiter 83 of power control circuit 72, an upper limit Vdc2max and a lower limit Vdc2min of the output voltage of converter 50 are stored in advance.
[0099]
Here, it is impossible to generate a discharge between the discharge electrodes 23 and 23 unless the energy applied between the discharge electrodes 23 and 23 of the discharge unit 21 exceeds a certain value. For this reason, the output voltage of the converter 50 that can give energy necessary for generating a discharge between the discharge electrodes 23 and 23 of the discharge unit 21 is set in the output voltage limiter 83 as the lower limit Vdc2min of the output voltage. The
[0100]
The output voltage limiter 83 outputs a voltage command value Vdc2 such that the voltage command value output from the power control circuit 72 is a value between Vdc2max and Vdc2min. ^* Is set and applied to the voltage control circuit 73.
[0101]
At this time, the output voltage adjustment value Vdc2r is added to the signal set by the power regulator 82. ^* Is added, the output voltage command value Vdc2 of the converter 50 that can give the energy necessary to generate a discharge between the discharge electrodes 23, 23 of the discharge unit 21. ^* Adjusted to
[0102]
The voltage control circuit 73 is configured by a voltage regulator 84, for example. The voltage regulator 84 outputs the output voltage feedback Vdc2f received from the low pass filter 81 and the output voltage command value Vdc2 set in the power control circuit 72. ^* And the function of setting the PWM circuit control signal Ec based on the difference between the PWM circuit control signal Ec and the PWM circuit 74.
[0103]
An amplifier 85 is connected to the PWM circuit 74. The PWM circuit 74 sets a control signal based on the PWM circuit control signal Ec received from the voltage control circuit 73, amplifies the set control signal via the amplifier 85, and then a plurality of, for example, 2 provided in the converter 50. The converter 50 has a function of PWM control by giving to the two FETs 62a and 62b.
[0104]
On the other hand, as shown in FIG. 8, the high-voltage power supply 22A connected to the power control device 70 has a configuration in which a DC power supply 25, a converter 50, and an inverter 26 are connected in series as in the exhaust gas purification device 20A shown in FIG. is there.
[0105]
DC power supply 25 and converter 50 of high-voltage power supply 22A have the same circuit configuration as DC power supply 25 and converter 50 of exhaust gas purifying apparatus 20A shown in FIG.
[0106]
7 is connected to the two FETs 62a and 62b of the converter 50 of the high-voltage power supply 22A. That is, the PWM circuit 74 of the power control device 70 is connected to the two FETs 62a and 62b of the converter 50 via the amplifier 85, and is configured to be able to perform PWM control of the converter 50.
[0107]
On the other hand, the inverter 26 of the high voltage power source 22A constitutes a push-pull circuit, for example, and the primary winding 28 of the transformer 27 is connected to the two IGBTs 90a and 90b, respectively. The two IGBTs 90 a and 90 b are connected to the gate drive pulse generation circuit 91.
[0108]
FIG. 9 is a block diagram showing an example of a gate drive pulse generation circuit 91 connected to the inverter 26 of the high voltage power supply 22A shown in FIG.
[0109]
The gate drive pulse generation circuit 91 has a configuration in which, for example, the oscillation circuit 100, the frequency divider 101, and the amplifier 102 are connected in series. The gate drive pulse generation circuit 91 distributes a pulse signal having a required frequency generated by the oscillation circuit 100 to a signal to each of the IGBTs 90a and 90b by the frequency divider 101, and by an amplifier 102 connected to each of the IGBTs 90a and 90b. A gate signal having a required pulse width can be set by amplification.
[0110]
Next, the operation of the exhaust gas purification device 20B will be described.
[0111]
First, the purification target gas X such as exhaust gas discharged from a moving body such as an automobile is guided between the discharge electrodes 23 and 23 of the discharge unit 21, and the conditions of the purification target gas X, for example, the temperature Tg, are continuously consumed. Input to the command circuit 71.
[0112]
When the time-series temperature Tg of the purification target gas X is input, the power pattern generation circuit 80 of the power command circuit 71 receives an appropriate power command value P for the converter 50 when the temperature of the purification target gas X is Tg. ^* Is continuously applied to the power regulator 82 of the power control circuit 72.
[0113]
The power regulator 82 of the power control circuit 72 receives the power command value P received from the power command circuit 71. ^* Is set to the output voltage command value of the converter 50 and applied to the output voltage limiter 83.
[0114]
The output voltage limiter 83 adjusts the output voltage command value received from the power regulator 82 to the output voltage adjustment value Vdc2r as necessary. ^* And the output voltage command value Vdc2 so as to be a value between Vdc2max and Vdc2min. ^* Is applied to the voltage regulator 84 of the voltage control circuit 73.
[0115]
The voltage regulator 84 of the voltage control circuit 73 receives the output voltage command value Vdc2 received from the output voltage limiter 83. ^* The PWM circuit control signal Ec is set based on the output voltage feedback Vdc2f via the low-pass filter 81, and the set PWM circuit control signal Ec is supplied to the PWM circuit 74.
[0116]
The PWM circuit 74 sets a control signal based on the PWM circuit control signal Ec received from the voltage regulator 84, amplifies the set control signal via the amplifier 85, and then supplies the set control signal to the FETs 62 a and 62 b of the converter 50. Thus, the converter 50 is PWM-controlled.
[0117]
When the FETs 62a and 62b of the converter 50 are turned on as controlled by the PWM circuit 74, a pulse voltage is applied from the DC power supply 25 to the primary windings 61a and 61b of the transformer 60 connected to the FETs 62a and 62b in the on state. The applied pulse voltage becomes a pulse voltage boosted in the secondary windings 63a and 63b of the transformer 60.
[0118]
That is, the DC voltage output from the converter 50 is adjusted by controlling the FETs 62a and 62b in accordance with the control signal of the PWM circuit 74.
[0119]
The DC voltage boosted in converter 50 is output to inverter 26, and a current flows through converter 50 and inverter 26. At this time, the DC voltage value Vdc2 output to the inverter 26 is detected by the voltage detection means 76, while the DC current value Idc2 output from the converter 50 to the inverter 26 is detected by the current detection means 75.
[0120]
Further, the current detection means 75 gives the detected DC current value Idc2 to the low-pass filter 81. Similarly, the voltage detector 76 gives the detected DC voltage value Vdc2 to the low-pass filter 81.
[0121]
Therefore, the high-frequency component of the direct current value Idc2 detected by the current detector 75 or the direct current voltage value Vdc2 detected by the voltage detector 76 in each low-pass filter 81 is removed.
[0122]
The DC current value Idc2 and the DC voltage value Vdc2 from which the high frequency components have been removed by the respective low-pass filters 81 are integrated to form a power feedback Pf, which is supplied to the power regulator 82 of the power control circuit 72, while the DC voltage value Vdc2 is The output voltage feedback Vdc2f is supplied to the voltage regulator 84 of the voltage control circuit 73.
[0123]
The power regulator 82 of the power control circuit 72 receives the power feedback Pf received from each low-pass filter 81 and the power command value P received from the power command circuit 71. ^* The output voltage command value of the converter 50 is set again based on the difference between and the output voltage limiter 83. The output voltage limiter 83 again adjusts the output voltage command value Vdc2r as necessary to the output voltage command value received from the power regulator 82. ^* And the output voltage command value Vdc2 so as to be a value between Vdc2max and Vdc2min. ^* Is applied to the voltage regulator 84 of the voltage control circuit 73.
[0124]
That is, the output voltage command value Vdc2 ^* Is feedback controlled in the power control circuit 72.
[0125]
Further, the voltage regulator 84 of the voltage control circuit 73 receives the output voltage feedback Vdc2f received from the low-pass filter 81 and the output voltage command value Vdc2 received from the output voltage limiter 83. ^* The PWM circuit control signal Ec is set based on the difference between the PWM circuit control signal Ec and the set PWM circuit control signal Ec.
[0126]
That is, the PWM circuit control signal Ec is feedback controlled by the voltage regulator 84.
[0127]
Therefore, the PWM circuit 74 performs PWM control on the DC voltage Vdc2 output from the converter 50 by the feedback-controlled PWM circuit control signal Ec. That is, the output power of the converter 50 by the power control device 70 is the power command value P set in the power command circuit 71. ^* It is controlled to become.
[0128]
DC voltage Vdc <b> 2 controlled by power control device 70 and boosted to a required DC voltage in converter 50 is output to inverter 26.
[0129]
On the other hand, the oscillation circuit 100 of the gate drive pulse generation circuit 91 generates a pulse signal having a required frequency. The pulse signal generated in the oscillation circuit 100 is divided by the frequency divider 101 so as to be distributed to the IGBTs 90a and 90b, further amplified by the amplifier 102, and input to the IGBTs 90a and 90b of the inverter 26 as gate signals.
[0130]
The pulse width of the gate signal is set to a length from 1/2 cycle to 1 cycle of the resonance frequency of the resonance circuit 30.
[0131]
The IGBTs 90 a and 90 b of the inverter 26 are alternately turned on and off by the gate signal received from the gate drive pulse generation circuit 91. Therefore, the DC voltage applied from the converter 50 to the inverter 26 is converted into a step voltage having a width corresponding to the period of the resonance frequency of the resonance circuit 30 and is alternately applied to the primary winding 28 of the transformer 27.
[0132]
The step voltage applied to the primary winding 28 of the transformer 27 is converted into a resonance voltage having a resonance frequency in the secondary winding 29 of the transformer 27 and applied to the discharge unit 21. For this reason, an output current having a resonance frequency flows through the resonance circuit 30, and a discharge of energy corresponding to the output power of the high-voltage power supply 22 </ b> A occurs between the discharge electrodes 23 and 23 of the discharge unit 21.
[0133]
Further, the purification target gas X is purified by the action of the discharge generated between the discharge electrodes 23 of the discharge unit 21.
[0134]
That is, the exhaust gas purifying device 20B feedback-controls the output power of the converter 50 by the power control device 70 in accordance with conditions such as the temperature of the purification target gas X, and the appropriate energy is provided between the discharge electrodes 23 and 23 of the discharge unit 21. It is the structure which purify | cleans purification object gas X by generating this discharge.
[0135]
According to the exhaust gas purification device 20B, in addition to the effect of the exhaust gas purification device 20A, feedback control can be performed so that the output power of the converter 50 becomes an appropriate output power according to conditions such as the temperature of the gas X to be purified. It is possible to efficiently purify the purification target gas X with high power efficiency.
[0136]
Further, in exhaust gas purification apparatus 20B, the output power of converter 50 is based on the output power obtained by integrating the DC current value detected by current detection means 75 and the DC voltage value detected by voltage detection means 76. Therefore, the energy of the discharge generated between the discharge electrodes 23 and 23 of the discharge part 21 can be controlled more accurately.
[0137]
Further, in the exhaust gas purifying apparatus 20B, the energy of discharge generated between the discharge electrodes 23 and 23 of the discharge unit 21 can be controlled based on the input power obtained from the input current and input voltage of the converter 50.
[0138]
【The invention's effect】
In the exhaust gas purifying apparatus according to the present invention, it is possible to purify a purification target gas such as exhaust gas discharged from an internal combustion engine such as an automobile engine with better power supply efficiency.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of an exhaust gas purifying apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an example of a circuit configuration of an inverter in the high voltage power source shown in FIG.
3 is a diagram for explaining a procedure for generating a resonance voltage and an alternating current in the high-voltage power supply shown in FIG. 1; FIG.
FIG. 4 is a configuration diagram showing a second embodiment of the exhaust gas purifying apparatus according to the present invention.
5 is a diagram showing an example of a circuit configuration of a high-voltage power supply in the exhaust gas purification apparatus shown in FIG.
FIG. 6 is a configuration diagram showing a third embodiment of the exhaust gas purifying apparatus according to the present invention.
7 is a block diagram showing an example of a power control device of the exhaust gas purifying device shown in FIG. 6. FIG.
8 is a diagram showing an example of a circuit configuration of a high-voltage power supply connected to the power control device shown in FIG.
9 is a block diagram showing an example of a gate drive pulse generating circuit connected to the inverter of the high voltage power source shown in FIG.
FIG. 10 is a configuration diagram showing a conventional exhaust gas purification device.
[Explanation of symbols]
20, 20A, 20B Exhaust gas purification device
21 Discharge part
22, 22A High voltage power supply
23 Discharge electrode
24 gas flow path
25 DC power supply
26 Inverter
27 Transformer
28 Primary winding
29 Secondary winding
30 Resonant circuit
40a, 40b, 40c, 40d switch circuit
41a, 41b, 41c, 41d IGBT
42a, 42b, 42c, 42d diode
50 converter
60 transformer
61a, 61b Primary winding
62a, 62b IGBT
63a, 63b Secondary winding
64 diodes
65 inductance
66 capacitors
70 Power control device
71 Power command circuit
72 Power control circuit
73 Voltage control circuit
74 PWM circuit
75 Current detection means
76 Voltage detection means
77 Filter circuit
80 Power pattern generation circuit
81 Low-pass filter
82 Power regulator
83 Output voltage limiter
84 Voltage regulator
85 amplifiers
90a, 90b IGBT
91 Gate drive pulse generation circuit
100 Oscillator circuit
101 divider
102 amplifier
A Output current waveform
B Output current waveform
C Output voltage waveform
D Output voltage waveform
E Step voltage waveform
F Step voltage waveform
G Gate signal
H Gate signal
X Gas to be purified

Claims (4)

A high voltage power source having a transformer and a discharge part having a discharge electrode are provided, and a gas to be purified is guided between the discharge electrodes, and is formed from a leakage inductance of the transformer and a capacitance of the discharge part from the primary winding of the transformer. An exhaust gas purification apparatus configured to apply a resonance voltage to the discharge unit by applying a step voltage to a resonance circuit to be purified, and to purify the gas to be purified by generating a discharge between the discharge electrodes. . The high-voltage power source includes a DC power source, an inverter, and a transformer, and is configured to convert a DC voltage received from the DC power source into a bipolar step voltage by the inverter and to supply the stepped voltage to the primary winding of the transformer. The exhaust gas purification apparatus according to claim 1. The high-voltage power source includes a DC power source, a converter, an inverter, and a transformer. The DC voltage received from the DC power source is boosted by the converter, and the boosted DC voltage is converted into a bipolar step voltage by the inverter. The exhaust gas purifying apparatus according to claim 1, wherein the exhaust gas purifying apparatus is provided to a primary winding of the exhaust gas. The high-voltage power source includes a DC power source, a converter, an inverter, and a transformer, and a power control device is connected to the converter, and the power control device detects and integrates a DC current and a DC voltage output from the converter. A voltage control command is given to the converter so that the output power obtained by the operation becomes a power command value set in accordance with conditions such as the temperature of the gas to be purified, and the DC voltage output from the converter is fed back. On the other hand, the converter boosts the DC voltage received from the DC power source based on the voltage control command, and the boosted DC voltage is converted into a bipolar step voltage by the inverter to be applied to the primary winding of the transformer. The exhaust gas purifying apparatus according to claim 1, wherein the exhaust gas purifying apparatus is provided.

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