JP5447113B2 - Ion generator - Google Patents

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Description

この発明は、商用電源から電源供給を受けて直流高電圧を生成し、正イオンや負イオン等を発生させるためのイオン発生装置に関する。   The present invention relates to an ion generator for generating DC high voltage by receiving power supply from a commercial power source and generating positive ions, negative ions, and the like.

現在、負イオン発生装置等の各種のイオン発生装置が、多く流通し、一般的な家庭でも多く利用されている。このようなイオン発生器は、例えば特許文献１に示すように、直流電源またはＡＣ−ＤＣ（交流−直流）コンバータ、高圧トランス、およびイオン発生部を備える。ＡＣ−ＤＣコンバータの場合は、商用電源からの電源供給を受けて、比較的低電圧（例えば１２Ｖ）の直流電圧を発生する。高圧トランスは、ＡＣ−ＤＣコンバータからの直流電圧から生成される交番電圧を昇圧することで、高電圧を発生する。高圧トランスの出力側（二次側）には平滑回路が備えられ、当該平滑回路から高電圧の直流電圧が出力される。イオン発生部は、印加された直流高電圧によりコロナ放電することで、負イオンもしくは正イオンを発生する。   At present, many types of ion generators such as negative ion generators are distributed and widely used in general homes. Such an ion generator includes, for example, a DC power source or an AC-DC (AC-DC) converter, a high-voltage transformer, and an ion generator, as shown in Patent Document 1. In the case of an AC-DC converter, a DC voltage having a relatively low voltage (for example, 12 V) is generated in response to power supply from a commercial power supply. The high-voltage transformer generates a high voltage by boosting an alternating voltage generated from the DC voltage from the AC-DC converter. A smoothing circuit is provided on the output side (secondary side) of the high-voltage transformer, and a high DC voltage is output from the smoothing circuit. The ion generation unit generates negative ions or positive ions by performing corona discharge with the applied DC high voltage.

特開２００４−１３９９４６号公報JP 2004-139946 A

上述の特許文献１に示すイオン発生装置では、高圧トランスの１次コイルの一端はスイッチング素子を介して接地されており、２次コイルの一端も接地されているため、接地点において接続されていることになる。   In the ion generator shown in Patent Document 1 described above, one end of the primary coil of the high-voltage transformer is grounded via a switching element, and one end of the secondary coil is also grounded, so that it is connected at the ground point. It will be.

しかしながら、このような構成のＡＣ−ＤＣコンバータでは、次に示すような問題が生じる。図５は、特許文献１の回路構成を簡略化して示す図である。   However, the AC-DC converter having such a configuration has the following problems. FIG. 5 is a diagram showing the circuit configuration of Patent Document 1 in a simplified manner.

イオン発生装置から空気中に負イオンを発生する場合の各部の電流、電圧は、図５の二点鎖線の太線に示すようなリターン電流Ｉｄｓが流れる場合と等価となる。   The current and voltage of each part when negative ions are generated in the air from the ion generator are equivalent to the case where the return current Ids flows as shown by the thick double-dashed line in FIG.

リターン電流Ｉｄｓは、イオン発生部３０の高電位側から高圧放電用電源装置１Ｐの高圧コンバータ２０Ｐの高圧トランスＴｒ２０のダイオードＤ２０、二次側コイル、高圧トランスＴｒ２０の二次側コイルと一次側コイルとの接続ラインを介して、ＡＣ−ＤＣコンバータ１０に達する。ここで、図５に示すように、ＡＣ−ＤＣコンバータ１０の一次側と二次側が絶縁されているが、当該ＡＣ−ＤＣコンバータ１０の一次側と二次側の絶縁抵抗を等価的にあらわしたＲｉ１０Ｐが、リターン電流Ｉｄｓの伝搬経路となる。そして、リターン電流Ｉｄｓは、ＡＣ−ＤＣコンバータ１０の一次側から商用電源１００のアースへ流れ、イオン発生部３０の高電位側とアース間のインピーダンスＺｄｓを介して、イオン発生部３０の高電位側に達する。このようなリターン電流Ｉｄｓの経路により、負イオンが放出される。 The return current Ids is generated from the high potential side of the ion generator 30 to the diode D20 of the high voltage transformer Tr20 of the high voltage converter 20P of the high voltage discharge power supply 1P, the secondary coil, the secondary side coil and the primary side coil of the high voltage transformer Tr20. The AC-DC converter 10 is reached through the connection line. Here, as shown in FIG. 5, the primary side and the secondary side of the AC-DC converter 10 are insulated, but the insulation resistances of the primary side and the secondary side of the AC-DC converter 10 are equivalently represented. Ri 10P is a propagation path of the return current Ids. Then, the return current Ids flows from the primary side of the AC-DC converter 10 to the ground of the commercial power supply 100, and the high potential side of the ion generator 30 via the impedance Zds between the high potential side of the ion generator 30 and the ground. To reach. Negative ions are released through the path of the return current Ids.

しかしながら、図５に示すように、ＡＣ−ＤＣコンバータ１０の一次側と二次側が、絶縁されている場合、当該一次側と二次側との間には絶縁抵抗Ｒｉ１０Ｐが介在することになり、電流が流れた場合は電位差が生じる。さらに、図５に示すように、高圧コンバータ２０ＰのトランスＴｒ２０の一次側と二次側とが導通していれば、これらの間の接続抵抗Ｒｉ２０Ｐは略０Ωであり、電流が流れた場合も電位差はほとんど生じない。このため、ＡＣ−ＤＣコンバータ１０の二次側が接地されていなければ（フローティング構造であれば）、Ｃ２０で発生している高電圧を、ＺｄｓとＲｉ１０Ｐで分圧することになり、Ｒｉ１０Ｐの両端に高い電圧が発生することになる。 However, as shown in FIG. 5, when the primary side and the secondary side of the AC-DC converter 10 are insulated, the insulation resistance Ri 10P is interposed between the primary side and the secondary side. When a current flows, a potential difference occurs. Furthermore, as shown in FIG. 5, if the primary side and the secondary side of the transformer Tr20 of the high-voltage converter 20P are conductive, the connection resistance Ri 20P between them is approximately 0Ω, and even when a current flows. Little potential difference occurs. Therefore, if the secondary side of the AC-DC converter 10 is not grounded (if it is a floating structure), the high voltage generated at C20 will be divided by Zds and Ri 10P , and both ends of Ri 10P will be divided. A high voltage will be generated.

このため、トランスＴｒ１０に一次側と二次側との間に、例えばキロボルトオーダの電圧がかかり、ＡＣ−ＤＣコンバータ１０が絶縁破壊を起こして故障するという問題が生じる。また、ＡＣ−ＤＣコンバータ１０のトランスＴｒ１０の二次側の電位が、例えばキロボルトオーダのように非常に高くなるので、ユーザがさわった際に感電してしまう可能性がある。   For this reason, a voltage of, for example, kilovolt order is applied to the transformer Tr10 between the primary side and the secondary side, causing a problem that the AC-DC converter 10 breaks down and breaks down. Further, since the potential on the secondary side of the transformer Tr10 of the AC-DC converter 10 becomes very high, for example, on the order of kilovolts, there is a possibility of electric shock when touched by the user.

このような問題を鑑みて、本発明の目的は、一次側と二次側が直流的に絶縁され且つ二次側がフローティング構造の汎用のＡＣ−ＤＣコンバータを用いても、当該ＡＣ−ＤＣコンバータの故障や当該ＡＣ−ＤＣコンバータによる感電の発生を抑制できるイオン発生装置を実現することにある。   In view of such problems, the object of the present invention is to provide a failure of the AC-DC converter even when a general-purpose AC-DC converter having a primary side and a secondary side that are galvanically insulated and a secondary side having a floating structure is used. Another object of the present invention is to realize an ion generator capable of suppressing the generation of electric shock by the AC-DC converter.

この発明のイオン発生装置は、ＡＣ−ＤＣコンバータと、高圧コンバータとを備える。ＡＣ−ＤＣコンバータは、トランスの一次側と二次側が絶縁され、該トランスの二次側がフローティング構造からなり、商用電源からの交流電圧を所定レベルの直流電圧に変換して出力する。高圧コンバータは、出力端がイオン発生部に接続し、ＡＣ−ＤＣコンバータからの出力である直流電圧を昇圧して、イオン発生部へ出力する。ＡＣ−ＤＣコンバータの二次側に接続される高圧コンバータを含む回路は、全てアースからフローティングされ、ＡＣ−ＤＣコンバータの絶縁部以外に少なくとも一つの絶縁部を設け、商用電源からイオン発生部にいたるまでにおいて、二つ以上の絶縁部を設けている。   The ion generator of this invention is provided with an AC-DC converter and a high voltage converter. In the AC-DC converter, the primary side and the secondary side of the transformer are insulated, and the secondary side of the transformer has a floating structure, and converts an AC voltage from a commercial power source into a DC voltage of a predetermined level and outputs it. The high-voltage converter has an output terminal connected to the ion generation unit, boosts a DC voltage that is output from the AC-DC converter, and outputs the boosted voltage to the ion generation unit. The circuits including the high-voltage converter connected to the secondary side of the AC-DC converter are all floating from the ground, and are provided with at least one insulating part in addition to the insulating part of the AC-DC converter, from the commercial power source to the ion generating part. Until now, two or more insulating portions are provided.

この構成では、ＡＣ−ＤＣコンバータのトランスの一次側と二次側の絶縁部以外に少なくとも一つの絶縁部を設けているので、ＡＣ−ＤＣコンバータの絶縁部以外の絶縁部にも高電圧がかかる。したがって、ＡＣ−ＤＣコンバータのトランスの一次側と二次側との間の電圧が、ＡＣ−ＤＣコンバータの絶縁部以外の絶縁部両端の電圧に応じて低下する。   In this configuration, since at least one insulating part is provided in addition to the primary and secondary insulating parts of the transformer of the AC-DC converter, a high voltage is also applied to the insulating part other than the insulating part of the AC-DC converter. . Therefore, the voltage between the primary side and the secondary side of the transformer of the AC-DC converter decreases according to the voltage across the insulating part other than the insulating part of the AC-DC converter.

また、この発明のイオン発生装置では、高圧コンバータは高圧トランスを備え、高圧トランスの一次側と二次側が絶縁されている
この構成では、ＡＣ−ＤＣコンバータのトランスの一次側と二次側との間の電圧が、高圧トランスの一次側と二次側との間の電圧に応じて低下する。 In the ion generator of the present invention, the high voltage converter includes a high voltage transformer, and the primary side and the secondary side of the high voltage transformer are insulated. In this configuration, the primary side and the secondary side of the transformer of the AC-DC converter The voltage between them decreases according to the voltage between the primary side and the secondary side of the high-voltage transformer.

また、この発明のイオン発生装置では、高圧コンバータの高圧トランスの一次側と二次側との絶縁抵抗は、ＡＣ−ＤＣコンバータのトランスの一次側と二次側との絶縁抵抗よりも大きい。   In the ion generator of the present invention, the insulation resistance between the primary side and the secondary side of the high-voltage transformer of the high-voltage converter is larger than the insulation resistance between the primary side and the secondary side of the transformer of the AC-DC converter.

この構成では、高圧トランスの一次側と二次側の間に生じる電圧が、さらに高くなるので、ＡＣ−ＤＣコンバータのトランスの一次側と二次側に生じる電圧が、さらに低下する。これにより、さらに故障しにくく、安全なイオン発生装置を実現できる。   In this configuration, since the voltage generated between the primary side and the secondary side of the high-voltage transformer is further increased, the voltage generated on the primary side and the secondary side of the transformer of the AC-DC converter is further reduced. This makes it possible to realize a safe ion generator that is less likely to fail.

また、この発明のイオン発生装置では、ＡＣ−ＤＣコンバータが、高圧コンバータおよびイオン発生部とは、別体に形成されている。   Moreover, in the ion generator of this invention, the AC-DC converter is formed separately from the high voltage converter and the ion generator.

この構成では、汎用のＡＣアダプタのような単体で予め形成されている場合を示している。このように、ＡＣアダプタ（ＡＣ−ＤＣコンバータ）が高圧放電用電源装置やこれを含むイオン発生装置内に備えられていない場合はユーザが触りやすい。したがって、上述の構成がより有効となる。   In this configuration, a case where a single unit such as a general-purpose AC adapter is formed in advance is shown. Thus, when the AC adapter (AC-DC converter) is not provided in the high-voltage discharge power supply device or the ion generator including the same, it is easy for the user to touch. Therefore, the above configuration is more effective.

この発明によれば、一次側と二次側が直流的に絶縁され且つ二次側が接地されていないフローティング構造の汎用のＡＣ−ＤＣコンバータを用いても、当該ＡＣ−ＤＣコンバータの一次側と二次側間に発生する電圧を抑圧することができる。これにより、ＡＣ−ＤＣコンバータの故障や当該ＡＣ−ＤＣコンバータによる感電の発生を抑制することができる。   According to the present invention, even if a general-purpose AC-DC converter having a floating structure in which the primary side and the secondary side are galvanically isolated and the secondary side is not grounded, the primary side and secondary side of the AC-DC converter are used. The voltage generated between the sides can be suppressed. Thereby, failure of the AC-DC converter and generation of electric shock by the AC-DC converter can be suppressed.

第１の実施形態に係る高圧放電用電源装置を含むイオン発生装置の回路図である。It is a circuit diagram of the ion generator containing the power supply device for high voltage discharges concerning a 1st embodiment. 高圧トランスＴｒ２０の構造の一例を概略的に示す側面断面図である。It is side surface sectional drawing which shows roughly an example of the structure of the high voltage | pressure transformer Tr20. 本実施形態のイオン発生装置の各部における電流や電圧の状態を示す図である。It is a figure which shows the state of the electric current and voltage in each part of the ion generator of this embodiment. 他の構成からなるＡＣ−ＤＣコンバータ１０Ａを含む高圧放電用電源装置１Ａの回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram of a high-voltage discharge power supply device 1A including an AC-DC converter 10A having another configuration. 従来の汎用ＡＣアダプタ（ＡＣ−ＤＣコンバータ）を用いた場合の問題点を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the problem at the time of using the conventional general purpose AC adapter (AC-DC converter).

本発明の第１の実施形態に係る高圧放電用電源装置を含むイオン発生装置の構成について図を参照して説明する。図１は本実施形態の高圧放電用電源装置１を含むイオン発生装置の回路図である。なお、本実施形態では負イオン発生装置を例に説明するが、正イオン発生装置に対しても、本実施形態の構成を適用することができる。   A configuration of an ion generator including a high-voltage discharge power supply according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram of an ion generator including a high-voltage discharge power supply device 1 of the present embodiment. In addition, although this embodiment demonstrates a negative ion generator as an example, the structure of this embodiment is applicable also to a positive ion generator.

図１に示すように、イオン発生装置は、イオン発生部３０と高圧放電用電源装置１とを備える。イオン発生部３０は、既知の構造からなり、高圧放電用電源装置１から高電圧が印加されることで、コロナ放電を発生させ、負イオンを空間へ放射する。   As shown in FIG. 1, the ion generator includes an ion generator 30 and a high-voltage discharge power supply device 1. The ion generating unit 30 has a known structure, and generates a corona discharge when a high voltage is applied from the high-voltage discharge power supply device 1 to radiate negative ions to the space.

高圧放電用電源装置１は、ＡＣ−ＤＣコンバータ１０、高圧コンバータ２０を備える。ＡＣ−ＤＣコンバータ１０は、汎用のＡＣアダプタであり、スイッチング電源の構成を備える。具体的には、ＡＣ−ＤＣコンバータ１０は、整流回路１１、トランスＴｒ１０、ダイオードＤ１０、コンデンサＣ５、コンデンサＣ１０、およびスイッチング素子Ｑ１０を備える。   The high-voltage discharge power supply device 1 includes an AC-DC converter 10 and a high-voltage converter 20. The AC-DC converter 10 is a general-purpose AC adapter and has a configuration of a switching power supply. Specifically, the AC-DC converter 10 includes a rectifier circuit 11, a transformer Tr10, a diode D10, a capacitor C5, a capacitor C10, and a switching element Q10.

整流回路１１は、入力側の両端が商用電源１００に接続しており、出力側の両端がトランスＴｒ１０と、当該トランスＴｒ１０の印加電圧を制御するためのスイッチング素子Ｑ１０とが直列接続されている。また、出力側の両端には、コンデンサＣ５が並列に接続されている。   In the rectifier circuit 11, both ends on the input side are connected to the commercial power supply 100, and both ends on the output side are connected in series with a transformer Tr10 and a switching element Q10 for controlling the voltage applied to the transformer Tr10. A capacitor C5 is connected in parallel to both ends on the output side.

トランスＴｒ１０の一次側と二次側とは電力伝送経路において絶縁されている。トランスＴｒ１０の二次側コイルの両端子間には、ダイオードＤ１０と平滑コンデンサＣ１０とからなる平滑回路が接続されている。この際、ダイオードＤ１０のアノードは、トランスＴｒ１０の二次側コイルの一方端に接続し、カソードは平滑用コンデンサＣ１０に接続する。   The primary side and the secondary side of the transformer Tr10 are insulated in the power transmission path. A smoothing circuit including a diode D10 and a smoothing capacitor C10 is connected between both terminals of the secondary coil of the transformer Tr10. At this time, the anode of the diode D10 is connected to one end of the secondary coil of the transformer Tr10, and the cathode is connected to the smoothing capacitor C10.

このダイオードＤ１０、平滑用コンデンサＣ１０からなる二次側回路は、接地されないフローティング構造からなる。そして、この平滑回路の平滑用コンデンサＣ１０の両端が、ＡＣ−ＤＣコンバータ１０の出力端子となる。   The secondary circuit comprising the diode D10 and the smoothing capacitor C10 has a floating structure that is not grounded. Then, both ends of the smoothing capacitor C10 of this smoothing circuit are output terminals of the AC-DC converter 10.

このような構成からなるＡＣ−ＤＣコンバータ１０は、商用電源から入力される商用電圧（例えば、１００Ｖ，６０Ｈｚ）を交流−直流変換して、所定電圧値（例えば、１２Ｖ）の直流電圧を、出力端から出力する。   The AC-DC converter 10 having such a configuration performs AC-DC conversion on a commercial voltage (for example, 100 V, 60 Hz) input from a commercial power source, and outputs a DC voltage having a predetermined voltage value (for example, 12 V). Output from the end.

高圧コンバータ２０は、高圧トランスＴｒ２０、ダイオードＤ２０、平滑用コンデンサＣ２０、スイッチング素子Ｑ２０を備える。   The high voltage converter 20 includes a high voltage transformer Tr20, a diode D20, a smoothing capacitor C20, and a switching element Q20.

高圧コンバータ２０の入力端、すなわちＡＣ−ＤＣコンバータ１０の出力端には、高圧トランスＴｒ２０と、当該高圧トランスＴｒ２０の印加電圧を制御するためのスイッチング素子Ｑ２０とが直列接続されている。   A high voltage transformer Tr20 and a switching element Q20 for controlling the voltage applied to the high voltage transformer Tr20 are connected in series to the input terminal of the high voltage converter 20, that is, the output terminal of the AC-DC converter 10.

高圧トランスＴｒ２０の一次側と二次側とは電力伝送経路において絶縁されている。図２は高圧トランスＴｒ２０の構造の一例を概略的に示す側面断面図である。高圧トランスＴＲ２０は、ボビン２０１、コア２０２、一次側巻線２０３、二次側巻線２０４、実装用回路基板２０５、一次側端子２０６、二次側端子２０７、およびスリット２１０を備える。   The primary side and the secondary side of the high-voltage transformer Tr20 are insulated in the power transmission path. FIG. 2 is a side sectional view schematically showing an example of the structure of the high-voltage transformer Tr20. The high voltage transformer TR20 includes a bobbin 201, a core 202, a primary side winding 203, a secondary side winding 204, a mounting circuit board 205, a primary side terminal 206, a secondary side terminal 207, and a slit 210.

ボビン２０１は、中央に貫通孔が形成されており、側壁面には貫通孔の軸方向に沿って、複数個（図２では５個）の溝が配列して形成されている。それぞれの溝内には、一次側巻線２０３もしくは二次側巻線２０４が巻回されている。図２の例であれば、複数の溝の配列方向の一方端の溝には一次側巻線２０３が巻回され、他の溝には二次側巻線２０４が巻回されている。各溝に巻回された二次側巻線２０４は連続した一本の導線による形成されている。   The bobbin 201 has a through hole formed in the center, and a plurality of (five in FIG. 2) grooves are arranged on the side wall surface along the axial direction of the through hole. A primary side winding 203 or a secondary side winding 204 is wound in each groove. In the example of FIG. 2, the primary winding 203 is wound around one end of the plurality of grooves in the arrangement direction, and the secondary winding 204 is wound around the other groove. The secondary winding 204 wound in each groove is formed by a single continuous wire.

コア２０２は、フェライト等の磁性体からなり、少なくともその一部がボビン２０１の貫通孔に挿嵌された形状からなる。   The core 202 is made of a magnetic material such as ferrite, and has a shape in which at least a part thereof is inserted into the through hole of the bobbin 201.

一次側巻線２０３および二次側巻線２０４が巻回されたボビン２０１とコア２０２との複合体は、実装用回路基板２０５に実装されている。一次側巻線２０３は、一次側端子２０６を介して実装用回路基板２０５の一次側電極パターン（図示せず）に接続している。二次側巻線２０４は、二次側端子２０７を介して実装用回路基板２０５の二次側電極パターン（図示せず）に接続している。なお、一次側電極パターンと二次側電極パターンとは、可能な限り離間するように形成されている。これにより、高圧トランスＴＲ２０の一次側と二次側の絶縁性を保持することができる。さらに、本実施形態の高圧トランスＴＲ２０の実装用回路基板２０５の一次側電極パターンと二次側電極パターンとの間には、スリット２１０が形成されている。このように、スリット２１０を形成することで、高圧トランスＴＲ２０の一次側と二次側の絶縁性を、さらに高くすることができる。   A composite body of the bobbin 201 and the core 202 around which the primary winding 203 and the secondary winding 204 are wound is mounted on a mounting circuit board 205. The primary winding 203 is connected to a primary electrode pattern (not shown) of the mounting circuit board 205 through a primary terminal 206. The secondary winding 204 is connected to a secondary electrode pattern (not shown) of the mounting circuit board 205 via a secondary terminal 207. In addition, the primary side electrode pattern and the secondary side electrode pattern are formed so as to be separated as much as possible. Thereby, the insulation of the primary side and secondary side of high voltage transformer TR20 can be maintained. Further, a slit 210 is formed between the primary side electrode pattern and the secondary side electrode pattern of the mounting circuit board 205 of the high voltage transformer TR20 of the present embodiment. In this way, by forming the slit 210, it is possible to further increase the insulation between the primary side and the secondary side of the high-voltage transformer TR20.

また、高圧トランスの別の形態として、２次巻線と２次側整流部分の高電圧部を、プリント基板上に配置せず、高圧トランスのモジュール内に構成し、高圧部分を絶縁樹脂で封止した場合にも、絶縁性を高くすることができる。   As another form of the high-voltage transformer, the secondary winding and the high-voltage part of the secondary side rectification part are not arranged on the printed circuit board but are configured in the module of the high-voltage transformer, and the high-voltage part is sealed with an insulating resin. Even when stopped, the insulation can be increased.

高圧トランスＴｒ２０の二次側コイルの両端子間には、ダイオードＤ２０と平滑コンデンサＣ２０とからなる平滑回路が接続されている。この際、ダイオードＤ２０のカソードは、高圧トランスＴｒ１０の二次側コイルの一方端に接続し、アノードは平滑用コンデンサＣ２０に接続する。   A smoothing circuit including a diode D20 and a smoothing capacitor C20 is connected between both terminals of the secondary coil of the high-voltage transformer Tr20. At this time, the cathode of the diode D20 is connected to one end of the secondary coil of the high-voltage transformer Tr10, and the anode is connected to the smoothing capacitor C20.

このダイオードＤ２０、平滑用コンデンサＣ２０からなる二次側回路も、接地されないフローティング構造からなる。そして、この平滑回路の平滑用コンデンサＣ２０の両端が、高圧コンバータ２０の出力端、言い換えれば高圧放電用電源装置１の出力端となる。   The secondary circuit composed of the diode D20 and the smoothing capacitor C20 also has a floating structure that is not grounded. Then, both ends of the smoothing capacitor C20 of the smoothing circuit are output ends of the high-voltage converter 20, in other words, output ends of the high-voltage discharge power supply device 1.

このような構成からなる高圧コンバータ２０は、ＡＣ−ＤＣコンバータ１０から入力される所定電圧値（例えば、１２Ｖ）の直流電圧を昇圧して、当該入力電圧よりも大幅に高い電圧（例えば、約−４ｋＶ）を、出力端から出力する。このように高圧放電用電源装置１から出力された直流高電圧は、上述のようにイオン発生部３０へ印加される。   The high-voltage converter 20 having such a configuration boosts a DC voltage having a predetermined voltage value (for example, 12V) input from the AC-DC converter 10 to a voltage (for example, about − 4 kV) is output from the output terminal. Thus, the DC high voltage output from the high-voltage discharge power supply device 1 is applied to the ion generator 30 as described above.

このような構成のイオン発生装置とすることで、上述のＡＣ−ＤＣコンバータ１０の一次側と二次側間に高電圧が印加されてしまう課題を解決することができる。図３は、本実施形態のイオン発生装置の各部における電流や電圧の状態を示す図である。   By setting it as the ion generator of such a structure, the subject that a high voltage is applied between the primary side of the above-mentioned AC-DC converter 10 and a secondary side can be solved. FIG. 3 is a diagram showing the state of current and voltage in each part of the ion generator of this embodiment.

本実施形態の構成では、高圧トランスＴＲ２０の一次側と二次側とが絶縁されているので、ＡＣ−ＤＣコンバータ１０の一次側と二次側との間が高い絶縁抵抗を有するだけでなく、高圧トランスＴＲ２０の一次側と二次側との間も高い絶縁抵抗を有する。   In the configuration of the present embodiment, since the primary side and the secondary side of the high-voltage transformer TR20 are insulated, not only has a high insulation resistance between the primary side and the secondary side of the AC-DC converter 10, The primary side and the secondary side of the high-voltage transformer TR20 also have a high insulation resistance.

この構成において、負イオンを発生して、図３に示すようなリターン電流Ｉｄｓが流れると、ＡＣ−ＤＣコンバータ１０の一次側と二次側との間の絶縁抵抗Ｒｉ１０に基づく電圧Ｖ１０とともに、高圧トランスＴＲ２０の一次側と二次側との間の絶縁抵抗Ｒｉ２０に基づく電圧Ｖ２０も生じる。 In this configuration, by generating negative ions, the flows return current Ids shown in FIG. 3, with the voltage V 10 based on the insulation resistance Ri 10 between the primary side and the secondary side of the AC-DC converter 10 also occurs the voltage V 20 based on the insulation resistance Ri 20 between the primary side and the secondary side of the high-voltage transformer TR 20.

ここで、高圧放電用電源装置１の出力電圧Ｖｏは一定である。出力電圧Ｖｏは、イオン発生部３０の高電位側とアース間の電圧Ｖｚと、ＡＣ−ＤＣコンバータ１０の一次側と二次側との間の電圧Ｖ１０と、高圧トランスＴＲ２０の一次側と二次側との間の電圧Ｖ２０の合計に一致する。したがって、高圧トランスＴＲ２０の一次側と二次側との間の電圧Ｖ２０が高電圧になると、ＡＣ−ＤＣコンバータ１０の一次側と二次側との間の電圧Ｖ１０は、高圧トランスＴＲ２０の一次側と二次側との間の電圧Ｖ２０の電圧に応じて低下する。 Here, the output voltage Vo of the high-voltage discharge power supply device 1 is constant. The output voltage Vo, the voltage Vz between the high potential side and the ground of the ion generator 30, a voltage V 10 between the primary side and the secondary side of the AC-DC converter 10, and the primary side of the high voltage transformer TR20 two It corresponds to the sum of the voltage V 20 between the secondary side. Therefore, the voltage V 20 between the primary side and the secondary side of the high voltage transformer TR20 has a higher voltage, the voltage V 10 between the primary side and the secondary side of the AC-DC converter 10, the high-voltage transformer TR20 It decreases according to the voltage of the voltage V 20 between the primary side and the secondary side.

このように、本実施形態の構成を用いることで、ＡＣ−ＤＣコンバータ１０の一次側と二次側との間の電圧Ｖ１０を低下させることができる。これにより、ＡＣ−ＤＣコンバータ１０の故障を抑制できるとともに、フローティング構造からなる二次側をユーザが触れることにより生じる感電等の高電圧による不具合を抑制できる。 Thus, by using the configuration of this embodiment, it is possible to reduce the voltage V 10 between the primary side and the secondary side of the AC-DC converter 10. Thereby, while being able to suppress the failure of AC-DC converter 10, the malfunction by high voltage, such as an electric shock which arises when a user touches the secondary side which consists of a floating structure, can be controlled.

なお、上述の説明では、ＡＣ−ＤＣコンバータ１０の一次側と二次側との間の絶縁抵抗Ｒｉ１０と、高圧トランスＴＲ２０の一次側と二次側との間の絶縁抵抗Ｒｉ２０との間の抵抗値の高低関係を具体的に示していなかった。しかしながら、高圧トランスＴＲ２０の一次側と二次側との間の絶縁抵抗Ｒｉ２０を、ＡＣ−ＤＣコンバータ１０の一次側と二次側との間の絶縁抵抗Ｒｉ１０以上（Ｒｉ２０≧Ｒｉ１０）にする。これにより、ＡＣ−ＤＣコンバータ１０の一次側と二次側との間に生じる電圧Ｖ１０を大きく低下させることができ、上述の作用をより効果的に得ることができる。 In the above description, between the insulation resistance Ri 10 between the primary side and the secondary side of the AC-DC converter 10 and the insulation resistance Ri 20 between the primary side and the secondary side of the high-voltage transformer TR 20. It did not specifically show the relationship between the resistance values. However, the insulation resistance Ri 20 between the primary side and the secondary side of the high-voltage transformer TR20 is equal to or higher than the insulation resistance Ri 10 between the primary side and the secondary side of the AC-DC converter 10 (Ri 20 ≧ Ri 10 ). To. Thus, AC-DC converter 10 primary and can greatly reduce the voltage V 10 generated between the secondary side, it is possible to obtain the effect described above more effectively.

また、上述の説明では、ＡＣ−ＤＣコンバータの絶縁部以外に設けた絶縁部として、高圧コンバータの一次側と二次側とを絶縁した場合を示したが、ＡＣ−ＤＣコンバータと高圧コンバータの間にＤＣ−ＤＣコンバータを設けて、そのＤＣ−ＤＣコンバータの一次側と二次側とを絶縁した場合でも同じように上述の作用を得ることができる。   In the above description, the case where the primary side and the secondary side of the high-voltage converter are insulated as the insulating portion provided other than the insulating portion of the AC-DC converter is shown. Even when a DC-DC converter is provided in the DC-DC converter and the primary side and the secondary side of the DC-DC converter are insulated, the above-described operation can be obtained in the same manner.

また、上述の説明では、ＡＣ−ＤＣコンバータ１０としてスイッチング電源を用いた場合を示したが、図４に示すような商用周波数の電源トランスで構成されたＡＣ−ＤＣコンバータ１０Ａを用いてもよい。図４は、他の構成からなるＡＣ−ＤＣコンバータ１０Ａを含む高圧放電用電源装置１Ａの回路図である。ＡＣ−ＤＣコンバータ１０Ａは、トランスＴｒ１０、整流回路１１、および平滑コンデンサＣ１０を備える。トランスＴｒ１０の入力端（一次側）は商用電源に接続する。トランスＴｒ１０の出力端（二次側）は整流回路１１に接続する。整流回路の出力端子間には平滑用コンデンサＣ１０が接続されている。このような一般的な、二次側がフローティング構造からなるＡＣ−ＤＣコンバータ１０Ａにも、上述の作用効果を得ることができる。   Moreover, although the case where a switching power supply was used as the AC-DC converter 10 was shown in the above-mentioned description, you may use 10 A of AC-DC converters comprised with the power supply transformer of the commercial frequency as shown in FIG. FIG. 4 is a circuit diagram of a high-voltage discharge power supply apparatus 1A including an AC-DC converter 10A having another configuration. The AC-DC converter 10A includes a transformer Tr10, a rectifier circuit 11, and a smoothing capacitor C10. The input end (primary side) of the transformer Tr10 is connected to a commercial power source. The output end (secondary side) of the transformer Tr10 is connected to the rectifier circuit 11. A smoothing capacitor C10 is connected between the output terminals of the rectifier circuit. Such a general AC-DC converter 10A having a secondary side having a floating structure can also obtain the above-described effects.

また、上述の説明では、イオン発生装置を例に示したが、同様にコロナ放電を利用するオゾン発生装置等に備えられた高電圧放電用電源装置にも、上述の構成を適用することができる。   In the above description, the ion generator is shown as an example, but the above configuration can also be applied to a high-voltage discharge power supply device provided in an ozone generator or the like that similarly uses corona discharge. .

また、上述の説明では、ＡＣ−ＤＣコンバータ１０と高圧コンバータ２０とが単一の筐体に備えられているか、別体であるかを特に言及していなかった。しかしながら、特にＡＣ−ＤＣコンバータ１０が別体で構成される場合、すなわち、ＡＣ−ＤＣコンバータ１０が市販の汎用ＡＣ−ＤＣアダプタであるような場合に、ユーザがハンドリングする頻度が高く、本発明の構成はより有効である。   Further, in the above description, there is no particular mention as to whether the AC-DC converter 10 and the high-voltage converter 20 are provided in a single housing or separate. However, particularly when the AC-DC converter 10 is configured separately, that is, when the AC-DC converter 10 is a commercially available general-purpose AC-DC adapter, the frequency of handling by the user is high. The configuration is more effective.

１，１Ｐ−高圧放電用電源装置、１０，１０Ａ−ＡＣ−ＤＣコンバータ、２０，２０Ｐ−高圧コンバータ、３０−イオン発生部、１００−商用電源、Ｔｒ１０−トランス、Ｔｒ２０−高圧トランス、Ｃ１０，Ｃ２０−平滑用コンデンサ、Ｄ１０，Ｄ２０−ダイオード、Ｑ１０，Ｑ２０−スイッチング素子   1,1P-high voltage discharge power supply device, 10,10A-AC-DC converter, 20,20P-high voltage converter, 30-ion generator, 100-commercial power supply, Tr10-transformer, Tr20-high voltage transformer, C10, C20- Smoothing capacitor, D10, D20-diode, Q10, Q20- switching element

Claims (2)

トランスの一次側と二次側が絶縁され、かつ二次側がアースからフローティングされた、商用電源からの交流電圧を所定レベルの直流電圧に変換して出力するＡＣ−ＤＣコンバータと、
出力端が放電によってイオンを発生するイオン発生部に接続し、前記ＡＣ−ＤＣコンバータからの出力である直流電圧を昇圧して、前記イオン発生部へ出力する高圧コンバータを備え、
前記高圧コンバータは、一次側と二次側が絶縁された高圧トランスを備え、
前記高圧トランスの一次側と二次側との絶縁抵抗は、前記ＡＣ−ＤＣコンバータのトランスの一次側と二次側との絶縁抵抗よりも大きく、
前記ＡＣ−ＤＣコンバータの二次側に接続される前記高圧コンバータを含む回路は、全てアースからフローティングされ、前記ＡＣ−ＤＣコンバータの絶縁部以外に少なくとも一つの絶縁部を設け、商用電源からイオン発生部にいたるまでにおいて、二つ以上の絶縁部を設けたことを特徴とするイオン発生装置。 An AC-DC converter that converts an AC voltage from a commercial power source into a DC voltage of a predetermined level and outputs the AC voltage, wherein the primary side and the secondary side of the transformer are insulated and the secondary side is floating from the ground;
An output terminal is connected to an ion generator that generates ions by discharge, and includes a high-voltage converter that boosts a DC voltage that is output from the AC-DC converter and outputs the boosted voltage to the ion generator.
The high-voltage converter includes a high-voltage transformer in which a primary side and a secondary side are insulated,
The insulation resistance between the primary side and the secondary side of the high-voltage transformer is larger than the insulation resistance between the primary side and the secondary side of the transformer of the AC-DC converter,
All circuits including the high-voltage converter connected to the secondary side of the AC-DC converter are floated from the ground, and at least one insulating part is provided in addition to the insulating part of the AC-DC converter, and ions are generated from a commercial power source. An ion generator characterized in that two or more insulating parts are provided up to the part. 請求項１に記載のイオン発生装置であって、
前記ＡＣ−ＤＣコンバータが、前記高圧コンバータおよび前記イオン発生部とは、別体に形成されている、イオン発生装置。 The ion generator according to claim 1 ,
The ion generator in which the AC-DC converter is formed separately from the high-voltage converter and the ion generator.
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