JPH09200953A - 電気集塵機用パルス電源装置の運転方法 - Google Patents
電気集塵機用パルス電源装置の運転方法Info
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- JPH09200953A JPH09200953A JP8022077A JP2207796A JPH09200953A JP H09200953 A JPH09200953 A JP H09200953A JP 8022077 A JP8022077 A JP 8022077A JP 2207796 A JP2207796 A JP 2207796A JP H09200953 A JPH09200953 A JP H09200953A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電気集塵機用パルス電源装置において，集塵
電極間のスパークの際にも，スイッチング素子を安全に
動作させるような運転をする。また基礎高電圧の設定値
の如何にかかわらず，この運転モードを保つ。 【構成】 パルス発生用のスイッチング素子の駆動信号
について，集塵電極間のスパーク発生モードに対応し，
スイッチング素子のオフ後の回復時間経過中には，スパ
ークが発生しないようなオフ時のタイミングを選んで運
転する。スパーク発生モードについては，パルス回路電
流を検出し，負方向の電流値が所定値より大きいとき
は，その時期にスイッチング素子をオフさせる。また負
方向の電流値が所定値より小さいときは，オン駆動を継
続して，電流振動の２周期後にスイッチング素子をオフ
させる。
電極間のスパークの際にも，スイッチング素子を安全に
動作させるような運転をする。また基礎高電圧の設定値
の如何にかかわらず，この運転モードを保つ。 【構成】 パルス発生用のスイッチング素子の駆動信号
について，集塵電極間のスパーク発生モードに対応し，
スイッチング素子のオフ後の回復時間経過中には，スパ
ークが発生しないようなオフ時のタイミングを選んで運
転する。スパーク発生モードについては，パルス回路電
流を検出し，負方向の電流値が所定値より大きいとき
は，その時期にスイッチング素子をオフさせる。また負
方向の電流値が所定値より小さいときは，オン駆動を継
続して，電流振動の２周期後にスイッチング素子をオフ
させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】 本発明はパルス荷電式電気集塵
機に用いられるパルス電源装置の運転方法に係り，特に
パルス発生回路のスイッチング素子を保護するための方
法および回路に関する。
機に用いられるパルス電源装置の運転方法に係り，特に
パルス発生回路のスイッチング素子を保護するための方
法および回路に関する。
【０００２】
【従来技術】 図１に示すパルス荷電式電気集塵機は，
集塵電極をコンデンサとし，共振インダクタンスもしく
はトランスのもれインダクタンスとの直列共振を利用し
たものであり，高抵抗ダストの逆電離作用に対抗して集
塵効率を上げることができ，かつ共振エネルギーが電源
に帰還電流として回収されるので効率が高い。
集塵電極をコンデンサとし，共振インダクタンスもしく
はトランスのもれインダクタンスとの直列共振を利用し
たものであり，高抵抗ダストの逆電離作用に対抗して集
塵効率を上げることができ，かつ共振エネルギーが電源
に帰還電流として回収されるので効率が高い。
【０００３】 このパルス荷電式電気集塵機のパルス発
生回路においては，スイッチング素子をトリガすること
により正方向の正弦半波状共振電流が流れ，電圧パルス
が発生する。パルス電圧が増加している時間はスイッチ
ング素子であるサイリスタに電流が流れ，パルス電圧が
ピークを過ぎると，サイリスタと逆並列に接続されてい
る帰還用ダイオードに負方向の正弦半波電流に切り替わ
り，サイリスタではこの逆電流期間に逆バイアスがかか
り，ターンオフする。電気集塵機の電極間ではスパーク
があり，オフ状態となってもサイリスタの回復時間が経
過する前に電気集塵機内にスパークが発生する場合，サ
イリスタはゲート供給されない状態で強制的にオンし，
破壊する可能性がある。
生回路においては，スイッチング素子をトリガすること
により正方向の正弦半波状共振電流が流れ，電圧パルス
が発生する。パルス電圧が増加している時間はスイッチ
ング素子であるサイリスタに電流が流れ，パルス電圧が
ピークを過ぎると，サイリスタと逆並列に接続されてい
る帰還用ダイオードに負方向の正弦半波電流に切り替わ
り，サイリスタではこの逆電流期間に逆バイアスがかか
り，ターンオフする。電気集塵機の電極間ではスパーク
があり，オフ状態となってもサイリスタの回復時間が経
過する前に電気集塵機内にスパークが発生する場合，サ
イリスタはゲート供給されない状態で強制的にオンし，
破壊する可能性がある。
【０００４】 この対策方法として従来は，例えば特開
昭６２−４８２２２号公報に開示されている方法があっ
た。すなわち，電流がスイッチング素子から帰還用ダイ
オードに切り替わる直前からトリガを出し，パルス回路
電流がスイッチング素子から帰還用ダイオードに切り替
わった直後のスパークに備える。スパークが遅れた場合
には，余裕時間があるので，正規のスパーク検出による
トリガを出す方法が提案されている。
昭６２−４８２２２号公報に開示されている方法があっ
た。すなわち，電流がスイッチング素子から帰還用ダイ
オードに切り替わる直前からトリガを出し，パルス回路
電流がスイッチング素子から帰還用ダイオードに切り替
わった直後のスパークに備える。スパークが遅れた場合
には，余裕時間があるので，正規のスパーク検出による
トリガを出す方法が提案されている。
【０００５】 スパーク検出の例としては特開昭６０−
１５６５６７号公報に開示されている方法，すなわち，
パルス回路の電流を微分，２次微分した波形からスパー
クを検出する方法が提案されている。これを防止するた
めに，スパークを検出しスイッチング素子を再トリガす
る方式が採用されている。しかしながらこの方式でも回
路電流がスイッチング素子からリターンダイオードに切
り替わった直後にスパークが発生すると，スパークを検
出する回路の遅れ時間のため再トリガが間に合わず，ス
イッチング素子が破損する。
１５６５６７号公報に開示されている方法，すなわち，
パルス回路の電流を微分，２次微分した波形からスパー
クを検出する方法が提案されている。これを防止するた
めに，スパークを検出しスイッチング素子を再トリガす
る方式が採用されている。しかしながらこの方式でも回
路電流がスイッチング素子からリターンダイオードに切
り替わった直後にスパークが発生すると，スパークを検
出する回路の遅れ時間のため再トリガが間に合わず，ス
イッチング素子が破損する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】 しかしながら，この
ような従来の方法にあっては以下のような問題点があ
る。第１に，電気集塵機のパルス回路電流にはノイズ信
号が含まれ，スパーク発生時にはノイズ信号エネルギー
は極端に大きくなるために高速かつ確実にスパーク検出
するのは困難である。第２に，パルス回路電流検出とス
パーク検出の両方必要である。本発明は，パルス回路電
流の信号処理だけで，スイッチング素子を保護するよう
に運転することを課題とする。
ような従来の方法にあっては以下のような問題点があ
る。第１に，電気集塵機のパルス回路電流にはノイズ信
号が含まれ，スパーク発生時にはノイズ信号エネルギー
は極端に大きくなるために高速かつ確実にスパーク検出
するのは困難である。第２に，パルス回路電流検出とス
パーク検出の両方必要である。本発明は，パルス回路電
流の信号処理だけで，スイッチング素子を保護するよう
に運転することを課題とする。
【０００７】
【解決のいとぐち】 この課題を解決するため，スイッ
チング素子の制御電極にオン信号を一定期間継続して与
えておき，蓄積キャリアの回復時間以後にオフ信号を与
えることを考える。そうすれば，この期間にスパークが
発生してもスイッチング素子は安全に導通して破壊する
ことはないからである。そのためには，スパークの発生
時期の全ての可能性について，蓄積キャリアが消滅する
時期を考察推定する。
チング素子の制御電極にオン信号を一定期間継続して与
えておき，蓄積キャリアの回復時間以後にオフ信号を与
えることを考える。そうすれば，この期間にスパークが
発生してもスイッチング素子は安全に導通して破壊する
ことはないからである。そのためには，スパークの発生
時期の全ての可能性について，蓄積キャリアが消滅する
時期を考察推定する。
【０００８】 まず，図２にスイッチング素子の電流波
形の一例を示すが，オンのためトリガして，パルス回路
電流が正弦波状に流れ，負方向になった時点ｔ１にスパ
ークが発生すると電流は正方向に向かい，ゼロと交差す
る時刻をｔ２とする。時間ｔｒ＝ｔ２−ｔ１は電気集塵
機とパルス回路の仕様が決定すればスパーク発生位相と
の関係は決定できる。スイッチング素子へのオフ命令発
生回路の遅れ時間（例えば10μＳ程度）と回復時間（例
えば30μＳ程度）の合計をｔｄ（例えば40μＳ程度）と
するとき，ｔｄ≦ｔｒとなる臨界時刻ｔｃはスイッチン
グ素子の仕様がわかれば決定できる。臨界時刻ｔｃは，
パルス回路の電流が負の基準を最初に越えた時として得
られる。ｔｃ以前にスパークが発生すれば，電流は上昇
するので後述の方法でスイッチング素子をオフさせるた
めの信号を与えることができ，以後であれば電流が上昇
してゼロになる前にｔｄが終了するので，スイッチング
素子の破壊の可能性はない。
形の一例を示すが，オンのためトリガして，パルス回路
電流が正弦波状に流れ，負方向になった時点ｔ１にスパ
ークが発生すると電流は正方向に向かい，ゼロと交差す
る時刻をｔ２とする。時間ｔｒ＝ｔ２−ｔ１は電気集塵
機とパルス回路の仕様が決定すればスパーク発生位相と
の関係は決定できる。スイッチング素子へのオフ命令発
生回路の遅れ時間（例えば10μＳ程度）と回復時間（例
えば30μＳ程度）の合計をｔｄ（例えば40μＳ程度）と
するとき，ｔｄ≦ｔｒとなる臨界時刻ｔｃはスイッチン
グ素子の仕様がわかれば決定できる。臨界時刻ｔｃは，
パルス回路の電流が負の基準を最初に越えた時として得
られる。ｔｃ以前にスパークが発生すれば，電流は上昇
するので後述の方法でスイッチング素子をオフさせるた
めの信号を与えることができ，以後であれば電流が上昇
してゼロになる前にｔｄが終了するので，スイッチング
素子の破壊の可能性はない。
【０００９】 この臨界時刻ｔｃを決定する一つの方法
として，スイッチング素子の正方向の電流ｉのピーク値
ipをとらえ，共振回路の性質上，負の電流ピーク値もほ
ぼ同じ値になり得るので，その負のピーク値（電気角２
７０°）以内で臨界時刻ｔｃを選定する。その具体的方
法として下記(1) 式により得られるレベルと電流ｉの関
数曲線との交わる点を臨界時刻ｔｃとする。
として，スイッチング素子の正方向の電流ｉのピーク値
ipをとらえ，共振回路の性質上，負の電流ピーク値もほ
ぼ同じ値になり得るので，その負のピーク値（電気角２
７０°）以内で臨界時刻ｔｃを選定する。その具体的方
法として下記(1) 式により得られるレベルと電流ｉの関
数曲線との交わる点を臨界時刻ｔｃとする。
【００１０】 i ＜−k ×ip…(1)
【００１１】 臨界時刻ｔｃにおいて，スイッチング素
子のオン駆動信号を停止させて，以後再度オン開始信号
が入るまで，オフ状態を継続する。電流i が負方向の期
間は逆並列されたダイオードに電流が流れ続け，絶対値
が小さくなり，ゼロになった時点で終了する。例えばk
＝2/3 とすれば，停止信号の発生する時間tcを位相角で
表すと下記(2) 式となる。
子のオン駆動信号を停止させて，以後再度オン開始信号
が入るまで，オフ状態を継続する。電流i が負方向の期
間は逆並列されたダイオードに電流が流れ続け，絶対値
が小さくなり，ゼロになった時点で終了する。例えばk
＝2/3 とすれば，停止信号の発生する時間tcを位相角で
表すと下記(2) 式となる。
【００１２】 tc＝180 °＋arcsin(2/3）＝221.8 °…(2)
【００１３】 次に考慮すべき点は，電気集塵機の運転
上，集塵電極への直流バイアス電圧が定格より小さく設
定されている場合は，スパーク発生後，パルス回路電流
の振幅が小さくなり上記の負の基準に達しないことがあ
る。したがって，代替手段を考えなければならない。そ
こで，パルス回路の電流が正方向から負方向への極性が
変化する時期をとらえて，２回目の変化する時期にスイ
ッチング素子にオフさせるための信号を与えることを試
案する。
上，集塵電極への直流バイアス電圧が定格より小さく設
定されている場合は，スパーク発生後，パルス回路電流
の振幅が小さくなり上記の負の基準に達しないことがあ
る。したがって，代替手段を考えなければならない。そ
こで，パルス回路の電流が正方向から負方向への極性が
変化する時期をとらえて，２回目の変化する時期にスイ
ッチング素子にオフさせるための信号を与えることを試
案する。
【００１４】 この方法を具体化するには，パルス回路
電流を検出してその極性反転カウント回路を設け，２回
目にスイッチング素子の制御電極にオフさせるための信
号を与える。すなわち，パルス開始からパルス回路電流
が負の基準を越すまであるいは２回の極性反転（正→
負）するまでは連続したオン信号を与え，それ以降はス
イッチング素子の制御電極にオフ信号を与えることにあ
る。この時刻以降はスイッチング素子と逆並列されてい
るダイオードに電流が半サイクル流れているので通常ｔ
ｄより十分時間が長いのでスイッチング素子の破壊はな
い。
電流を検出してその極性反転カウント回路を設け，２回
目にスイッチング素子の制御電極にオフさせるための信
号を与える。すなわち，パルス開始からパルス回路電流
が負の基準を越すまであるいは２回の極性反転（正→
負）するまでは連続したオン信号を与え，それ以降はス
イッチング素子の制御電極にオフ信号を与えることにあ
る。この時刻以降はスイッチング素子と逆並列されてい
るダイオードに電流が半サイクル流れているので通常ｔ
ｄより十分時間が長いのでスイッチング素子の破壊はな
い。
【００１５】
【課題を解決するための手段】 以上の考察をまとめ
て，本発明では以下の手段を提案するものである。第１
の直流高圧電源と，この第１の直流高圧電源に接続され
た集塵電極と，第２の直流高圧電源と，この第２の直流
高圧電源に接続されたコンデンサ及びスイッチング素子
とダイオードとの逆並列接続体と共振用インダクタンス
とからなるパルス発生回路を備えて，このパルス発生回
路のパルス出力を前記集塵電極に重畳する電気集塵機用
パルス電源装置において，前記スイッチング素子のオン
駆動信号は，パルス発生過程で前記ダイオードに流れる
電流のレベルが所定レベルを越えるまで保持し，この所
定レベルはその瞬間に前記集塵電極にスパークが発生し
たときに減少する帰還電流時間が前記スイッチング素子
に最低限必要なターンオフ時間より長くなるレベルに選
定したことを特徴とする電気集塵機用パルス電源装置の
運転方法を提案する。
て，本発明では以下の手段を提案するものである。第１
の直流高圧電源と，この第１の直流高圧電源に接続され
た集塵電極と，第２の直流高圧電源と，この第２の直流
高圧電源に接続されたコンデンサ及びスイッチング素子
とダイオードとの逆並列接続体と共振用インダクタンス
とからなるパルス発生回路を備えて，このパルス発生回
路のパルス出力を前記集塵電極に重畳する電気集塵機用
パルス電源装置において，前記スイッチング素子のオン
駆動信号は，パルス発生過程で前記ダイオードに流れる
電流のレベルが所定レベルを越えるまで保持し，この所
定レベルはその瞬間に前記集塵電極にスパークが発生し
たときに減少する帰還電流時間が前記スイッチング素子
に最低限必要なターンオフ時間より長くなるレベルに選
定したことを特徴とする電気集塵機用パルス電源装置の
運転方法を提案する。
【００１６】 より具体的には 前記スイッチング素子の電流i について，電流の極性
が反転し前記ダイオードに電流が流れている区間で，前
記スイッチング素子の正方向電流i のピーク値をipと
し，k は0.5 から1.0 までの係数とし，i ＜−k ×ip
が成立するとき； 前記スイッチング素子の電流が正方向から負方向へ２
回極性反転をしたとき；の２つの条件のうち一方が成立
するまで前記スイッチング素子にオン駆動信号を送り続
けることを提案する。
が反転し前記ダイオードに電流が流れている区間で，前
記スイッチング素子の正方向電流i のピーク値をipと
し，k は0.5 から1.0 までの係数とし，i ＜−k ×ip
が成立するとき； 前記スイッチング素子の電流が正方向から負方向へ２
回極性反転をしたとき；の２つの条件のうち一方が成立
するまで前記スイッチング素子にオン駆動信号を送り続
けることを提案する。
【００１７】
【実施例】 図３により，本発明にかかる電気集塵機用
パルス電源装置の実施例を説明する。１は直流高圧電源
であってパルス回路にエネルギーを与える。２はチョー
クコイルであり，電流平滑用であり，３はコンデンサで
あってパルス発生回路のエネルギー蓄積するためのもの
である。４はパルス発生用のスイッチング素子であるＧ
ＴＯであり，５はダイオードであって，ＧＴＯ４に逆並
列接続されて逆方向電流を流す目的に設けられる。７は
パルス昇圧用の変圧器である。６はインダクタンスであ
って，パルス波形を決定する共振回路の一要素であり，
実際には変圧器７の漏れインダクタンスを利用してい
る。８はパルス結合用のコンデンサである。９は集塵電
極であり，静電容量を有している。10は直流高圧電源で
あって，集塵電極９に数10キロボルトの基礎直流電位を
与える。
パルス電源装置の実施例を説明する。１は直流高圧電源
であってパルス回路にエネルギーを与える。２はチョー
クコイルであり，電流平滑用であり，３はコンデンサで
あってパルス発生回路のエネルギー蓄積するためのもの
である。４はパルス発生用のスイッチング素子であるＧ
ＴＯであり，５はダイオードであって，ＧＴＯ４に逆並
列接続されて逆方向電流を流す目的に設けられる。７は
パルス昇圧用の変圧器である。６はインダクタンスであ
って，パルス波形を決定する共振回路の一要素であり，
実際には変圧器７の漏れインダクタンスを利用してい
る。８はパルス結合用のコンデンサである。９は集塵電
極であり，静電容量を有している。10は直流高圧電源で
あって，集塵電極９に数10キロボルトの基礎直流電位を
与える。
【００１８】 次に制御回路30について説明する。11は
変流器であって，パルス回路の電流を検出し，この変流
器11の２次側に接続された抵抗器12,13 により検出した
電流を電圧信号に変換する。抵抗器12,13 の抵抗値は互
いに等しい値で相互接続点は接地されるため，接地点に
対して抵抗器12には電流i に比例した信号，抵抗器13に
は−i に比例した信号が発生する。そして抵抗器13の両
端の電圧をダイオード14で整流して，コンデンサ15によ
り平滑するとともに，ほぼピーク値を保持する。つまり
−ipに比例した信号を得る。さらに抵抗器17,18 により
分圧してコンパレータ20の＋入力端子に接続する。この
分圧比をk とすると−kip に比例した信号がコンパレー
タ20の＋入力端子に加わる。またコンパレータ20の−入
力端子は抵抗器12の他端に接続する。したがってコンパ
レータ20は前出の(1) 式（段落００１０）が成立したと
きに出力信号を発生する。
変流器であって，パルス回路の電流を検出し，この変流
器11の２次側に接続された抵抗器12,13 により検出した
電流を電圧信号に変換する。抵抗器12,13 の抵抗値は互
いに等しい値で相互接続点は接地されるため，接地点に
対して抵抗器12には電流i に比例した信号，抵抗器13に
は−i に比例した信号が発生する。そして抵抗器13の両
端の電圧をダイオード14で整流して，コンデンサ15によ
り平滑するとともに，ほぼピーク値を保持する。つまり
−ipに比例した信号を得る。さらに抵抗器17,18 により
分圧してコンパレータ20の＋入力端子に接続する。この
分圧比をk とすると−kip に比例した信号がコンパレー
タ20の＋入力端子に加わる。またコンパレータ20の−入
力端子は抵抗器12の他端に接続する。したがってコンパ
レータ20は前出の(1) 式（段落００１０）が成立したと
きに出力信号を発生する。
【００１９】 また抵抗器12の両端の電圧はコンパレー
タ19の−入力端子に接続される。コンパレータ19の＋入
力端子は接地されているので，電流信号i が負になった
ときに出力信号が発生する。この出力信号を受けて縦続
接続されたJKフリップフロップ22,23 からは，電流信号
i が負になった都度に１をカウントして０，１，２と変
化して，２のときにオン信号を発する。この信号はＯＲ
ゲート21の入力端子に一端に供給される。またＯＲゲー
ト21の入力端子に他端にはコンパレータ20の出力信号が
接続されて，いずれかがオンとなるときにイネーブルと
なってＧＴＯゲートドライバ24を作動させる。このゲー
トドライバ24はトリガ源25からのトリガ信号によってほ
ぼ周期的に信号を発生して，ＧＴＯ４のゲートをスイッ
チング駆動する。
タ19の−入力端子に接続される。コンパレータ19の＋入
力端子は接地されているので，電流信号i が負になった
ときに出力信号が発生する。この出力信号を受けて縦続
接続されたJKフリップフロップ22,23 からは，電流信号
i が負になった都度に１をカウントして０，１，２と変
化して，２のときにオン信号を発する。この信号はＯＲ
ゲート21の入力端子に一端に供給される。またＯＲゲー
ト21の入力端子に他端にはコンパレータ20の出力信号が
接続されて，いずれかがオンとなるときにイネーブルと
なってＧＴＯゲートドライバ24を作動させる。このゲー
トドライバ24はトリガ源25からのトリガ信号によってほ
ぼ周期的に信号を発生して，ＧＴＯ４のゲートをスイッ
チング駆動する。
【００２０】 集塵電極間がスパークするときの動作モ
ードについては，スパーク発生位相と，直流高圧電源１
の設定電圧と直流高圧電源10の設定電圧の各組合せによ
って，スパーク発生後の波形は次のようにモード(1) か
らモード(6)に分類される。以下各モードごとに動作説
明する。
ードについては，スパーク発生位相と，直流高圧電源１
の設定電圧と直流高圧電源10の設定電圧の各組合せによ
って，スパーク発生後の波形は次のようにモード(1) か
らモード(6)に分類される。以下各モードごとに動作説
明する。
【００２１】 モード(1) ：スパーク発生なし。このと
きは図４(1) に示すように，時刻t0でスイッチング素子
のＧＴＯ４がオンし，パルス回路電流がピーク値ipまで
上昇した後，ほぼ正弦波状に電流が下降して時刻t3で電
流i はゼロを通過して極性反転する。図４(1) の(b) に
示すように，電流i が一点鎖線で示す−k ×ipの関数曲
線と交わる時刻t4でＧＴＯ４のゲート信号をオフさせ
る。
きは図４(1) に示すように，時刻t0でスイッチング素子
のＧＴＯ４がオンし，パルス回路電流がピーク値ipまで
上昇した後，ほぼ正弦波状に電流が下降して時刻t3で電
流i はゼロを通過して極性反転する。図４(1) の(b) に
示すように，電流i が一点鎖線で示す−k ×ipの関数曲
線と交わる時刻t4でＧＴＯ４のゲート信号をオフさせ
る。
【００２２】 モード(2) ：スパーク発生位相が180 °
未満のとき。このときは図４(2) に示すように時刻ｔ０
でＧＴＯ４がトリガ信号でオンする。時刻ｔ２でスパー
クが発生すると，コンデンサ８の充電電圧のため電流i
は一旦上昇してから再び下降する。時刻t3で電流i は極
性を反転するのでゼロクロス・カウンタ23は１をカウン
トする。さらに電流i は下降し時刻t4で所定値−k ×ip
より下がるためコンパレータ20はトリガ停止信号を出力
するのでＧＴＯ４はオフ状態となるが電流i は負の値な
ので逆並列接続されたダイオード５を流れ，時刻t5で停
止する。
未満のとき。このときは図４(2) に示すように時刻ｔ０
でＧＴＯ４がトリガ信号でオンする。時刻ｔ２でスパー
クが発生すると，コンデンサ８の充電電圧のため電流i
は一旦上昇してから再び下降する。時刻t3で電流i は極
性を反転するのでゼロクロス・カウンタ23は１をカウン
トする。さらに電流i は下降し時刻t4で所定値−k ×ip
より下がるためコンパレータ20はトリガ停止信号を出力
するのでＧＴＯ４はオフ状態となるが電流i は負の値な
ので逆並列接続されたダイオード５を流れ，時刻t5で停
止する。
【００２３】 モード(3) ：スパーク発生位相が180 °
未満のとき。このときは図４(3) に示すように時刻ｔ０
でＧＴＯ４がトリガ信号でオンする。時刻ｔ２でスパー
クが発生すると，コンデンサ８の充電電圧のため電流Ｉ
１は上昇してから再び下降する。時刻ｔ３で電流i は極
性を反転するのでゼロクロス・カウンタは１をカウント
する。直流高圧電源10の設定電圧が低い小さいときは所
定レベル−k ×ipまで電流i は下がらずに正弦波振動す
る。時刻ｔ４で電流i は再度極性を反転するのでゼロク
ロス・カウンタ23は２をカウントし，トリガ停止信号を
出力するのでＧＴＯ４はオフ状態となるが電流i は負の
値なのでダイオード５を流れ，時刻ｔ５で停止する。
未満のとき。このときは図４(3) に示すように時刻ｔ０
でＧＴＯ４がトリガ信号でオンする。時刻ｔ２でスパー
クが発生すると，コンデンサ８の充電電圧のため電流Ｉ
１は上昇してから再び下降する。時刻ｔ３で電流i は極
性を反転するのでゼロクロス・カウンタは１をカウント
する。直流高圧電源10の設定電圧が低い小さいときは所
定レベル−k ×ipまで電流i は下がらずに正弦波振動す
る。時刻ｔ４で電流i は再度極性を反転するのでゼロク
ロス・カウンタ23は２をカウントし，トリガ停止信号を
出力するのでＧＴＯ４はオフ状態となるが電流i は負の
値なのでダイオード５を流れ，時刻ｔ５で停止する。
【００２４】 モード(4) ：スパーク発生位相が180 °
以上のとき。このときは図４(4) に示すように時刻ｔ０
でＧＴＯ４がトリガ信号でオンする。時刻ｔ２で電流ｉ
は極性を反転するのでゼロクロス・カウンタ23は１をカ
ウントする。時刻ｔ３でスパークが発生すると，コンデ
ンサ８の充電電圧のため電流i は一旦上昇してから再び
下降する。さらに電流i は下降し時刻ｔ４で電流i は再
度極性を反転するのでゼロクロス・カウンタ23は２をカ
ウントし，トリガ停止信号を出力するのでＧＴＯ４はオ
フ状態となるが電流i は負の値なのでダイオード５を流
れ，時刻ｔ５で停止する。（時刻ｔ４とｔ５の間で電流
i は下降し所定値−k ×ipより下がりコンパレータ20は
トリガ停止信号を出力するが，すでにトリガ停止信号は
出力されているので無効となる。）
以上のとき。このときは図４(4) に示すように時刻ｔ０
でＧＴＯ４がトリガ信号でオンする。時刻ｔ２で電流ｉ
は極性を反転するのでゼロクロス・カウンタ23は１をカ
ウントする。時刻ｔ３でスパークが発生すると，コンデ
ンサ８の充電電圧のため電流i は一旦上昇してから再び
下降する。さらに電流i は下降し時刻ｔ４で電流i は再
度極性を反転するのでゼロクロス・カウンタ23は２をカ
ウントし，トリガ停止信号を出力するのでＧＴＯ４はオ
フ状態となるが電流i は負の値なのでダイオード５を流
れ，時刻ｔ５で停止する。（時刻ｔ４とｔ５の間で電流
i は下降し所定値−k ×ipより下がりコンパレータ20は
トリガ停止信号を出力するが，すでにトリガ停止信号は
出力されているので無効となる。）
【００２５】 モード(5) ：スパーク発生位相が180 °
以上のとき。このときは図４(5) に示すように時刻ｔ０
でＧＴＯ４がトリガ信号でオンする。時刻ｔ２で電流i
は極性を反転するのでゼロクロス・カウンタ23は１をカ
ウントする。時刻ｔ３でスパークが発生すると，コンデ
ンサ８の充電電圧のため電流i は上昇してから再び下降
する。さらに電流i は下降し時刻ｔ４で電流i は再度極
性を反転するのでゼロクロス・カウンタ23は２をカウン
トし，トリガ停止信号を出力するのでＧＴＯ４はオフ状
態となるが電流i は負の値なのでダイオード５を流れ，
時刻ｔ５で停止する。
以上のとき。このときは図４(5) に示すように時刻ｔ０
でＧＴＯ４がトリガ信号でオンする。時刻ｔ２で電流i
は極性を反転するのでゼロクロス・カウンタ23は１をカ
ウントする。時刻ｔ３でスパークが発生すると，コンデ
ンサ８の充電電圧のため電流i は上昇してから再び下降
する。さらに電流i は下降し時刻ｔ４で電流i は再度極
性を反転するのでゼロクロス・カウンタ23は２をカウン
トし，トリガ停止信号を出力するのでＧＴＯ４はオフ状
態となるが電流i は負の値なのでダイオード５を流れ，
時刻ｔ５で停止する。
【００２６】 モード(6) ：スパーク発生位相が180 °
以上でさらに臨界位相tc以上のとき。このときは図４
(6) により説明する。時刻ｔ０でＧＴＯ４がトリガ信号
でオンする。時刻ｔ２で電流i は極性を反転するのでゼ
ロクロス・カウンタ23は１をカウントする。時刻ｔ３で
電流i は下降し時刻ｔ４で所定値−k ×ipより下がるた
めコンパレータ20はトリガ停止信号を出力するのでＧＴ
Ｏ４はオフ状態となるが電流i は負の値なのでダイオー
ド５を流れる。時刻ｔ４でスパークが発生すると，コン
デンサＣ８の充電電圧のため電流i は上昇してゼロにな
った時刻ｔ５で停止する。
以上でさらに臨界位相tc以上のとき。このときは図４
(6) により説明する。時刻ｔ０でＧＴＯ４がトリガ信号
でオンする。時刻ｔ２で電流i は極性を反転するのでゼ
ロクロス・カウンタ23は１をカウントする。時刻ｔ３で
電流i は下降し時刻ｔ４で所定値−k ×ipより下がるた
めコンパレータ20はトリガ停止信号を出力するのでＧＴ
Ｏ４はオフ状態となるが電流i は負の値なのでダイオー
ド５を流れる。時刻ｔ４でスパークが発生すると，コン
デンサＣ８の充電電圧のため電流i は上昇してゼロにな
った時刻ｔ５で停止する。
【００２７】 以上説明した各モード(1) 〜(6) のいず
れの場合においても，集塵電極９のスパークに対して，
スイッチング素子であるＧＴＯ４は，トリガ停止信号か
ら蓄積キャリア消滅まで，パルス回路電流はダイオード
５を流れている。すなわちＧＴＯ４は逆バイアスされて
いるため，ＧＴＯ４を可制御電流以下の電流で使用して
も，安全に運転することができる。またモード(3),(4),
(5) では２周期に渡ってスイッチング素子はオンを継続
するが，これらの場合には電流i の振幅は小さくなって
いるので，そのための電力損失は，比較的小さい値であ
る。
れの場合においても，集塵電極９のスパークに対して，
スイッチング素子であるＧＴＯ４は，トリガ停止信号か
ら蓄積キャリア消滅まで，パルス回路電流はダイオード
５を流れている。すなわちＧＴＯ４は逆バイアスされて
いるため，ＧＴＯ４を可制御電流以下の電流で使用して
も，安全に運転することができる。またモード(3),(4),
(5) では２周期に渡ってスイッチング素子はオンを継続
するが，これらの場合には電流i の振幅は小さくなって
いるので，そのための電力損失は，比較的小さい値であ
る。
【００２８】 図３に示す実施例において，スイッチン
グ素子であるＧＴＯ４については，他のスイッチング素
子例えばサイリスタに置き換えることができる。また，
制御回路30については，本発明を実施するための一例で
あって，同様の機能をする他の回路構成とすることもで
きる。また，変流器11の接続位置は変圧器７の１次側に
限らず，２次側にすることもできる。
グ素子であるＧＴＯ４については，他のスイッチング素
子例えばサイリスタに置き換えることができる。また，
制御回路30については，本発明を実施するための一例で
あって，同様の機能をする他の回路構成とすることもで
きる。また，変流器11の接続位置は変圧器７の１次側に
限らず，２次側にすることもできる。
【００２９】 図５は本発明の他の実施例における部分
図である。制御回路30内のダイオード14の順方向電圧降
下は無視できないので，これを補正するようにしたもの
である。制御回路30内の抵抗器12に並列に，ダイオード
26とコンデンサ27と抵抗器28とを追加して，図示のよう
に構成する。そして抵抗器12と抵抗器13の値を互いに等
しく選び，コンデンサ27とコンデンサ15の値を等しく選
び，抵抗器28の値と抵抗器17,18 の和の値を等しく選
ぶ。この回路構成により，変流器11の側から見ると対称
の回路構成となり，ダイオード14の順方向電圧降下は補
正される。コンパレータ19の−入力端子に印加される信
号は，パルス回路電流i の半波整流された形となるが，
信号の負の部分で図４(b) に示す時刻t3からt4の区間に
対応する区間では信号i がそのまま，コンパレータ19の
−入力端子に現れるので，図３に示す実施例と同様に動
作する。
図である。制御回路30内のダイオード14の順方向電圧降
下は無視できないので，これを補正するようにしたもの
である。制御回路30内の抵抗器12に並列に，ダイオード
26とコンデンサ27と抵抗器28とを追加して，図示のよう
に構成する。そして抵抗器12と抵抗器13の値を互いに等
しく選び，コンデンサ27とコンデンサ15の値を等しく選
び，抵抗器28の値と抵抗器17,18 の和の値を等しく選
ぶ。この回路構成により，変流器11の側から見ると対称
の回路構成となり，ダイオード14の順方向電圧降下は補
正される。コンパレータ19の−入力端子に印加される信
号は，パルス回路電流i の半波整流された形となるが，
信号の負の部分で図４(b) に示す時刻t3からt4の区間に
対応する区間では信号i がそのまま，コンパレータ19の
−入力端子に現れるので，図３に示す実施例と同様に動
作する。
【００３０】
【発明の効果】 本発明は，以上述べたような特徴を有
し従来のようにスパーク検出におけるノイズ信号との識
別の問題がなく，パルス回路電流の信号処理だけで，ス
イッチング素子をより確実に保護するように運転するこ
とができる。したがってスイッチング素子の信頼性を高
めることができる。また直流高圧電源の設定値を変化さ
せたときにも，自動的に追随して安全で効果的な運転が
できる。
し従来のようにスパーク検出におけるノイズ信号との識
別の問題がなく，パルス回路電流の信号処理だけで，ス
イッチング素子をより確実に保護するように運転するこ
とができる。したがってスイッチング素子の信頼性を高
めることができる。また直流高圧電源の設定値を変化さ
せたときにも，自動的に追随して安全で効果的な運転が
できる。
【図１】一般的なパルス荷電式電気集塵機の回路を示
す。
す。
【図２】本発明のいとぐちとなる原理波形図である。
【図３】本発明にかかる電気集塵機用パルス電源装置の
一実施例を示す。
一実施例を示す。
【図４】本発明にかかる電気集塵機用パルス電源装置の
各動作モードの波形を示す。
各動作モードの波形を示す。
【図５】本発明にかかる電気集塵機用パルス電源装置の
他の実施例の部分図である。
他の実施例の部分図である。
１…直流高圧電源 ２…チョークコイル ３…コン
デンサ ４…ＧＴＯ ４’…サイリスタ ５…ダイオード ６
…インダクタンス ７…変圧器 ８…コンデンサ ９…集塵電極 10…直
流高圧電源 11…変流器 30…制御回路
デンサ ４…ＧＴＯ ４’…サイリスタ ５…ダイオード ６
…インダクタンス ７…変圧器 ８…コンデンサ ９…集塵電極 10…直
流高圧電源 11…変流器 30…制御回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０２Ｍ 7/515 9181−5Ｈ Ｈ０２Ｍ 7/515 Ｇ
Claims (2)
- 【請求項１】第１の直流高圧電源と，この第１の直流高
圧電源に接続された集塵電極と，第２の直流高圧電源
と，この第２の直流高圧電源に接続されたコンデンサ及
びスイッチング素子とダイオードとの逆並列接続体と共
振用インダクタンスとからなるパルス発生回路を備え
て，このパルス発生回路のパルス出力を前記集塵電極に
重畳する電気集塵機用パルス電源装置において，前記ス
イッチング素子のオン駆動信号は，パルス発生過程で前
記ダイオードに流れる電流のレベルが所定レベルを越え
るまで保持し，この所定レベルはその瞬間に前記集塵電
極にスパークが発生したときに減少する帰還電流時間が
前記スイッチング素子に最低限必要なターンオフ時間よ
り長くなるレベルに選定したことを特徴とする電気集塵
機用パルス電源装置の運転方法。 - 【請求項２】第１の直流高圧電源と，この第１の直流高
圧電源に接続された集塵電極と，第２の直流高圧電源
と，この第２の直流高圧電源に接続されたコンデンサ及
びスイッチング素子とダイオードとの逆並列接続体と共
振用インダクタンスとからなるパルス発生回路を備え
て，このパルス発生回路のパルス出力を前記集塵電極に
重畳する電気集塵機用パルス電源装置において， 前記スイッチング素子の電流i について，電流の極性
が反転し前記ダイオードに電流が流れている区間で，前
記スイッチング素子の正方向電流i のピーク値をipと
し，k は0.5 から1.0 までの係数とし，i ＜−k ×ip
が成立するとき； 前記スイッチング素子の電流が正方向から負方向へ２
回極性反転をしたとき；の２つの条件のうち一方が成立
するまで前記スイッチング素子にオン駆動信号を送り続
けることを特徴とする電気集塵機用パルス電源装置の運
転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8022077A JPH09200953A (ja) | 1996-01-12 | 1996-01-12 | 電気集塵機用パルス電源装置の運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8022077A JPH09200953A (ja) | 1996-01-12 | 1996-01-12 | 電気集塵機用パルス電源装置の運転方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09200953A true JPH09200953A (ja) | 1997-07-31 |
Family
ID=12072833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8022077A Withdrawn JPH09200953A (ja) | 1996-01-12 | 1996-01-12 | 電気集塵機用パルス電源装置の運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09200953A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011215005A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Hokuyo Automatic Co | 信号処理装置、及び走査式測距装置 |
-
1996
- 1996-01-12 JP JP8022077A patent/JPH09200953A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011215005A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Hokuyo Automatic Co | 信号処理装置、及び走査式測距装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030401 |