JPS6111549B2 - - Google Patents

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JPS6111549B2
JPS6111549B2 JP418376A JP418376A JPS6111549B2 JP S6111549 B2 JPS6111549 B2 JP S6111549B2 JP 418376 A JP418376 A JP 418376A JP 418376 A JP418376 A JP 418376A JP S6111549 B2 JPS6111549 B2 JP S6111549B2
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JP
Japan
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power supply
load
capacitor
switch element
voltage
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JP418376A
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Japanese (ja)
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JPS5287623A (en
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Senichi Masuda
Yoshuki Hirai
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Publication of JPS6111549B2 publication Critical patent/JPS6111549B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は静電容量または静電容量に高抵抗が並
列に接続された負荷(以下容量性負荷と呼ぶ)に
低い電力損失をもつて急峻なパルス電圧を供給す
ることを可能ならしめたパルス電源に関するもの
である。 従来方式のパルス電源を用いて容量性負荷にパ
ルス電圧を印加する時は、(1)その立上りを急峻な
らしめるためには極めて大きな充電電流を要する
ので、電源の出力インピーダンスが極めて小さく
且つ瞬時大電流供給能力があること、(2)その立ち
下りを急峻ならしめるためにはパルス電圧V
〔V〕の印加によつて該容量性負荷の静電容量C
〔F〕に充電された電荷CV〔C〕を急速に放電さ
せるため該容量部に並列に充分低い放電抵抗を接
続することが要求されて来た。しかし上記(1)はパ
ルス電源に過大な瞬時出力容量を要求してその価
格を過大となし、(2)は1回のパルス印加時毎に上
記低抵抗に大きな電流が流れて過大なジユール損
失を生ずる上、パルス印加電圧消失後に該静電容
量Cに貯えられたエネルギ(1/2)CV2〔J〕を
該抵抗に熱として消費せしめる必要上、実際に負
荷自体に消費されるパルス電力に比べて、損失電
力が過大とならざるをえないという大きな難点が
あつた。 本発明の目的は上記の欠点を克服し、凡ゆる種
類の容量性負荷に著るしく低い電力損失をもつて
極めて急峻なパルス電圧を供給することを可能な
らしめたパルス電源を供給することにある。 然して本発明にあつては上記目的を(a)負荷コン
デンサの静電容量Cに比べて充分に大きな静電容
量C′を有する電源コンデンサを直流電源によつ
て所要パルス波高値Vの約1/2の値の電圧V′に充
電しておき、(b)これを適当なスイツチ素子S(例
えばシリコン制御整流素子、2方向3端子サイリ
スタ(トライアツク)、切り換え放電管、ロータ
リースイツチ等)によつて、かつ適当な直列イン
ダクタンスおよび抵抗の著るしく小さい導線を介
して該容量性負荷に接続し、これによつて減衰の
極めて少い過渡振動を発生せしめ、その結果とし
て該容量性負荷の静電容量CをV′のほぼ2倍す
なわちVに充電し、その直後に該スイツチ素子S
の導通を切り、(c)次に所定のパルス幅に相当する
時間τ〔S〕を経たのち、上記スイツチ素子Sに
逆並列に接続されたいま一つのスイツチ素子S′に
よりV附近の値に充電された該容量性負荷を該直
列インダクタンスおよび低抗導線を介してV′=
(1/2)Vの電圧に充電されている該電源コンデン
サに再び接続し、これによつて生ずる同じく減衰
の極めて少い過渡振動によつて該負荷コンデンサ
に貯えられた電荷の大部分を該電源コンデンサ
C′に回収すると同時に、該負荷コンデンサの両
端の電圧を極めて小さな値V″(この値を0なら
しめることは後述の理由で不可能)に低減せし
め、その直後に該スイツチ素子S′の導通を切り、
(d)次いで該容量性負荷の両端をいま一つのスイツ
チ素子S″を介して短絡し、その残留電荷CVを放
電して該容量性負荷の両端の電圧を初期値0に戻
し、その直後に該スイツチ素子S″の導通を切る
ことによつて達成する。この場合該容量性負荷の
両端の電圧を初期値0に戻さない時はその残留電
圧は次第にV′に近づくと共に負荷の両端にあら
われるパルス電圧波高値も2V′よりV′に近づき、
遂に本方式によるパルス電圧の発生は不能となつ
てしまうことは後述の通りである。また該容量性
負荷とスイツチ素子S″を含む放電回路には必ず
インダクタンスが存在する(特にシリコン制御整
流素子を使用する時はdi/dtを抑えるために保護
用インダクタンスを挿入する)ため、そのままで
は負荷コンデンサは、逆極性に充電される。そこ
でこれを防止するためには該容量性負荷に並列
に、負荷コンデンサの電源による荷電を阻止する
方向の整流方向をもつて整流素子G(フライホイ
ル整流素子)を接続し、逆方向の充電電流をGを
通して循環減衰せしめる必要がある。 すなわち本発明のパルス電源は、負荷コンデン
サの静電容量Cに比べて充分に大きな静電容量
C′を有する所の電源コンデンサと、その両端
A,A′にこれを電圧V′に充電するため適当な充
電インピーダンス(抵抗又はインダクタンス)を
介して接続された所の直流電源と、該電源コンデ
ンサの一端Aに接続された所の該電源コンデンサ
と負荷との間の接続を開閉するための適当な負荷
充電用スイツチ素子Sと、該スイツチ素子Sの他
端に接続された所の負荷にパルス電圧を供給する
ための出力端子Bと、該端子AよりBに至る経路
に直列に接続された所の過度振動発生用インダク
タンスと、該電源コンデンサの他端A′に接続さ
れたいま一つの出力端子B′と、A,B間に該スイ
ツチ素子Sと逆並列に接続されたいま一つの適当
な負荷容量電荷回収用スイツチ素子S′と、該出力
端子B,B′の間に接続されその間の接続を開閉す
るためのいま一つの負荷容量残留電荷放電用スイ
ツチ素子S″と、該出力端子B,B′の間に該スイ
ツチ素子S″と並列に、かつ該電源コンデンサの
充電電圧に対しこれを阻止する整流方向をもつて
接続された所の負荷容量逆充電防止用整流素子G
を有し、該スイツチ素子S,S′,S″をS→S′→
S″→S→S′→S″………の順序でパルス幅τ、該
電源コンデンサ−該インダクタンス−該負荷コン
デンサ回路の振動半周期よりやや大きい程度の
微小時間′、パルス休止時間T′の時間間隔をも
つて順次に閉路せしめる所の制御部を有し、これ
により該スイツチ素子S,S′,S″を開閉せしめ
て、まず該スイツチ素子Sを閉路することにより
予め電圧V′に充電せる電源コンデンサを負荷に
接続し、これによつて極めて減衰の少い過渡振動
を発生せしめて負荷コンデンサの静電容量Cを
V′のほぼ2倍の電圧Vに充電したのちSを開路
し、次いで所要のパルス幅τの時間後に該スイツ
チ素子S′を閉路することにより再び該電源コンデ
ンサにこれより高い電圧に充電されている負荷を
接続し、この際発生する減衰の極めて少い過渡振
動によつて負荷コンデンサに貯えられている電荷
の大部分を電源コンデンサに回収したのちS′を開
路し、次いでその直後に該スイツチ素子S″を閉
路することにより回収しきれないで負荷コンデン
サに残留せる電荷を放電し、B→S″→B′→G→
Bの閉回路の循環電流として減衰せしめて負荷コ
ンデンサの残留電圧を0に戻したのちS″を開路
し、もつて急峻なパルス電圧を容量性負荷に供給
しつつ、負荷コンデンサに貯えられたエネルギの
大部分を再び電源コンデンサに回収することを特
徴とする。 上記特徴の結果として、本発明のパルス電源
は、容量性の負荷に対して、上記過渡振動の半周
期に相当する極めて短い立上り時間を有する、
急峻なパルス電圧を印加しうると共に、負荷容量
に充電されたエネルギを有効に電源に回収してそ
の電力損失を著るしく低減し、ほぼ80〔%〕程度
の高い効率を維持し得るという従来型のパルス電
源では全く不可能であつた著るしい作用効果を撥
揮するのである。 本発明によるパルス電源に使用するスイツチ素
子S,S′,S″としてはシリコン制御整流素子、
2方向3端子サイリスタ(トライアツク)、切換
放電管、ロータリースイツチ、パワートランジス
タその他如何なるスイツチ素子を使用しても良い
が、特にシリコン制御整流素子を使用するのが好
適で、この場合には上記のS,S′,S″の開路操
作が自動的に導通電流が0となる時点で達成され
る利点がある。また本発明に使用する上記スイツ
チ素子Sは、必要に応じて2方向3端子サイリス
タ(トライアツク)やロータリースイツチ等適当
な素子を使用したり、あるいは後述の実施例で示
す様な適当な回路素子(例えばブリツジ接続せる
整流素子)と組合せて使用することにより、これ
と逆並列に接続されるスイツチ素子S′の作用を兼
ねしめることが出来、これによつてS′を省略する
ことが可能となる。 また本発明において負荷コンデンサの電荷を電
源コンデンサに回収した後になお残つている残留
電荷は、上述のとおりスイツチ素子S″の閉路に
より端子B,B′を短絡して直接放電しても良い
が、これを次の様な方法で更に電源コンデンサに
回収しても良い。すなわち回生用変圧器を使用
し、その1次巻線を上記スイツチ素子S″を介し
て出力端子B,B′に接続し、1次巻線に対して充
分昇圧の巻数比にあるその2次巻線を放電防止用
整流素子G′(その整流方向は該電源コンデンサ
の電圧の放電を阻止する方向とする)を介して該
電源コンデンサの両端A,A′に接続する。 これにより該スイツチ素子S″を閉路する時に
負荷コンデンサの残留電圧によつて該回生用変圧
器の1次巻線を通して放電電流が流れ、これに対
応して該2次巻線に流れる2次電流が該電源コン
デンサに流入し、結局上記残留電荷の更に大部分
が電源コンデンサに回収されることとなるのであ
る。この様にすることにより電力損失は更に低減
でき、その効率は90〔%〕以上にも達せしめるこ
とができる。 回生用変圧器としては、通常の変圧器の他単巻
変圧器やパルス変圧器を使用しても良いことは云
うまでもない。 また本発明において所要パルスくり返り周期T
=τ+′+T′が負荷の時定数に比べて充分に長
い時は、上記のS″の代りに適当なインダクタン
スを挿入して、負荷容量における残留電荷を該イ
ンダクタンスを介して放電せしめたり、あるいは
上記のS″およびGを省略し、負荷コンデンサに
おける残留電荷を負荷低抗を介して放電せしめる
こともできる。 本発明のパルス電源は大きな静電容量を有する
様々な容量性負荷に急峻なパルス電圧を供給する
のに用いることが出来るが、特に放電極と集じん
極を備えた電気集じん装置の両電極間に、直流電
圧に重ねて急峻で周期的な高圧パルス電圧を加え
るのに使用したり、あるいは放電極と集じん極と
第3電極を有し、第3電極と集じん極との間に主
電界形成用の直流電圧を印加し、放電極と第3電
極との間にパルス電圧を印加する所の第3電極付
電気集じん装置(例えば本発明者の昭和48年8月
14日出願にかかる特許願昭和48年第091188号(特
開昭50−38869号、特公昭60−33543)「パルス荷
電型2段式電気集じん装置」)の放電極と第3電
極との間に直接あるいは補助直流電圧(バイアス
電圧)に重ねて急峻で周期的なパルス電圧を加え
るのに使用するのに好適である。但しこれらの使
用例にあつて、直流電圧に重ねてパルス電圧を印
加する場合、該直流電圧の電源にはパルス電圧を
バイパスするためのコンデンサを含む適当な波
回路を並列に接続することがのぞましい。 以下本発明のパルス電源の構成ならびに特徴の
詳細を、図面および実施例によつて説明する。第
1図は本発明のパルス電源の構成原理を示す回路
図第2図はその出力パルス電圧vと出力パルス電
流iの波形を示す図である。第1図において1
は、静電容量C′〔F〕を有する電源コンデン
サ、2は、これを充電するための直流電源で整流
用変圧器3とその2次巻線に接続された整流器
(本例ではブリツヂ接続された4個の整流素子よ
り成る)4より成り、その一つの出力端子D(本
例では正極性)は導線5、電流制限用インピーダ
ンス(インダクタンス又は抵抗)6を介して該電
源コンデンサ1の一端Aに接続されている。また
該整流器のいま一つの出力端子D′は導線5′を介
して該コンデンサ1の他端A′に接続されてい
る。端子Aは低抵抗の導線7、負荷充電用スイツ
チ素子としてのシリコン制御整流素子S、過渡振
動発生用インダクタンス54を介して、本パルス
電源の出力端子Bに接続され、他端A′は低抵抗
の導線7′を介して本パルス電源のいま一つの出
力端子B′に接続されている。S′はSと逆並列に接
続された所のいま一つの負荷容量電荷回収用スイ
ツチ素子としてのシリコン制御整流素子、S″は
保護用インダクタンスl、低抵抗導線8を介して
該出力端子B,B′の間に接続されたいま一つの負
荷容量残留電荷放電用スイツチ素子としてのシリ
コン制御整流素子、Gは該出力端子の間にS″−
lと逆並列に低抵抗導線8′によつて接続された
所の負荷量逆充電防止用整流素子(フライホイル
整流素子)である。但し上記シリコン制御整流素
子S,S′,S″の整流方向は本例にあつてはそれ
ぞれA→B、B→A、B→B′であり、また上記整
流素子Gの整流方向は本例にあつてはB′→Bであ
る。9はシリコン制御整流素子S,S′,S″の制
御部で、その出力端子10,11,12はそれぞ
れ導線13,14,15を介して、S,S′,
S″のゲート端子16,17,18に接続され、
これに制御パルス電圧を供給する。出力端子B,
B′には静電容量C〔F〕を有する負荷コンデンサ
19および極めて大きな抵抗値R〔Ω〕を有する
抵抗20の並列接続で代表される容量性負荷21
が低抵抗導線22,22′を介して接続されてい
る。 また第2図において曲線vは出力端子B,B′か
ら容量性負荷21に印加される出力パルス電圧v
(BをB′に対して正にとる)の波形、曲線iは出
力端子B,B′から該負荷21に供給される出力パ
ルス電流i(B→21の向きを正にとる)の波形
を示す。 いま本パルス電源の所要出力波高値電圧をV
〔V〕、所要パルス幅をτ〔S〕、所要パルス休止
時間をT′〔S〕とすると、そのくり返し周期は
T=τ+′+T′〔S〕となることはすでに記し
たとおりである。これに対して直流電源2の直流
出力電圧、したがつて電源コンデンサ1の端子電
圧をほぼV′=(1/2)Vに選定し、導線を含む回
路抵抗を充分に小さくとり、かつ該インダクタン
ス54のLの値を適当に選定することによつてS
の閉路時に極めて減衰の少い過渡振動を発生せし
めれば、後述のとおり負荷コンデンサ19はほぼ
V=2V′に充電することができる。但し電源コン
デンサの静電容量C′は負荷の静電容量Cに対し
て充分大きくとつてある(C′≫C)。上記目的達
成のためには過度振動用インダクタンス54のL
の値は(i)|−A−7−S−54−B−22−19
−22′−B′−7′−A′の回路抵抗をr〔Ω〕と
すると、L、C、rの値はSを閉路した際単に回
路に振動が発生する様な条件に選ぶ必要があるの
みならず、更にその過度振動によつて負荷コンデ
ンサ19をV′の2倍に出来る限り近い限度まで
充電すると共に、S′を閉路した際に過渡振動によ
つて負荷コンデンサ19の残留電荷を出来る限り
多く電源コンデンサ|に回収する様に選ぶ必要が
ある。このためには後述の様に振動の半周期にお
ける電圧の減衰を出来るだけ抑えるためL/C≫
r2の条件を満す必要がある。(ii)またインダクタン
ス54に要求される第2の要件としてシリコン制
御整流素子S,S′の電流およびdi/dtを許容値以
下に保つ作用を果すことが要求される。したがつ
てLの値としてはこれらを満たすのに充分な値を
もたせる必要がある。(iii)しかしその範囲内では出
来る限りLを小さく選定することによつてパルス
電圧の立ち上りおよび立ち下り時間≒π√
〔S〕を小さくする必要があることは云うまでも
ない。また保護用インダクタンスlの値はシリコ
ン制御整流素子S″の電流およびdi/dtを許容値以
下に保つに充分な値である必要があるが、その範
囲内では出来る限り小さく選定して、残留電荷放
電時の電流減衰の時定数を小さくする方が良い。
制御部9は先づその出力端子10からシリコン制
御整流子Sのゲート端子16に制御パルス電圧を
供給し、次いでパルス幅に相当する時間τ〔S〕
後にその出力端子11からシリコン制御整流子
S′のゲート端子17に制御パルス電圧を供給し、
次いでその直後(正確には上記時間〔S〕より
稍々大きな時間′後)にその出力端子12から
シリコン制御整流子S″のゲート端子18に制御
パルス電圧を供給し、次いでパルス休止時間
T′〔S〕後に再びその出力端子10からSのゲ
ート端子16にパルス制御電圧を供給し、以下上
述の動作をくり返す。これに伴つて本例の回路で
は次の動作で負荷に対する周期的なパルス電圧の
供給と、電荷の電源への回生が行われる。すなわ
ちシリコン制御整流素子Sのゲート端子16に制
御パルス電圧が加えられた瞬間、Sはターン・オ
ンし、これによつて電源コンデンサ1の端子A,
A′から導線7,7′過渡振動用インダクタンス5
4、出力端子B,B′および導線7,7′過渡振動
用インダクタンス54、出力端子B,B′および導
線22,22′を介して負荷21の負荷コンデン
サ9に充電電流が流れる。これに伴う充電電流i
〔A〕および負荷コンデンサ19の端子電圧v
〔V〕のターン・オン時点からの経過時間t
〔S〕に対する変化は、上述の回路抵抗γが充分
小さくLの値が適当であつて振動条件1/L(1/C+ 1/C′)>(γ/2L)を満すようにすれば減衰振
動とな りそれぞれ次式の様になる。 v、iの波形は第2図の通りで両者ともt=0
から時間と共に上昇し、負荷コンデンサと過渡振
動用インダクタンスと過度振動現象によりvが0
の位置から最高位置αに至るまでの曲線上でvの
微分値が最大のとき、iの値は略最大となり、
又、vの微分値が0(αの位置)のとき、iの値
は0となる斯様にしてt=t1=2/ωpの時点
でi=0となり、シリコン制御整流素子S′にはB
→A方向の電圧が加わつてターン・オフする。こ
の時の負荷コンデンサ19の端子電圧の値は次の
様になる。 v1=Vp(1−e-t 1 /ocos2) (4) ここでパルス電圧v1の値を出来る限り大きく
するためには(3)式から明らかな様にC′≫Cに
選ぶ必要があり、この時Vp≒V′となる。 パルス電圧の立ち上りを早くするためには出
来る限りωpを大きくする必要があり、このた
めには(3)式から明らかな様に1/LC≫(γ/2L)
す なわちL/C≫γ換言すればγを小さく選ぶ必
要がある。この時ωp≒1/√となる。 この場合同じく(3)式から明らかな様に
The present invention is a pulse power supply that makes it possible to supply a steep pulse voltage with low power loss to a load having a capacitance or a high resistance connected in parallel to a capacitance (hereinafter referred to as a capacitive load). It is related to. When applying a pulse voltage to a capacitive load using a conventional pulse power supply, (1) an extremely large charging current is required to make the rise steep; therefore, the output impedance of the power supply is extremely small and instantaneously large; (2) In order to make the fall steep, the pulse voltage V is required.
By applying [V], the capacitance C of the capacitive load is
In order to rapidly discharge the charge CV [C] charged in [F], it has been required to connect a sufficiently low discharge resistance in parallel to the capacitor section. However, (1) above requires an excessive instantaneous output capacity for the pulse power supply, making its price excessive, and (2) requires a large current to flow through the low resistance each time a pulse is applied, resulting in excessive unit loss. In addition, it is necessary to cause the energy (1/2) CV 2 [J] stored in the capacitance C to be consumed as heat by the resistor after the pulse applied voltage disappears, so that the pulse power actually consumed by the load itself is The major drawback was that the power loss was excessive compared to the conventional method. The object of the invention is to overcome the above-mentioned drawbacks and to provide a pulsed power supply which makes it possible to supply all types of capacitive loads with extremely steep pulsed voltages with significantly lower power losses. be. However, in the present invention, the above object is achieved by (a) using a DC power supply to connect a power supply capacitor having a sufficiently large capacitance C' compared to the capacitance C of the load capacitor to approximately 1/1/2 of the required pulse peak value V; (b) This is charged to a voltage V′ with a value of 2, and (b) this is charged by a suitable switch element S (for example, a silicon-controlled rectifier, a two-way three-terminal thyristor (triax), a switching discharge tube, a rotary switch, etc.). , and connected to the capacitive load via conductors of suitable series inductance and significantly low resistance, thereby generating very poorly damped transient oscillations, so that the electrostatic capacitance of the capacitive load is Immediately after charging the capacitance C to approximately twice V', that is, V, the switch element S
(c) Then, after a time τ [S] corresponding to a predetermined pulse width, another switch element S' connected in antiparallel to the above switch element S brings the voltage to a value near V. The charged capacitive load is passed through the series inductance and the low resistance wire to V′=
By reconnecting the power supply capacitor, which is charged to a voltage of (1/2) V, the resulting similarly very poorly damped transient oscillation removes most of the charge stored in the load capacitor. power capacitor
At the same time, the voltage across the load capacitor is reduced to an extremely small value V'' (it is impossible to reduce this value to 0 for reasons explained later), and immediately after that, the switch element S' is turned on. Cut the
(d) Next, both ends of the capacitive load are short-circuited via another switch element S'', and the residual charge CV is discharged to return the voltage across the capacitive load to the initial value 0, and immediately after that, This is achieved by cutting off the conduction of the switch element S''. In this case, if the voltage across the capacitive load is not returned to its initial value of 0, the residual voltage will gradually approach V' and the peak value of the pulse voltage appearing across the load will also approach V' from 2V'.
As will be described later, it will eventually become impossible to generate a pulse voltage using this method. In addition, inductance always exists in the discharge circuit including the capacitive load and the switch element S'' (especially when using a silicon-controlled rectifier, a protective inductance is inserted to suppress di/dt), so if The load capacitor is charged to the opposite polarity.To prevent this, a rectifier G (flywheel rectifier) is installed in parallel with the capacitive load, with a rectifying direction that prevents the load capacitor from being charged by the power supply. element), and the charging current in the opposite direction must be cyclically attenuated through G. In other words, the pulse power supply of the present invention has a capacitance that is sufficiently large compared to the capacitance C of the load capacitor.
A power supply capacitor with voltage C', a DC power supply connected to both ends A and A' of the power supply capacitor via a suitable charging impedance (resistance or inductance) to charge it to voltage V', and the power supply capacitor. A suitable load charging switch element S for opening and closing the connection between the power supply capacitor connected to one end A and the load, and a pulse to the load connected to the other end of the switch element S. An output terminal B for supplying voltage, an inductance for generating transient vibrations connected in series to the path from terminal A to B, and another output connected to the other end A' of the power supply capacitor. Another suitable load capacitance charge recovery switch element S' is connected in anti-parallel with the switch element S between terminal B' and A and B, and is connected between the output terminals B and B'. Another switch element S'' for discharging the residual charge of the load capacitance for opening and closing the connection of A rectifying element G for preventing reverse charging of load capacitance connected with a rectifying direction to prevent this.
and the switch elements S, S′, S″ are changed from S→S′→
In the order of S″→S→S′→S″, the pulse width τ, the minute time ′ which is slightly larger than the half cycle of vibration of the power supply capacitor-the inductance-the load capacitor circuit, and the pulse pause time T′. It has a control unit that closes the circuits sequentially at time intervals, and thereby opens and closes the switch elements S, S', S'', and first closes the switch element S, thereby charging it to voltage V' in advance. A power supply capacitor connected to the load, which generates extremely poorly damped transient vibrations, increases the capacitance C of the load capacitor.
After charging to a voltage V approximately twice that of V', S is opened, and then the switch element S' is closed after a time period of the required pulse width τ, thereby charging the power supply capacitor to a higher voltage again. After connecting a load, most of the charge stored in the load capacitor is recovered to the power supply capacitor by the transient oscillation with very little damping that occurs, S' is opened, and immediately after that, the switch is connected. By closing element S'', the charge remaining in the load capacitor without being recovered is discharged, and B→S''→B'→G→
After attenuating it as a circulating current in the closed circuit of B and returning the residual voltage of the load capacitor to 0, S'' is opened, supplying a steep pulse voltage to the capacitive load, and draining the energy stored in the load capacitor. As a result of the above-mentioned features, the pulse power supply of the present invention has an extremely short rise time corresponding to a half cycle of the above-mentioned transient oscillation for a capacitive load. has,
In addition to being able to apply steep pulse voltages, the energy stored in the load capacitance is effectively recovered to the power source, significantly reducing power loss, and maintaining high efficiency of approximately 80%. It achieves remarkable effects that were completely impossible with conventional pulse power sources. The switch elements S, S', S'' used in the pulse power supply according to the present invention include silicon controlled rectifier elements,
Although any switching element such as a 2-way 3-terminal thyristor (triax), a switching discharge tube, a rotary switch, a power transistor, etc. may be used, it is particularly preferable to use a silicon-controlled rectifying element, and in this case, the above-mentioned S . By using an appropriate element such as a triax or rotary switch, or by using it in combination with an appropriate circuit element (for example, a bridge-connected rectifier) as shown in the examples below, it can be connected in antiparallel to this. It can also serve as the function of the switch element S', which makes it possible to omit S'.In addition, in the present invention, the residual charge that remains after the charge of the load capacitor is recovered to the power supply capacitor is may be directly discharged by short-circuiting the terminals B and B' by closing the switch element S'' as described above, but this may also be collected in the power supply capacitor by the following method. In other words, a regenerative transformer is used, its primary winding is connected to the output terminals B and B' via the above-mentioned switch element S'', and its secondary winding is connected to the output terminals B and B' through the switch element S'', and the secondary winding is connected to the The winding is connected to both ends A and A' of the power supply capacitor via a discharge prevention rectifying element G' (the rectification direction is a direction that prevents the voltage of the power supply capacitor from discharging).This causes the switch element to When S'' is closed, a discharge current flows through the primary winding of the regenerative transformer due to the residual voltage of the load capacitor, and correspondingly, a secondary current flows through the secondary winding to the power supply capacitor. Eventually, even more of the residual charge will be recovered to the power supply capacitor. By doing so, the power loss can be further reduced and the efficiency can be increased to over 90%. As the regenerative transformer, it goes without saying that in addition to a normal transformer, an autotransformer or a pulse transformer may be used. In addition, in the present invention, the required pulse repetition period T
When =τ+′+T′ is sufficiently long compared to the time constant of the load, insert an appropriate inductance in place of S″ above and discharge the residual charge in the load capacitance through the inductance, or It is also possible to omit the above S'' and G and discharge the residual charge in the load capacitor via the load resistor. The pulse power supply of the present invention can be used to supply a steep pulse voltage to various capacitive loads having large capacitance, but especially to both electrodes of an electrostatic precipitator equipped with a discharge electrode and a dust collection electrode. In between, it can be used to apply a steep and periodic high-voltage pulse voltage superimposed on the DC voltage, or it can have a discharge electrode, a dust collection electrode, and a third electrode, and between the third electrode and the dust collection electrode. An electrostatic precipitator with a third electrode that applies a DC voltage for forming the main electric field and a pulse voltage between the discharge electrode and the third electrode (e.g.
The connection between the discharge electrode and the third electrode of Patent Application No. 091188 of 1972 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 50-38869, Japanese Patent Publication No. 60-33543) "Pulse charging type two-stage electrostatic precipitator" filed on the 14th It is suitable for use in applying a steep and periodic pulse voltage directly or superimposed on an auxiliary DC voltage (bias voltage) between the two. However, in these usage examples, when applying a pulse voltage in addition to a DC voltage, it is recommended that a suitable wave circuit including a capacitor for bypassing the pulse voltage be connected in parallel to the DC voltage power supply. . DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The configuration and features of the pulse power source of the present invention will be explained in detail below with reference to drawings and examples. FIG. 1 is a circuit diagram showing the principle of construction of the pulse power source of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing the waveforms of its output pulse voltage v and output pulse current i. In Figure 1, 1
is a power supply capacitor having a capacitance C' [F], 2 is a DC power supply for charging this, and is a rectifier connected to the rectifier transformer 3 and its secondary winding (in this example, the rectifier is bridge-connected). One output terminal D (positive polarity in this example) is connected to one end A of the power supply capacitor 1 via a conductor 5 and a current limiting impedance (inductance or resistance) 6. It is connected to the. Another output terminal D' of the rectifier is connected to the other end A' of the capacitor 1 via a conductor 5'. Terminal A is connected to the output terminal B of the pulse power supply via a low-resistance conductor 7, a silicon-controlled rectifier S as a load charging switch element, and an inductance 54 for generating transient vibrations, and the other end A' is a low-resistance conductor. is connected to another output terminal B' of the pulse power supply via a conductor 7'. S' is a silicon-controlled rectifier element connected in antiparallel with S as another switch element for recovering load capacitance charge, S'' is a protective inductance l, and the output terminal B is connected through a low resistance conductor 8. A silicon-controlled rectifier element as another switch element for discharging the residual charge of the load capacitance is connected between B', and G is connected between the output terminals S''-
A rectifying element (flywheel rectifying element) for preventing load reverse charging is connected in antiparallel to l by a low resistance conductor 8'. However, the rectifying directions of the silicon-controlled rectifying elements S, S', and S'' are A→B, B→A, and B→B' in this example, and the rectifying direction of the rectifying element G is as follows in this example. 9 is a control section for silicon-controlled rectifying elements S, S', S'', and its output terminals 10, 11, 12 are connected to S via conducting wires 13, 14, 15, respectively. ,S′,
Connected to gate terminals 16, 17, 18 of S'',
A control pulse voltage is supplied to this. Output terminal B,
B' is a capacitive load 21 represented by a parallel connection of a load capacitor 19 having a capacitance C [F] and a resistor 20 having an extremely large resistance value R [Ω].
are connected via low resistance conductive wires 22, 22'. In addition, in FIG. 2, the curve v is the output pulse voltage v applied from the output terminals B and B' to the capacitive load 21.
The waveform of (B is taken to be positive with respect to B'), the curve i is the waveform of the output pulse current i (the direction of B→21 is taken to be positive) supplied from the output terminals B and B' to the load 21. show. Now, the required output peak voltage of this pulse power supply is V
[V], the required pulse width is τ [S], and the required pulse pause time is T' [S], as described above, the repetition period is T=τ+'+T' [S]. On the other hand, the DC output voltage of the DC power supply 2, and therefore the terminal voltage of the power supply capacitor 1, is selected to be approximately V' = (1/2) V, the circuit resistance including the conductor wire is made sufficiently small, and the inductance is By appropriately selecting the value of L in 54, S
If a transient vibration with very little damping is generated when the circuit is closed, the load capacitor 19 can be charged to approximately V=2V' as described later. However, the capacitance C' of the power supply capacitor is set to be sufficiently large compared to the capacitance C of the load (C'>>C). In order to achieve the above purpose, the transient vibration inductance 54 must be
The value of is (i) |-A-7-S-54-B-22-19
If the circuit resistance of -22'-B'-7'-A' is r [Ω], then the values of L, C, and r must be selected so that when S is closed, the circuit simply vibrates. Not only that, but the transient oscillations charge the load capacitor 19 to a limit as close to twice V' as possible, and when S' is closed, the transient oscillations discharge the residual charge of the load capacitor 19. It is necessary to choose so that as much as possible can be recovered into the power supply capacitor. For this purpose, as described below, in order to suppress the voltage attenuation in the half cycle of vibration as much as possible, L/C≫
It is necessary to satisfy the condition r2 . (ii) A second requirement for the inductance 54 is that it has the function of keeping the current and di/dt of the silicon-controlled rectifying elements S, S' below permissible values. Therefore, the value of L needs to have a value sufficient to satisfy these requirements. (iii) However, within that range, by selecting L as small as possible, the rise and fall times of the pulse voltage ≒ π√
Needless to say, it is necessary to reduce [S]. In addition, the value of the protective inductance l needs to be sufficient to keep the current and di/dt of the silicon-controlled rectifier S″ below the allowable value, but within that range it should be selected as small as possible to avoid any residual charge. It is better to reduce the time constant of current decay during discharge.
The control section 9 first supplies a control pulse voltage from its output terminal 10 to the gate terminal 16 of the silicon-controlled commutator S, and then supplies a control pulse voltage for a time τ [S] corresponding to the pulse width.
Later from its output terminal 11 a silicon controlled commutator
Supplying a control pulse voltage to the gate terminal 17 of S′,
Immediately after that (more precisely, after a period of time slightly larger than the above-mentioned time [S]), a control pulse voltage is supplied from the output terminal 12 to the gate terminal 18 of the silicon-controlled commutator S'', and then the pulse rest period is
After T' [S], a pulse control voltage is again supplied from the output terminal 10 to the gate terminal 16 of S, and the above-described operation is repeated. Accordingly, in the next operation of the circuit of this example, a periodic pulse voltage is supplied to the load and charge is regenerated to the power source. That is, at the moment when a control pulse voltage is applied to the gate terminal 16 of the silicon-controlled rectifying element S, S is turned on, thereby causing the terminals A of the power supply capacitor 1,
A′ to conductor 7, 7′ transient vibration inductance 5
4. A charging current flows to the load capacitor 9 of the load 21 via the output terminals B, B' and the conductors 7, 7', the transient vibration inductance 54, the output terminals B, B', and the conductors 22, 22'. The charging current i associated with this
[A] and the terminal voltage v of the load capacitor 19
Elapsed time t from the turn-on of [V]
Changes to [S] should be made so that the above-mentioned circuit resistance γ is sufficiently small, the value of L is appropriate, and the vibration condition 1/L (1/C + 1/C') > (γ/2L) 2 is satisfied. The result is a damped vibration, as shown in the following equations. The waveforms of v and i are as shown in Figure 2, and both are t = 0.
V increases with time, and due to the load capacitor, transient vibration inductance, and transient vibration phenomenon,
When the differential value of v is maximum on the curve from the position to the highest position α, the value of i is approximately maximum,
Also, when the differential value of v is 0 (at the position of α), the value of i becomes 0. In this way, at the time of t=t 1 =2/ω p , i=0, and the silicon-controlled rectifier S′ For B
→A voltage is applied and turns off. The value of the terminal voltage of the load capacitor 19 at this time is as follows. v 1 = V p (1-e -t 1 /o cos2) (4) Here, in order to make the value of the pulse voltage v 1 as large as possible, as is clear from equation (3), C′≫C. At this time, V p ≒V'. In order to speed up the rise of the pulse voltage, it is necessary to increase ω p as much as possible, and for this purpose, as is clear from equation (3), 1/LC≫(γ/2L)
2
, that is, L/C≫γ 2 In other words, it is necessary to select γ small. At this time, ω p ≒1/√. In this case, as is also clear from equation (3),

【式】 となる。この時流が0となる時点はt1≒π/ω
pとなつて、過渡振動の半周期≒π√にほ
ぼ等しくなる。 この時のパルス電圧値v1は(4)式およびから
v1=V′(1+e-/o)となる。したがつて
出来るだけv1を大きくするには更に振動の半周
期後における減衰を抑えるため/τp=π√
LC/2L/γ≫1すなわちL/C≫γ換言すれば 所定のCに対してτp=2L/γを充分な値に選ぶ
必要がある。これによつてv1≒2V′となる。 シリコン制御整流素子Sに要求されるdi/dt
の条件を満すためにはLの値を少くともt1
=π√が所定の値以上になる様に選ぶ必要
がある。 またシリコン制御整流素子Sに要求される電
流値が所要の値におさえるため(3)式のipから
明らかな様にLの値を少くともある値以上にと
る必要がある。 更にi=0となる瞬間シリコン制御整流素子S
およびインダクタンス54の直列接続には上述の
通り約2V′−V′=V′の電圧が逆方向(B→A方
向)にこれに加わるので、実際には第2図に示す
様に時点t1をすぎてもそのシリコン制御整流素子
Sの内部に残溜したキヤリアが、完全に消滅する
まで、逆電流がt1、t2間の曲線で示されるように
流れ、その時点t2で該シリコン制御整流素子Sは
完全にターンオフする。これに対応して電圧vは
v1≒2V′に対応するピーク値αをすぎて2V′よりも
やや小さな値v2に対応するβに至つてはじめてホ
ールドされ、それ以后は負荷の大きな時定数CR
によつて極めてゆつくりと減衰する。 次に時点t3(この時は云うまでもなくSはター
ン・オフしている)において、シリコン制御整流
素子S′のゲート端子17に制御パルス電圧が加え
られる。この瞬間S′がターン・オンし、今度は
2V′よりやや小さい電圧v3(云までもなくv3
v2)にある負荷コンデンサ19から電圧V′になる
電源コンデンサ1に向つて過渡振動用インダクタ
ンス54を通つて第2図のt3からt4に至る電流i
曲線の様に振動的電流iが流れ、これに伴つて負
荷コンデンサ19に貯えられた電荷の相当部分が
電源コンデンサ1に回収される。この時の電圧v
の波形は図示のγからδに至る曲線の通りであ
る。時点t3からのの経過時間tとする時、この間
の電圧v1電流iの時間的変化は次式の通りであ
る。 v≒V′+(v3−V′)cosωpt (5) i=−ip′sinωpt (6) 但し
[Formula] becomes. The time when this current becomes 0 is t 1 ≒ π/ω
p , which is approximately equal to the half period of the transient oscillation ≒ π√. The pulse voltage value v 1 at this time is calculated from equation (4) and
v 1 = V'(1+e -/o ). Therefore, in order to increase v 1 as much as possible, in order to further suppress the attenuation after half a period of vibration, /τ p = π√
LC/2L/γ≫1, that is, L/ C≫γ2. In other words, it is necessary to select a sufficient value of τ p =2L/γ for a given C. As a result, v 1 ≒2V′. di/dt required for silicon controlled rectifier S
In order to satisfy the condition, the value of L must be at least t 1 =
It is necessary to select such that =π√ is greater than a predetermined value. Furthermore, in order to suppress the current value required for the silicon-controlled rectifying element S to a required value, it is necessary to set the value of L to at least a certain value or more, as is clear from i p in equation (3). Furthermore, the instantaneous silicon-controlled rectifier S when i=0
As mentioned above, a voltage of approximately 2V'-V'=V' is applied to the series connection of the inductance 54 in the opposite direction (B→A direction), so in reality, as shown in FIG. A reverse current flows as shown by the curve between t 1 and t 2 until the carriers remaining inside the silicon-controlled rectifying element S completely disappear even after t 2 . The controlled rectifier S is completely turned off. Correspondingly, the voltage v is
It is held only after passing the peak value α corresponding to v 1 ≒ 2V′ and reaching β corresponding to a value v 2 slightly smaller than 2V′, and after that, the time constant CR with a large load is applied.
It decays very slowly depending on the Next, at time t3 (at this time, S is of course turned off), a control pulse voltage is applied to the gate terminal 17 of the silicon-controlled rectifier S'. At this moment, S′ turns on, and this time
The voltage v 3 is slightly smaller than 2V′ (needless to say, v 3 <
A current i flows from load capacitor 19 at voltage V' to power supply capacitor 1 through transient vibration inductance 54 from t 3 to t 4 in FIG.
An oscillating current i flows like a curve, and a considerable portion of the charge stored in the load capacitor 19 is recovered to the power supply capacitor 1 along with this. Voltage at this time v
The waveform is as shown in the curve from γ to δ. When the elapsed time from time t 3 is t, the temporal change in voltage v 1 and current i during this time is as shown in the following equation. v≒V′+(v 3 −V′) cosω p t (5) i=−i p ′sinω p t (6) However

【式】 で他の諸量は(3)式に与えられた通りである。 すなわち時点t3から過渡振動の半周期=π√
だけたつた時点t4において電流iは0とな
り、S′はターン・オフし電圧vは最小値v4
2V′−v3に対応するδ点に達する。実際にはすで
にのべた様にターン・オフ後にシリコン制御整流
素子S内の残留キヤリアが消滅するまで逆電流が
流れることによつてvはv4から再び上昇し、時点
t5において逆電流が止み、vはv5(v5>v4)に対
応するη点でホールドされ、それに対応する電荷
が負荷コンデンサ19に残留する。ついでその直
後(時点t6)において(この時には云うまでもな
くS′はターン・オフしている)シリコン制御整流
素子S″のゲート端子18に制御パルス電圧が加
えられることによつてS″がターン・オンし、負
荷コンデンサ19に残留せる電荷Cv5はS″、保護
用インダクタンスlを介して放電し、電圧v、電
流iは第2図に示す様な時間的変化をへてそれぞ
れ0になる。この場合電圧vが0となつた瞬間
(時点t7)電流iは負の最大値をとつているが、こ
の瞬間逆充電防止用整流器Gに移つて循環電流と
なり、負荷コンデンサ19の逆極性への充電は防
止され、電流は時間と共に循環経路の抵抗による
ジユール損失によつて減衰し、遂に0となる。以
上の過程を通じて負荷コンデンサに供給されたエ
ネルギの約80%が再び電源に回生されることが実
験により確認された。 第3図は第1図の実施例において、ブリツヂ型
に組んだ4個の整流器G′1,G′2,G′3,G′4より成
るブリツヂ整流回路23の1対の対角点を端子A
とインダクタンス54の間に接続し、いま一つの
1対の対角点間にシリコン制御素子Sを挿入する
ことによつて、S′の役目をも兼ねしめた実施例で
あつて、これによつてS′は省略されている。また
第1図におけるS′のゲートに制御パルス電圧を供
給するための端子17は、本例にあつては図示の
通り端子16と共通の導線によつてSのゲートに
接続されている。またブリツヂ整流回路における
1対の対片の整流器G′1,G′3の整流方向はA→
B、他の対片の整流器G′2,G′4の整流方向はB←
Aの方向となつている。その他の1より22′に至
る番号および文字であらわされる要求の名称およ
び機能は第1図の同一番号・同一文字の名称のそ
れとまつたく同じである。いま制御部9の出力端
子10からSのゲート端子16に制御パルス電圧
を供給すると、Sはターン・オンし電源コンデン
サ1から1→7→G′1→S→G′3→54→B→22
→19→22′→7′→1の経路に従つて振動的充
電電流iが流れ、負荷コンデンサ19の両端の電
圧vは電源コンデンサ1の電圧V′の約2倍に近
い電圧にまで充されてSはターン・オフする。こ
の間のiとvの時間的変化はまつたく第1図の場
合と変りがなく、第2図の0→t1→t2の間の変化
であらわされる。次に時間τ〔S〕後に制御部9
の出力端子11から制御パルス電圧をSのゲート
端子17に供給するとSは再びターン・オンする
が、この時は負荷コンデンサ19の端子電圧は
2V′に近く電源コンデンサの端子電圧V′よりも高
いので、前者から後者に向つて19→22→B→
54→G′4→S→G′2→7→A→1→7′→B′→2
2′→19の経路にそつて振動的放電電流iが流
れ、負荷コンデンサの両端の電圧vは0に近い値
まで低下してSは再びターン・オフする。この間
のiとvの時間的変化も第1図の場合と変りがな
く、第2図のt3→t4→t5の間の変化であらわされ
る。以下t5→t6→t7の間におけるすべての動作と
i、vの時間的変化は第1図の場合とまつたく同
様で、第2図の通りとなるのでその説明を省略す
る。 第4図は第1図の実施例において、シリコン制
御整流素子S′の代りに整流器G″を使用した実施
例の回路図また第5図はその出力パルス電圧vと
出力パルス電流iの波形を示す図である。 第4図においてl′はG″に直列かつSに並列に挿
入されたインダクタンスで、Sのターン・オフを
確実ならしめる作用をもつ。その他の第4図にお
ける1より22′までの番号および文字であらわ
された要素の名称および機能は、第1図における
同一番号、同一文字であらわされた要素のそれと
まつたく同じである。 第5図における曲線vは出力端子B,B′から容
量性負荷21に印加される出力パルス電圧(Bを
B′に対して正にとる)の波形、曲線iは出力端子
B,B′から該負荷21に供給される出力パルス電
流i(B→21の向きを正にとる)の波形であ
る。第5図におけるシリコン制御整流素子Sのタ
ーン・オンに伴う時点t1までのv、iの変化も第
2図の場合と同一である。しかし本例にあつて
は、時点t1において電流iが0となりそれ以後は
B→Aの方向にV′の逆電圧が加わりG″を通つて
逆電流が流れはじめるもののSに並列に整流器
G″が入つているため、l′がなければSにターン・
オフに必要な逆電圧は加わらず、V′の逆電圧は
すべて54で分担される。l′の挿入によつてはじ
めてSにターン・オフに必要な逆電圧を必要な時
間の間加えることができ、Sは確実にターン・オ
フする。G″を通つて流れるこの放電電流により
直ちに負荷コンデンサ19から電源コンデンサ1
への電荷の回収がはじまりその後のv、iの変化
は第5図の様になつてt1から更に振動の半周期後
の時点t2において電流iは0に戻り、vは0に近
い最小値をとる。その後更にG″の見かけ容量を
通して即ち、G″内のキヤリアを消滅する間の短
時間正方向へ電流が流れるのでvは若干上昇し、
時点t3においてiは0となり、vはその時の値に
ホールドされる。これに伴う負荷コンデンサ19
の残留電荷をS″により放電させる操作は、第1
図の場合と同様でその際のv、iの時間的変化は
第2図の時点t6以后のv、iの変化とまつたく同
一である。本方式によつて得られるパルス電圧は
半値幅約、波高値2V′の脈流パルスであつて、
第1図、第3図の方式により得られる所定のパル
ス幅τをもつ矩形波パルスにはならないが、S′を
G″で代用できるという経済的効果は大きく、か
つこの様な波形で充分に目的を達する応用対象も
少くない。 第6図は第1図の実施例において既に述べた回
生用変圧器によるエネルギの高次回生を実施した
例の回路図である。すなわち負荷容量残留電荷放
電用スイツチ素子としてのシリコン制御整流素子
S″に直列に、既に述べた回生用変圧器24の1
次巻線25の一端を低抵抗導線26によつて接続
し、その他端は低抵抗導線26′によつて出力端
子B′に接続し、また該回生用変圧器24の2次巻
線27(その巻数は1次巻線の巻数に比べて充分
に昇圧の関係にある)は、その一端を放電防止用
整流器G、低抵抗導線28を介して電源コンデ
ンサ1の一端A(Gの整流方向は電源コンデン
サの放電を阻止する方向とする)に接続し、2次
巻線27の他端は低抵抗導線28′を介して該電
源コンデンサ1の他端A′に接続する。これによ
つて第2図に示す時点t5における負荷コンデンサ
19の残留電荷Cv5をS″をターン・オンすること
によつて該1次巻線25を経て放電せしめ、これ
によつて該2次巻線27にV′よりも充分に高い
起電力を発生せしめ、27→G→28→1→2
8′→27の経路で2次電流を該電源コンデンサ
1に流入せしめることにより、負荷容量の残留エ
ネルギ(1/2)Cv5 2の大部分を該電源コンデンサ
1に回生することができ、これによつて電力効率
を90%以上に高めうることが実証された。本実施
例においては該1次巻線25のインダクタンスを
もつて、第1図における保護用インダクタンスl
を代用できるので、lを省略してある。また図に
おける1〜22′までの番号の要素および文字で
あらわされた要素の名称および機能は第1図の同
一番号、同一文字の要素のそれとまつたく同様
で、上述のエネルギ回生以外のすべての動作は第
1図の場合と変る所がない。 第7図、第8図はそれぞれ第3図、第4図の実
施例に上記回生用変圧器24を使用した実施例で
あり、その使用方法、働作は第6図の場合とまつ
たく同じで、図から自明であるのでその説明は省
略する。 以上第1図より第8図までの実施例において
は、スイツチ素子としてのシリコン制御整流素子
S,S′,S″、整流器4,G,G′1〜G′4,G″,G
はすべて1個の素子として図示してあるが、所
要パルス電圧が高圧となるにつれてこれらの素子
はそれぞれに所要個数直列接続することが出来る
ことは云うまでもなく、この場合には各素子の電
圧分担を向上するため適当な分圧回路を附加し、
S〜S″の点弧についても適当な方法を利用して
容易に行いうることは自明である。また必要に応
じこれら素子を並列に接続してパルス出力電流を
増大させることも可能である。 第9図は、本発明による所の新規のパルス電源
装置を公知の直流高圧電源に直列に接続して、放
電極と集じん極より成る電気集じん装置の放電極
に負の直流高電圧 重ねて急峻な負のパルス電圧
を印加するのに利用した本発明の実施例である。
図においてこの場合電気集じん装置は放電極と集
じん極間に静電容量とコロナ放電に対応する高並
列抵抗を有し、典型的な容量性負荷となつてい
る。29は第1図、第3図、第4図、第6図、第
7図、第8図に例示したものを含む本発明のパル
ス電源であるが、但し本例では負極性のパルス電
圧を供給する様になつており、それに伴つて第1
図〜第8図の構成例におけるシリコン制御整流素
子S,S′,S″および整流器4,G,G′1,G′2
G′3,G′4,G″,G等の順方向はすべて逆の接
続となつている。30は電気集じん装置本体、3
1はその含じんガス入口、32はその清浄ガス出
口、33は本体とともに接地された集じん極、3
4は絶縁支持されたコロナ放電を行うための放電
極群である。35は昇圧変圧器36、整流器37
を備えた負の直流高圧電源で、その出力端子J,
J′の中の正極性の端子J′は接地されている。また
該出力端子J,J′はコンデンサ38,38′,3
8″,………とインピーダンス(抵抗またはイン
ダクタンス)39,39′,39″,………のT型
接続より成るパルス電圧バイパス用波回路40
に接続され、その出力端子E、低抵抗導線41を
介して、該負パルス電源29の正極性の出力端子
B′に接続され、これに大地に対して負の直流電圧
を供給する。但し42はコンデンサ38,3
8′,38″………の残留電荷放電用の高抵抗であ
る。該負パルス電源29の負極性の出力端子Bは
低抵抗導線43、碍管44を介して該放電極群3
4に接続される。これにより放電極群34には火
花閃路寸前の負の直流電圧(直流電源35により
供給される)に重ねて、極めて急峻でパルス巾の
短い周期的な負パルス高電圧(パルス電源29に
より供給される)が重畳された電圧が印加され
る。この場合この様なパルス電圧による火花電圧
は著るしく高いので、印加電圧の尖頭電圧は著る
しく高く出来、入口31から導入されたガス中の
浮遊粒子には著るしく高い電荷(尖頭電圧に比例
する)を与えることが出来るので、これを極めて
有効に集じん極上に除じんすることが可能とな
る。波回路40の役目は29によつて発生する
パルス電圧をバイパスし、これが直流電源35に
影響を与えない様にするためのもので、若し40
がなければ該パルス電圧が昇圧変圧器2次電圧と
重なつてJ,J′間の電圧が大きく変化し、電源全
体の動作が正常でなくなる。 第10図は本発明のパルス電源29を、放電
極、集じん極、および放電極近傍に設けられた第
3電極を有する所の第3電極付電気集じん装置に
おいて、該第3電極と該放電極との間にバイアス
附加用の正の直流高電圧に重ねて負のパルス高電
圧を印加するために利用する実施例を示す。図に
おいて29は本発明の負の高圧パルス電源、35
は直流バイアスを与えるための正の直流高圧電
源、40はこれに接続されパルス電圧をバイパス
するための波回路で、図における3から44ま
での番号の要素の名称および機能は第9図におけ
る同一番号の要素のそれと同一である。45は放
電極34の近傍に設けられ、これと集じん極33
の双方から絶縁支持された第3電極で、本例では
該放電極の両側に対象に設けられたチヤンネル状
電極より成る。46は昇圧用変圧器47、整流器
48、平滑コンデンサ49、充電インピーダンス
50より成る所の主電界形成用の負の直流高電圧
電源で、F,F′はその端子、そのうち正極性の
端子F′は接地されている。また負極性の端子F
は低抵抗導線51、碍管52を介して該第3電極
45に接続され、これと接地された集じん極33
との間に前者を負極性とする所の荷電集じん用の
主電界を形成する。更にFは低抵抗導線53を介
して波回路40の負極性の出力端子E′に接続
され、その正極性の出力端子Eは低抵抗導線41
を介して本発明の負の高圧パルス電源の正の出力
端子B′に接続され、またその負の出力端子Bは低
抵抗導線43、碍管44を介して放電極34に接
続されている。これによつて該第3電極45と該
放電極34との間には、前者より後者に向つて正
の直流バイアス高電圧とこれに重ねて周期的な負
の急峻なパルス電圧が印加され、その度毎に放電
極34からは集じん極33に向つてパルス的に負
イオン電流が供給される。この負イオン電流は密
度が極めて高く、その強力クーロン反撥力のため
分散性の著るしく良好な負イオン雲から成り、集
じん極上に均一な電流分布を形成すると共に、そ
の電流密度は常に上記主電界を最高に保ちつつ、
該パルス電圧の波高値、そのくり返し周波数、直
流バイアス電圧の値等を変えることにより自由に
制御出来るので、ダストの電気抵抗が著るしく高
い場合の逆電離や、ダスト含じん濃度が著るしく
高い場合のコロナ阻止作用を完全に克服して常に
最高の集じん性能を撥揮することができる。上記
バイアス電源35はパルス電圧の休止時に放電極
34の尖端の電位を該第3電極45と該集じん極
33の中間の電位に保ち、これによつてパルス電
圧の休止時に該尖端から直流負コロナ放電が発生
するのを抑止し、常にコロナ放電がパルス的に行
われるのを保証するためのものである。
[Equation] The other quantities are as given in Equation (3). That is, half period of transient oscillation from time t 3 = π√
At the time t 4 , the current i becomes 0, S′ is turned off, and the voltage v becomes the minimum value v 4 =
The δ point corresponding to 2V′−v 3 is reached. In fact, as already mentioned, after turn-off, the reverse current flows until the residual carriers in the silicon-controlled rectifier S disappear, so that v rises again from v 4 , and at the point in time
At t 5 , the reverse current stops, v is held at the η point corresponding to v 5 (v 5 >v 4 ), and a corresponding charge remains in the load capacitor 19 . Immediately thereafter (time t 6 ), a control pulse voltage is applied to the gate terminal 18 of the silicon-controlled rectifier S'' (at this time, needless to say, S' is turned off), so that S'' is turned off. When the load capacitor 19 is turned on, the charge Cv 5 remaining in the load capacitor 19 is discharged through S'' and the protective inductance l, and the voltage v and current i change over time as shown in Figure 2 and become 0. In this case, the moment the voltage v becomes 0 (time t 7 ), the current i takes the maximum negative value, but at this instant it moves to the rectifier G for preventing reverse charging, becomes a circulating current, and the reverse current of the load capacitor 19 flows. Charging to the polarity is prevented, and the current attenuates over time due to joule loss due to resistance in the circulation path, finally reaching 0. Through the above process, approximately 80% of the energy supplied to the load capacitor is regenerated to the power supply. It has been experimentally confirmed that Connect a pair of diagonal points of circuit 23 to terminal A
This is an embodiment in which the silicon control element S is connected between the inductance 54 and the inductance 54, and is inserted between another pair of diagonal points, thereby also serving as S'. Therefore, S' is omitted. Further, the terminal 17 for supplying a control pulse voltage to the gate of S' in FIG. 1 is connected to the gate of S by a conductive wire common to the terminal 16 in this example, as shown. In addition, the rectifying direction of the pair of rectifiers G' 1 and G' 3 in the Bridge rectifier circuit is A→
B, the rectifying direction of the other pair of rectifiers G' 2 and G' 4 is B←
It is in the direction of A. The names and functions of other requests represented by numbers and letters from 1 to 22' are exactly the same as those of the names with the same numbers and letters in FIG. Now, when a control pulse voltage is supplied from the output terminal 10 of the control section 9 to the gate terminal 16 of S, S turns on and the power supply capacitor 1 to 1→7→G' 1 →S→G' 3 →54→B→ 22
An oscillatory charging current i flows along the path →19→22'→7'→1, and the voltage v across the load capacitor 19 is charged to a voltage nearly twice the voltage V' of the power supply capacitor 1. S turns off. The temporal changes in i and v during this time are exactly the same as in the case of FIG. 1, and are represented by the changes between 0 → t 1 → t 2 in FIG. Next, after a time τ [S], the control unit 9
When a control pulse voltage is supplied from the output terminal 11 to the gate terminal 17 of S, S is turned on again, but at this time the terminal voltage of the load capacitor 19 is
Since it is close to 2V' and higher than the terminal voltage V' of the power supply capacitor, from the former to the latter, 19 → 22 → B →
54→G' 4 →S→G' 2 →7→A→1→7'→B'→2
An oscillatory discharge current i flows along the path 2'→19, the voltage v across the load capacitor drops to a value close to 0, and S is turned off again. The temporal changes in i and v during this time are also the same as in the case of FIG. 1, and are represented by the changes between t 3 →t 4 →t 5 in FIG. All operations and temporal changes in i and v during the period t 5 -> t 6 -> t 7 are exactly the same as in the case of FIG. 1, and are as shown in FIG. 2, so the explanation thereof will be omitted. Fig. 4 is a circuit diagram of an embodiment in which a rectifier G'' is used in place of the silicon-controlled rectifier S' in the embodiment shown in Fig. 1, and Fig. 5 shows the waveforms of the output pulse voltage v and output pulse current i. In Fig. 4, l' is an inductance inserted in series with G'' and in parallel with S, and has the effect of ensuring that S turns off. The names and functions of the other elements represented by numbers and letters from 1 to 22' in FIG. 4 are exactly the same as those of the elements represented by the same numbers and letters in FIG. The curve v in FIG. 5 represents the output pulse voltage (B) applied from the output terminals B and B' to the capacitive load
The curve i is the waveform of the output pulse current i (the direction of B→21 is positive) supplied from the output terminals B and B' to the load 21. The changes in v and i up to time t 1 as the silicon-controlled rectifier S is turned on in FIG. 5 are also the same as in FIG. 2. However, in this example, the current i becomes 0 at time t1 , and after that, a reverse voltage of V' is applied in the direction of B→A, and a reverse current starts to flow through G'', but a rectifier is connected in parallel to S.
G″ is included, so if l′ is not present, turn to S.
No reverse voltage is applied to turn it off, and all reverse voltage on V' is shared by 54. Only by inserting l' can a reverse voltage necessary for turning off S be applied for the necessary time, and S will be turned off reliably. This discharge current flowing through G'' immediately causes the load capacitor 19 to
The charge recovery begins, and the subsequent changes in v and i are as shown in Figure 5. At time t 2 , half a cycle of vibration after t 1 , the current i returns to 0, and v reaches a minimum value close to 0. Takes a value. After that, current flows in the positive direction for a short time through the apparent capacitance of G'', that is, while the carrier in G'' disappears, so v increases slightly,
At time t3 , i becomes 0, and v is held at the value at that time. The load capacitor 19 associated with this
The operation of discharging the residual charge by S'' is the first step.
Similar to the case shown in the figure, the temporal changes in v and i at that time are exactly the same as the changes in v and i after time t 6 in FIG. The pulse voltage obtained by this method is a pulsating pulse with a half-width of approximately 2 V' and a peak value of 2 V'.
Although the square wave pulse with the predetermined pulse width τ obtained by the methods shown in Figures 1 and 3 will not be obtained, S'
The economical effect of being able to substitute G'' is great, and there are many applications in which such a waveform is sufficient to achieve the desired purpose. This is a circuit diagram of an example in which high-order generation is implemented. That is, a silicon-controlled rectifier element is used as a switch element for discharging residual charge in a load capacitance.
1 of the already mentioned regeneration transformer 24 in series with S''.
One end of the secondary winding 25 is connected by a low resistance conductor 26, the other end is connected to the output terminal B' by a low resistance conductor 26', and the secondary winding 27 ( The number of turns of the primary winding is sufficiently increased compared to the number of turns of the primary winding. The other end of the secondary winding 27 is connected to the other end A' of the power supply capacitor 1 via a low resistance conductor 28'. This causes the residual charge Cv 5 of the load capacitor 19 at time t 5 shown in FIG. 2 to be discharged through the primary winding 25 by turning on S'', thereby causing the Generate an electromotive force sufficiently higher than V' in the next winding 27, 27→G→28→1→2
By allowing the secondary current to flow into the power supply capacitor 1 through the path 8'→27, most of the residual energy (1/2) Cv 5 2 of the load capacitance can be regenerated into the power supply capacitor 1. It has been demonstrated that power efficiency can be increased to over 90%. In this embodiment, with the inductance of the primary winding 25, the protective inductance l in FIG.
l can be substituted, so l is omitted. In addition, the names and functions of the elements numbered 1 to 22' and the elements represented by letters in the figure are exactly the same as those of the elements with the same numbers and the same letters in Fig. The operation is the same as in Figure 1. Figures 7 and 8 are examples in which the above-mentioned regenerative transformer 24 is used in the embodiments shown in Figures 3 and 4, respectively, and the method of use and operation thereof are exactly the same as in the case of Figure 6. Since this is obvious from the figure, its explanation will be omitted. In the embodiments shown in FIGS. 1 to 8, silicon-controlled rectifiers S, S', S'' as switch elements, rectifiers 4, G, G' 1 to G' 4 , G'', G
are all shown as one element, but as the required pulse voltage becomes higher, it goes without saying that the required number of these elements can be connected in series, and in this case, the voltage of each element Add an appropriate voltage divider circuit to improve the sharing,
It is obvious that the ignition of S to S'' can be easily performed using an appropriate method. It is also possible to increase the pulse output current by connecting these elements in parallel, if necessary. FIG. 9 shows that the novel pulse power supply device according to the present invention is connected in series to a known DC high voltage power supply, and a negative DC high voltage is applied to the discharge electrode of an electrostatic precipitator consisting of a discharge electrode and a dust collecting electrode. This is an embodiment of the present invention that is used to apply a steep negative pulse voltage.
In this case, the electrostatic precipitator has a high parallel resistance corresponding to capacitance and corona discharge between the discharge electrode and the dust collection electrode, and is a typical capacitive load. 29 is a pulse power source of the present invention including those illustrated in FIGS. 1, 3, 4, 6, 7, and 8; however, in this example, a negative pulse voltage is used. As a result, the first
Silicon-controlled rectifying elements S, S', S'' and rectifiers 4, G, G' 1 , G' 2 ,
The forward directions of G′ 3 , G′ 4 , G″, G, etc. are all reversely connected. 30 is the electrostatic precipitator main body, 3
1 is the dust-containing gas inlet, 32 is the clean gas outlet, 33 is the dust collection electrode grounded together with the main body, 3
Reference numeral 4 denotes a group of discharge electrodes for performing corona discharge supported by insulation. 35 is a step-up transformer 36 and a rectifier 37
A negative DC high voltage power supply with output terminals J,
The positive terminal J' in J' is grounded. The output terminals J, J' are connected to capacitors 38, 38', 3
Pulse voltage bypass wave circuit 40 consisting of a T-type connection of 8″, …… and impedance (resistance or inductance) 39, 39′, 39″, ……
The output terminal E is connected to the positive output terminal of the negative pulse power supply 29 via the low resistance conductor 41.
B' and supplies it with a negative DC voltage with respect to ground. However, 42 is the capacitor 38,3
8', 38''...... is a high resistance for discharging residual charges.The negative output terminal B of the negative pulse power source 29 is connected to the discharge electrode group 3 via a low resistance conductor 43 and a porcelain tube 44.
Connected to 4. As a result, the discharge electrode group 34 receives a periodic negative pulse high voltage (supplied by the pulse power supply 29) with an extremely steep and short pulse width, superimposed on the negative DC voltage (supplied by the DC power supply 35) just before the spark flash path. A superimposed voltage is applied. In this case, since the spark voltage caused by such a pulse voltage is extremely high, the peak voltage of the applied voltage can be significantly increased, and the suspended particles in the gas introduced from the inlet 31 have a significantly high charge (peak voltage). (proportional to the head voltage), it is possible to remove dust extremely effectively. The role of the wave circuit 40 is to bypass the pulse voltage generated by the wave circuit 29 and prevent it from affecting the DC power supply 35.
Otherwise, the pulse voltage would overlap with the step-up transformer secondary voltage, causing a large change in the voltage between J and J', and the operation of the entire power supply would not be normal. FIG. 10 shows a pulse power source 29 of the present invention used in an electrostatic precipitator with a third electrode, which has a discharge electrode, a dust collection electrode, and a third electrode provided near the discharge electrode. An embodiment will be described in which a negative pulsed high voltage is applied superimposed on a positive DC high voltage for bias application between the discharge electrode and the discharge electrode. In the figure, 29 is a negative high voltage pulse power supply of the present invention, 35
is a positive DC high-voltage power supply for providing DC bias, and 40 is a wave circuit connected to this to bypass pulse voltage; the names and functions of elements numbered 3 to 44 in the figure are the same as in Figure 9. It is the same as that of the numbered element. 45 is provided near the discharge electrode 34, and is connected to the dust collection electrode 33.
The third electrode is insulated and supported from both sides of the discharge electrode, and in this example, it consists of channel-shaped electrodes provided symmetrically on both sides of the discharge electrode. 46 is a negative DC high voltage power supply for forming the main electric field, which is composed of a step-up transformer 47, a rectifier 48, a smoothing capacitor 49, and a charging impedance 50, and F and F' are its terminals, among which the positive terminal F' is grounded. Also, the negative polarity terminal F
is connected to the third electrode 45 via a low-resistance conductor 51 and an insulator tube 52, and a dust collecting electrode 33 is connected to the third electrode 45 and grounded.
A main electric field for collecting charged dust is formed between the two and the former with negative polarity. Furthermore, F is connected to the negative polarity output terminal E' of the wave circuit 40 via the low resistance conductor 53, and its positive polarity output terminal E is connected to the low resistance conductor 41.
is connected to the positive output terminal B' of the negative high voltage pulse power source of the present invention, and the negative output terminal B is connected to the discharge electrode 34 through a low resistance conductor 43 and a porcelain tube 44. As a result, between the third electrode 45 and the discharge electrode 34, a positive DC bias high voltage and a periodic negative steep pulse voltage are applied from the former toward the latter, Each time, a negative ion current is supplied from the discharge electrode 34 toward the dust collecting electrode 33 in a pulsed manner. This negative ion current has an extremely high density and is composed of a negative ion cloud with extremely good dispersion due to its strong Coulomb repulsion, forming a uniform current distribution on the dust collection pole, and the current density is always above the level above. While keeping the main electric field at its highest,
Since it can be freely controlled by changing the peak value of the pulse voltage, its repetition frequency, the value of the DC bias voltage, etc., it is possible to prevent reverse ionization when the electrical resistance of the dust is extremely high, or to prevent the dust concentration from becoming extremely high. It can completely overcome the corona blocking effect at high temperatures and always maintain the best dust collection performance. The bias power supply 35 maintains the potential of the tip of the discharge electrode 34 at an intermediate potential between the third electrode 45 and the dust collecting electrode 33 when the pulse voltage is stopped, thereby causing a DC negative voltage to flow from the tip when the pulse voltage is stopped. This is to prevent corona discharge from occurring and to ensure that corona discharge is always performed in a pulsed manner.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例の回路図、第2図は
その出力パルス電流と出力パルス電圧の波形を示
す図である。第3図、第4図はそれぞれ本発明の
別の実施例の回路図、第5図は第4図の実施例の
出力パルス電流と出力パルス電圧の波形図であ
る。第6図、第7図、第8図は本発明の更に別の
実施例の回路図である。第9図、第10図、はそ
れぞれ本発明によるパルス電源を電気集じん装置
に利用した実施例を示す。 1……電源コンデンサ、2……直流電源、S,
S′,S″……シリコン制御整流素子、G,G′1
G′2,G′3,G′4,G″,G……整流器、L,l,
l′……インダクタンス、9……シリコン制御整流
素子制御部、19……負荷コンデンサ、20……
負荷抵抗、24……回生用変圧器、29……パル
ス高圧電源、30……電気集じん装置本体、33
……集じん極、34……放電極、35,46,5
6,59……直流高圧電源、40……波回路、
45……第3電極。
FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing the waveforms of the output pulse current and output pulse voltage. 3 and 4 are circuit diagrams of other embodiments of the present invention, respectively, and FIG. 5 is a waveform diagram of the output pulse current and output pulse voltage of the embodiment of FIG. 4. FIGS. 6, 7, and 8 are circuit diagrams of still other embodiments of the present invention. FIG. 9 and FIG. 10 each show an embodiment in which the pulse power source according to the present invention is utilized in an electrostatic precipitator. 1...Power supply capacitor, 2...DC power supply, S,
S′, S″……Silicon controlled rectifier, G, G′ 1 ,
G' 2 , G' 3 , G' 4 , G'', G... Rectifier, L, l,
l'...Inductance, 9...Silicon controlled rectifier control section, 19...Load capacitor, 20...
Load resistance, 24... Regeneration transformer, 29... Pulse high voltage power supply, 30... Electrostatic precipitator body, 33
... Dust collection electrode, 34 ... Discharge electrode, 35, 46, 5
6, 59...DC high voltage power supply, 40...wave circuit,
45...Third electrode.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 負荷コンデンサの静電容量Cに比べて充分に
大きな静電容量C′を有する所の電源コンデンサ
と、その両端A,A′にこれを電圧V′に充電する
ため充電インピーダンスを介して接続された所の
直流電源と、該電源コンデンサの一端Aに接続さ
れた該電源コンデンサと負荷との間の接続を開閉
するための負荷充電用スイツチ素子Sと、該スイ
ツチ素子Sの他端に接続された負荷にパルス電圧
を供給するための出力端子Bと、該端子AよりB
に至る経路に直列に接続された過度振動発生用イ
ンダクタンスと、該電源コンデンサの他端A′に
接続されたいま一つの出力端子B′と、A,B間に
該スイツチ素子Sと逆並列に接続されたいま一つ
の負荷容量電荷回収用スイツチ素子S′と、該出力
端子B,B′の間に接続され、その間の接続を開閉
するためのいま一つの負荷容量残留電荷放電用ス
イツチ素子S″と、該出力端子B,B′の間に該ス
イツチ素子S″と逆並列に、かつ該電源コンデン
サの充電電圧に対し、これを阻止する整流方向を
もつて接続された負荷容量逆充電防止用整流素子
Gを有し、該スイツチ素子S,S′,S″をS→S′→
S″→S→S′→S″………の順序でそれぞれパルス
幅で該電源コンデンサ−該インダクタンス−該負
荷コンデンサ回路の振動半周期よりやや大きい
程度の微小時間′、パルス休止時間T′の時間間
隔をもつて順次閉路せしめる所の制御部を有し、
これにより該スイツチ素子S,S′,S″を開閉せ
しめて、まず該スイツチ素子Sを閉路することに
より予め電圧V′に充電せる電源コンデンサを負
荷に接続し、これによつて極めて減衰の少い過度
振動を発生せしめて負荷コンデンサをV′のほぼ
2倍の電圧Vに充電したのちSを開路し、次いで
所要のパルス幅τの時間後に該スイツチ素子S′を
閉路することにより再び該電源コンデンサに、こ
れより高い電圧に充電されている容量性負荷を接
続し、この際発生する極めて減衰の少い過度振動
によつて負荷コンデンサに貯えられている電荷の
大部分を電源コンデンサに回収したのちS′を開路
し、次いでその直後に該スイツチ素子S″を閉路
することにより回収しきれないで負荷コンデンサ
に残留せる電荷を放電し、B→S″→B′→G→B
の閉回路の循環電流として減衰せしめて負荷コン
デンサの残留電圧を0に戻したのちS″を開路す
ることを特徴とするパルス電源。 2 特許請求の範囲1項に記載の装置において該
スイツチ素子S,S′,S″としてシリコン制御整
流素子を用いることを特徴とするパルス電源。 3 負荷コンデンサの静電容量Cに比べて充分に
大きな静電容量C′を有する所の電源コンデンサ
と、その両端A,A′にこれを電圧V′に充電する
ため充電インピーダンスを介して接続された所の
直流電源と、該電源コンデンサの一端Aに接続さ
れた該電源コンデンサと負荷との間の接続を開閉
するためのブリツジ状に接続せる整流素子G1′,
G2′,G3′,G4′の対角点間にスイツチ素子Sを接
続したブリツジ整流回路と、該ブリツジ整流回路
の他端に接続された負荷にパルス電圧を供給する
ための出力端子Bと、該端子AよりBに至る経路
に直列に接続された過度振動発生用インダクタン
スと、該電源コンデンサの他端A′に接続された
いま一つの出力端子B′と、該出力端子B,B′の間
に接続され、その間の接続を開閉するためのいま
一つの負荷容量残留電荷放電用スイツチ素子
S″と、該出力端子B,B′の間に該スイツチ素子
S″と逆並列に、かつ該電源コンデンサの充電電
圧に対し、これを阻止する整流方向をもつて接続
された負荷容量逆充電防止用整流素子Gを有し、
該スイツチ素子S,S″を、S→S″→S→S″……
…の順序で閉路せしめる制御部を有することを特
徴とするパルス電源。 4 負荷コンデンサの静電容量Cに比べて充分に
大きな静電容量C′を有する所の電源コンデンサ
と、その両端A,A′にこれを電圧V′に充電する
ため充電インピーダンスを介して接続された所の
直流電源と、該電源コンデンサの一端Aに接続さ
れた該電源コンデンサと負荷との間の接続を開閉
するための負荷充電用スイツチ素子Sと、該スイ
ツチ素子Sの他端に接続された負荷にパルス電圧
を供給するための出力端子Bと、該端子AよりB
に至る経路に直列に接続された過度振動発生用イ
ンダクタンスと、該電源コンデンサの他端A′に
接続されたいま一つの出力端子B′と、A,B間に
該スイツチ素子Sと逆並列に接続された整流素子
G″と、これに並列接続されたインダクタンス
l′と、該出力端子B,B′の間に接続され、その間
の接続を開閉するためのいま一つの負荷容量残留
電荷放電用スイツチ素子S″と、該出力端子B,
B′の間に該スイツチ素子S″と逆並列に、かつ該
電源コンデンサの充電電圧に対し、これを阻止す
る整流方向をもつて接続された負荷容量逆充電防
止用整流素子Gを有し、該スイツチ素子S,
S″を、S→S″→S→S″………の順序で順次閉路
せしめる制御部を有することを特徴とするパルス
電源。 5 負荷コンデンサの静電容量Cに比べて充分に
大きな静電容量C′を有する所の電源コンデンサ
と、その両端A,A′にこれを電圧V′に充電する
ため充電インピーダンスを介して接続された所の
直流電源と、該電源コンデンサの一端Aに接続さ
れた該電源コンデンサと負荷との間の接続を開閉
するための負荷充電用スイツチ素子Sと、該スイ
ツチ素子Sの他端に接続された負荷にパルス電圧
を供給するための出力端子Bと、該端子AよりB
に至る経路に直列に接続された過度振動発生用イ
ンダクタンスと、該電源コンデンサの他端A′に
接続されたいま一つの出力端子B′と、A,B間に
該スイツチ素子Sと逆並列に接続されたいま一つ
の負荷容量電荷回収用スイツチ素子S′と、該出力
端子B,B′の間に接続され、その間の接続を開閉
するためのいま一つの負荷容量残留電荷放電用ス
イツチ素子S″と、該出力端子B,B′の間に該ス
イツチ素子S″と逆並列に、かつ該電源コンデン
サの充電電圧に対し、これを阻止する整流方向を
もつて接続された負荷容量逆充電防止用整流素子
Gを有し、該スイツチ素子S,S′,S″をS→S′→
S″→S→S′→S″………の順序でそれぞれパルス
幅で、該電源コンデンサ−該インダクタンス−該
負荷コンデンサ回路の振動半周期よりやや大き
い程度の微小時間′、パルス休止時間T′の時間
間隔をもつて順次閉路せしめる所の制御部を有す
るパルス電源において、回生用変圧器を備え、そ
の一次巻線は該スイツチ素子S″に直列に該端子
B,B′間に接続し、これに対して充分昇圧の関係
にある所の二次巻線に整流器Gを介して該電源
コンデンサの両端子A,A′に接続し、これによ
りS′の開成後に負荷コンデンサに残留せるエネル
ギーをS″の閉路により該電源コンデンサに回収
することを特徴とするパルス電源。 6 負荷コンデンサの静電容量Cに比べて充分に
大きな静電容量C′を有する所の電源コンデンサ
と、その両端A,A′にこれを電圧V′に充電する
ため充電インピーダンスを介して接続された所の
直流電源と、該電源コンデンサの一端Aに接続さ
れた該電源コンデンサと負荷との間の接続を開閉
するためのブリツジ状に接続せる整流素子G1′,
G2′,G3′,G4′の対角点間にスイツチ素子Sを接
続したブリツジ整流回路と、該ブリツジ整流回路
の他端に接続された負荷にパルス電圧を供給する
ための出力端子Bと、該端子AよりBに至る経路
に直列に接続された過度振動発生用インダクタン
スと、該電源コンデンサの他端A′に接続された
いま一つの出力端子B′と、該出力端子B,B′の間
に接続され、その間の接続を開閉するためのいま
一つの負荷容量残留電荷放電用スイツチ素子
S″と、該出力端子B,B′の間に該スイツチ素子
S″と逆並列に、かつ該電源コンデンサの充電電
圧に対し、これを阻止する整流方向をもつて接続
された負荷容量逆充電防止用整流素子Gを有し、
該スイツチ素子S,S″を、S→S″→S→S″……
…の順序で閉路せしめる制御部を有するパルス電
源において、回生用変圧器を備え、その一次巻線
は該スイツチ素子S″に直列に該端子B,B′間に
接続し、これに対して充分昇圧の関係にある所の
二次巻線は整流器Gを介して該電源コンデンサ
の両端子A,A′に接続し、これによりS′の開成
後に負荷コンデンサに残留せるエネルギーを
S″の閉路により該電源コンデンサに回収するこ
とを特徴とするパルス電源。 7 負荷コンデンサの静電容量Cに比べて充分に
大きな静電容量C′を有する所の電源コンデンサ
と、その両端A,A′にこれを電圧V′に充電する
ため充電インピーダンスを介して接続された所の
直流電源と、該電源コンデンサの一端Aに接続さ
れた該電源コンデンサと負荷との間の接続を開閉
するための負荷充電用スイツチ素子Sと、該スイ
ツチ素子Sの他端に接続された負荷にパルス電圧
を供給するための出力端子Bと、該端子AよりB
に至る経路に直列に接続された過度振動発生用イ
ンダクタンスと、該電源コンデンサの他端A′に
接続されたいま一つの出力端子B′と、A,B間に
該スイツチ素子Sと逆並列に接続された整流素子
G″と、これに直列接続されたインダクタンス
l′と、該出力端子B,B′の間に接続され、その間
の接続を開閉するためのいま一つの負荷容量残留
電荷放電用スイツチ素子S″と、該出力端子B,
B′の間に該スイツチ素子S″と逆並列に、かつ該
電源コンデンサの充電電圧に対し、これを阻止す
る整流方向をもつて接続された負荷容量逆充電防
止用整流素子Gを有し、該スイツチ素子S,
S″をS→S″→S→S′………の順序でそれぞれ閉
路せしめる制御部を有するパルス電源において、
回生用変圧器を備え、その一次巻線は該スイツチ
素子S″に直列に該端子B,B′間に接続し、これ
に対して充分昇圧の関係にある所の二次巻線は整
流器Gを介して該電源コンデンサの両端子A,
A′に接続し、これによりS′の開成後に負荷コン
デンサに残留せるエネルギーをS″の閉路により
該電源コンデンサに回収することを特徴とするパ
ルス電源。 8 負荷コンデンサの静電容量Cに比べて充分に
大きな静電容量C′を有する所の電源コンデンサ
と、その両端A,A′にこれを電圧V′に充電する
ため充電インピーダンスを介して接続された所の
直流電源と、該電源コンデンサの一端Aに接続さ
れた該電源コンデンサと負荷との間の接続を開閉
するための負荷充電用スイツチ素子Sと、該スイ
ツチ素子Sの他端に接続された負荷にパルス電圧
を供給するための出力端子Bと、該端子AよりB
に至る経路に直列に接続された過度振動発生用イ
ンダクタンスと、該電源コンデンサの他端A′に
接続されたいま一つの出力端子B′と、A,B間に
該スイツチ素子Sと逆並列に接続されたいま一つ
の負荷容量電荷回収用スイツチ素子S′と、該出力
端子B,B′の間に接続され、その間の接続を開閉
するためのいま一つの負荷容量残留電荷放電用ス
イツチ素子S″と、該出力端子B,B′の間に該ス
イツチ素子S″と逆並列に、かつ該電源コンデン
サの充電電圧に対し、これを阻止する整流方向を
もつて接続された負荷容量逆充電防止用整流素子
Gを有し、該スイツチ素子S,S′,S″をS→S′→
S″→S→S′→S″………の順序でそれぞれパルス
幅で該電源コンデンサ−該インダクタンス−該負
荷コンデンサ回路の振動半周期よりやや大きい
程度の微小時間′、パルス休止時間T′の時間間
隔をもつて順次閉路せしめる所の制御部を有する
パルス電源において、その出力端子B,B′を直流
高圧電源の出力端子E,E′に直列に接続の上、
該直列接続せる合体電源の端子B,E′を放電極
と集じん極より成る電気集じん装置の放電極と集
じん極間に接続することを特徴とするパルス電
源。
[Scope of Claims] 1. A power supply capacitor having a sufficiently large capacitance C' compared to the capacitance C of the load capacitor, and a charger connected to both ends A and A' of the power supply capacitor to charge it to voltage V'. A load charging switch element S for opening and closing a connection between a DC power supply connected via an impedance, the power supply capacitor connected to one end A of the power supply capacitor, and a load, and the switch element S Output terminal B for supplying pulse voltage to the load connected to the other end, and output terminal B from terminal A.
An inductance for generating transient vibrations connected in series to the path leading to the power supply capacitor, another output terminal B' connected to the other end A' of the power supply capacitor, and an inductance connected in antiparallel to the switch element S between A and B. Another load capacitance charge recovery switch element S' connected thereto and another load capacitance residual charge discharge switch element S' connected between the output terminals B and B' for opening and closing the connection therebetween. '', and a load capacitor for preventing reverse charging connected between the output terminals B and B' in antiparallel to the switch element S'' and with a rectification direction that prevents the charging voltage of the power supply capacitor. It has a rectifying element G for switching the switch elements S, S', S'' from S→S'→
In the order of S''→S→S'→S''......, the pulse width is a minute time slightly larger than the half cycle of vibration of the power supply capacitor, inductance, and load capacitor circuit, and the pulse pause time T'. It has a control unit that sequentially closes the circuit at time intervals,
As a result, the switch elements S, S', and S'' are opened and closed, and a power supply capacitor, which is charged to voltage V' in advance by closing the switch element S, is connected to the load, thereby achieving extremely low attenuation. After generating a strong transient vibration and charging the load capacitor to a voltage V approximately twice V', S is opened, and then the switch element S' is closed after a period of the required pulse width τ, thereby recharging the power supply. A capacitive load charged to a higher voltage is connected to the capacitor, and most of the charge stored in the load capacitor is recovered to the power supply capacitor due to the extremely poorly damped transient vibration that occurs. Afterwards, S′ is opened, and immediately after that, the switch element S″ is closed to discharge the charge remaining in the load capacitor that cannot be recovered, and B→S″→B′→G→B
2. A pulse power source characterized in that S'' is opened after the residual voltage of the load capacitor is attenuated as a circulating current in a closed circuit and the residual voltage of the load capacitor is returned to 0. 2. , S′, S″ are pulsed power supplies characterized by using silicon-controlled rectifying elements. 3. A power supply capacitor having a sufficiently large capacitance C' compared to the capacitance C of the load capacitor, and a charging impedance connected to both ends A and A' of the capacitor to charge it to voltage V'. a rectifying element G 1 ′ connected in a bridge shape for opening and closing the connection between the DC power supply located at the location, the power supply capacitor connected to one end A of the power supply capacitor, and the load;
A bridge rectifier circuit in which a switch element S is connected between diagonal points of G 2 ′, G 3 ′, and G 4 ′, and an output terminal for supplying pulse voltage to a load connected to the other end of the bridge rectifier circuit. B, an inductance for generating transient vibrations connected in series in the path from the terminal A to B, another output terminal B' connected to the other end A' of the power supply capacitor, and the output terminal B, Another load capacitance residual charge discharge switch element connected between B' and for opening and closing the connection therebetween.
The switch element is connected between S'' and the output terminals B and B'.
a load capacitor reverse charge prevention rectifier G connected in antiparallel to S'' and in a rectifying direction that prevents the charging voltage of the power supply capacitor;
The switch elements S, S″ are changed from S→S″→S→S″...
A pulse power source characterized by having a control unit that closes a circuit in the order of... 4. A power supply capacitor having a sufficiently large capacitance C' compared to the capacitance C of the load capacitor, and a charging impedance connected to both ends A and A' of the capacitor to charge it to voltage V'. a load charging switch element S for opening and closing the connection between the DC power supply at the location, the power supply capacitor connected to one end A of the power supply capacitor, and the load; and a load charging switch element S connected to the other end of the switch element S. output terminal B for supplying pulse voltage to the load, and output terminal B from terminal A.
An inductance for generating transient vibrations connected in series to the path leading to the power supply capacitor, another output terminal B' connected to the other end A' of the power supply capacitor, and an inductance connected in antiparallel to the switch element S between A and B. connected rectifier
G″ and the inductance connected in parallel with it
l', and another load capacitance residual charge discharge switch element S'' connected between the output terminals B and B' for opening and closing the connection therebetween;
A rectifying element G for preventing reverse charging of the load capacitor is connected between B' in anti-parallel to the switch element S'' and in a rectifying direction that prevents the charging voltage of the power supply capacitor; The switch element S,
A pulse power source characterized by having a control unit that sequentially closes S'' in the order of S→S''→S→S''. A power supply capacitor having a capacitance C', a DC power supply connected to both ends A and A' via a charging impedance to charge it to a voltage V', and a DC power supply connected to one end A of the power supply capacitor. a load charging switch element S for opening and closing the connection between the power supply capacitor and the load; an output terminal B for supplying a pulse voltage to the load connected to the other end of the switch element S; terminal A to B
An inductance for generating transient vibrations connected in series to the path leading to the power supply capacitor, another output terminal B' connected to the other end A' of the power supply capacitor, and an inductance connected in antiparallel to the switch element S between A and B. Another load capacitance charge recovery switch element S' connected thereto and another load capacitance residual charge discharge switch element S' connected between the output terminals B and B' for opening and closing the connection therebetween. '', and a load capacitor for preventing reverse charging connected between the output terminals B and B' in antiparallel to the switch element S'' and with a rectification direction that prevents the charging voltage of the power supply capacitor. It has a rectifying element G for switching the switch elements S, S', S'' from S→S'→
In the order of S''→S→S'→S'', the pulse width is a minute time slightly larger than the half cycle of vibration of the power supply capacitor, inductance, and load capacitor circuit, followed by a pulse pause time T'. A pulse power source having a control unit that sequentially closes the circuit at a time interval of On the other hand, the secondary winding in a sufficiently boosted relationship is connected to both terminals A and A' of the power supply capacitor via a rectifier G, thereby reducing the energy remaining in the load capacitor after S' is opened. A pulse power supply characterized in that the power is recovered to the power supply capacitor by closing S''. 6. A power supply capacitor having a sufficiently large capacitance C' compared to the capacitance C of the load capacitor, and a charging impedance connected to both ends A and A' of the capacitor to charge it to voltage V'. a rectifying element G 1 ′ connected in a bridge shape for opening and closing the connection between the DC power supply located at the location, the power supply capacitor connected to one end A of the power supply capacitor, and the load;
A bridge rectifier circuit in which a switch element S is connected between diagonal points of G 2 ′, G 3 ′, and G 4 ′, and an output terminal for supplying pulse voltage to a load connected to the other end of the bridge rectifier circuit. B, an inductance for generating transient vibrations connected in series in the path from the terminal A to B, another output terminal B' connected to the other end A' of the power supply capacitor, and the output terminal B, Another load capacitance residual charge discharge switch element connected between B' and for opening and closing the connection therebetween.
The switch element is connected between S'' and the output terminals B and B'.
a load capacitor reverse charge prevention rectifier G connected in antiparallel to S'' and in a rectifying direction that prevents the charging voltage of the power supply capacitor;
The switch elements S, S″ are changed from S→S″→S→S″...
A pulse power supply having a control unit that closes the circuit in the order of... is equipped with a regenerative transformer, the primary winding of which is connected in series to the switch element S'' between the terminals B and B', and The secondary winding in the step-up relationship is connected to both terminals A and A' of the power supply capacitor via a rectifier G, thereby draining the energy remaining in the load capacitor after S' is opened.
A pulse power source characterized in that the power is recovered to the power supply capacitor by closing a circuit S''.7 A power supply capacitor having a capacitance C' sufficiently larger than the capacitance C of the load capacitor, and a To open and close the connection between the DC power supply connected to A' via a charging impedance in order to charge it to voltage V', and the power supply capacitor connected to one end A of the power supply capacitor and the load. a load charging switch element S, an output terminal B for supplying a pulse voltage to the load connected to the other end of the switch element S, and a
An inductance for generating transient vibrations connected in series to the path leading to the power supply capacitor, another output terminal B' connected to the other end A' of the power supply capacitor, and an inductance connected in antiparallel to the switch element S between A and B. connected rectifier
G″ and the inductance connected in series with it
l', and another load capacitance residual charge discharge switch element S'' connected between the output terminals B and B' for opening and closing the connection therebetween;
A rectifying element G for preventing reverse charging of the load capacitor is connected between B' in anti-parallel to the switch element S'' and in a rectifying direction that prevents the charging voltage of the power supply capacitor; The switch element S,
In a pulse power source having a control section that closes S'' in the order of S→S''→S→S'......
A regenerative transformer is provided, the primary winding of which is connected in series with the switch element S'' between the terminals B and B', and the secondary winding that is in a sufficiently boosted relation with the switch element S'' is connected to the rectifier G. Both terminals A of the power supply capacitor via
A pulse power supply characterized in that the energy remaining in the load capacitor after S' is opened is recovered to the power supply capacitor by closing S'.8 Compared to the capacitance C of the load capacitor. A power supply capacitor having a sufficiently large capacitance C', a DC power supply connected to both ends A and A' of the power supply capacitor via a charging impedance in order to charge it to voltage V', and A load charging switch element S for opening and closing the connection between the power supply capacitor connected to one end A and the load, and an output for supplying pulse voltage to the load connected to the other end of the switch element S. Terminal B and B from terminal A
An inductance for generating transient vibrations connected in series to the path leading to the power supply capacitor, another output terminal B' connected to the other end A' of the power supply capacitor, and an inductance connected in antiparallel to the switch element S between A and B. Another load capacitance charge recovery switch element S' connected thereto and another load capacitance residual charge discharge switch element S' connected between the output terminals B and B' for opening and closing the connection therebetween. '', and a load capacitor for preventing reverse charging connected between the output terminals B and B' in antiparallel to the switch element S'' and with a rectification direction that prevents the charging voltage of the power supply capacitor. It has a rectifying element G for switching the switch elements S, S', S'' from S→S'→
In the order of S''→S→S'→S''......, the pulse width is a minute time slightly larger than the half cycle of vibration of the power supply capacitor, inductance, and load capacitor circuit, and the pulse pause time T'. In a pulse power supply having a control unit that sequentially closes circuits at time intervals, its output terminals B and B' are connected in series to output terminals E and E' of a DC high voltage power supply, and
A pulse power source characterized in that terminals B and E' of the combined power source connected in series are connected between a discharge electrode and a dust collection electrode of an electrostatic precipitator comprising a discharge electrode and a dust collection electrode.
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