JPS6245797B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は石油等の流体燃料点火およびネオン
広告灯の点灯等に用いられる高電圧発生装置に関
し、特に連続交番出力の得られるキヤパシタ放電
型高電圧発生装置に関するものである。

近年の点火および点灯に用いられる高電圧発生
装置は、従来の漏洩型高電圧トランスに代つて高
出力のキヤパシタ放電型の高電圧発生装置が、小
型軽量そして安価なために普及しつゝあるが、こ
れは出力パルスが不連続なために、点火装置とし
て用いた場合には火花放電音が耳ざわりであると
同時に、容量放電成分のエネルギーが誘導放電エ
ネルギーよりも多くなる傾向にあるために電波雑
音が多く、また火花の広がりが少なく、用途が限
定されていた。また、点灯用に用いた場合にはチ
ラツキがあり、やはり用途が限定されていた。

この発明は、上記従来の装置の欠点を解消し、
多用途に適用できる高出力の高電圧発生装置を得
ることを目的とする。

以下図によつて、この発明の点火装置の実施例
について説明する。

端子１と２は電源入力端子であつて、端子１と
２間にはチヨークコイル３とキヤパシタ４の直列
回路と、抵抗器５とキヤパシタ６の直列回路が
各々接続されており、上記キヤパシタ４は１次と
２次および３次線輪を有する点火トランス７の１
次線輪７１とサイリスタ８とから成る直列回路に
よつて分路され、キヤパシタ６は抵抗器９とトラ
ンジスタ１０とから成る直列回路によつて分路さ
れている。上記点火トランス７の２次線輪７２の
出力端子には、１対の点火電極１１が接続され、
３次線輪７３の出力端子の一方は端子２に接続さ
れ、他端子はキヤパシタ１２を介して、端子２に
接続されると同時に、抵抗器１３を通じて次の三
つに分岐接続されている。すなわち、(1)ダイオー
ド１４を通じて端子２と、(2)キヤパシタ１５を通
じてサイリスタ８のゲートと、(3)抵抗器１６を通
じてトランジスタ１０のベースへ各々接続されて
いる。上記サイリスタ８のゲートとカソード間に
は、キヤパシタ１７と抵抗器１８の直列回路とこ
のサイリスタ８の保護用のダイオード１９および
抵抗器２０が接続され、上記キヤパシタ１７と抵
抗器１８との接続点と、抵抗器５とキヤパシタ６
との接続点との間に、定電圧スイツチング素子２
１が接続され、上記トランジスタ１０のベースと
エミツタ間にはダイオード２２と抵抗器２３とが
並列に接続されている。

次に以上の構成を持つ装置の動作について説明
する。

端子１と２間には交流電圧、直流電圧のいずれ
の電源を印加しても良いが、説明の便宜上商用周
波数の交流電圧100Vを印加したとすると、先づ
端子１側が正の電圧の時、チヨークコイル３を通
じてキヤパシタ４が充電されると同時に、抵抗器
５を通じてキヤパシタ６が充電される。キヤパシ
タ６の充電々圧が定電圧スイツチング素子２１の
ブレークオーバー電圧の例えば30Vに達した時、
素子２１がブレークオーバーして、上記キヤパシ
タ６の充電々荷が抵抗器１８に印加されると同時
に、キヤパシタ１７に充電電流が流れ、これがサ
イリスタ８のゲートトリガーとなつてサイリスタ
８をオンとする。

サイリスタ８がオンとなると前記キヤパシタ４
の充電々荷が、点火トランス７の１次線輪７１を
通じて放電する。この放電々流が３次線輪７３に
は、例えば100V程度の電圧を誘起してキヤパシ
タ１２を図示方向の極性にて充電すると共に、２
次線輪７２には＋数KVの高電圧を誘起して、点
火電極１１に火花放電を開始させる。上記キヤパ
シタ１２の充電は、抵抗器１３を通じてキヤパシ
タ１５の充電々流となつて、サイリスタ８の上記
ゲートトリガーを加勢すると同時に、抵抗器１６
を通じて電流が流れトランジスタ１０をオンとす
る。従つて、キヤパシタ６の残留電荷はトランジ
スタ１０を通じて放電すると同時に素子２１がオ
フ状態となる。

ここで、キヤパシタ４のキヤパシタンスと１次
線輪７１のインダクタンスの積は、キヤパシタ１
２のキヤパシタンスと３次線輪７３のインダクタ
ンスの積よりも小さく設定してあるばかりでな
く、キヤパシタ４の放電はサイリスタ８の急速な
スイツチングによつて、点火トランス７の鉄心の
磁束変化量を最大に近く変化させるために、例え
ば15μｓの間サイリスタはオンとなつているが、
すぐに磁束変化方向が反転して再度キヤパシタ４
を充電し、また、サイリスタ８をオフとする。一
方キヤパシタ１２の放電が始まつているが、キヤ
パシタ１２の放電回路は極めて損失の少ない回路
に設定してあるために、比較的緩慢に放電し、例
えば40μｓ程度で放電完了する。しかしながら点
火電極１１の火花放電によつても、キヤパシタ１
２の電荷は全部消費されることがないために、自
由振動が発生して、再度図示方向の充電が開始さ
れる。

よつて、再度抵抗器１３を通じてキヤパシタ１
５の充電々流が流れて、これがサイリスタ８のゲ
ートトリガーとなるために、サイリスタ８は再び
オンとなつて、上記キヤパシタ４の充電電荷を１
次線７１を通じて放電する。この時の点火トラン
ス７の鉄心内磁束は、１次線輪７１への電流々入
を阻止する方向に発生しているので、僅かなサイ
リスタ８の流入電流で再び鉄心内磁束は反転し
て、３次線輪７３に数100Vを誘起して、キヤパ
シタ１２の図示方向の電荷電圧を増大する。

サイリスタ８の急速なスイツチングによつて、
点火トランス７の鉄心磁束が最大になつて、再び
サイリスタ８はターンオフするが、僅かな電流し
か流入しないために、最初の15μｓ程度に対し
て、10μｓ程度でターンオフする。従つて再三、
キヤパシタ４の充電が繰返して行なわれると同時
に、キヤパシタ１２の放電に始まる前述の動作を
繰返えすことになる。

従つて、キヤパシタ４の充電々圧は、電源入力
電圧の上昇によつて順次高くなり、また下降によ
つて順次低くなるが、上述のサイリスタ８の最初
のオン時には全電荷を放電するが、２回目のター
ンオンからは３次線輪７３とキヤパシタ１２のエ
ネルギー保存によつて僅かな放電で点火トランス
７の鉄心磁束を最大にすることができる。よつて
点火トランス７の磁束変化は微かに歪みがあると
しても規則正しく80μｓの周期で正弦波状に変化
し、当然２次と３次線輪７２と７３の出力電圧は
正弦波状に変化し、点火極１１には連続した火花
放電を得ることができる。上記周期は３次線輪７
３のインダクタンスとキヤパシタ１２の容量値に
よつてほゞ決定されることは勿論である。

電源電圧の極性が端子１側で正電位である間、
以上の動作を連続して行なうと同時に、抵抗器５
を通じて、キヤパシタ６の充電々流が流れるが、
点火トランス７の３次線輪７３からの出力電圧に
よつて、トランジスタ１０が短時間周期でオン・
オフを繰返えすために、キヤパシタ６の充電々圧
は電源電圧が高くなつても素子２１のブレークオ
ーバー電圧を越えることがない。

ダイオード１４は装置の消費電力を減じる上に
おいて極めて重要である。すなわち、サイリスタ
８がオンになつてキヤパシタ１２を充電すると同
時に、抵抗器１３を通じてキヤパシタ１５を充電
する。次にキヤパシタ１２の放電によつて、キヤ
パシタ１２が図示の極性の反対の極性に十分に充
電される間に、上記キヤパシタ１５の電荷はダイ
オード１９と抵抗器１３および１６を通じて放電
するために、ダイオード１４がないと上記キヤパ
シタ１２に図示極性に反対の極性で充電されるこ
とになる。すなわちキヤパシタ１５はダイオード
１９と抵抗器１３を通して、サイリスタ８のゲー
ト側を正方向に充電されることになつて、キヤパ
シタ１２の充電々荷が図示極性方向に反転する以
前に、サイリスタ８をトリガーしてサイリスタ８
がオンとなる。よつてキヤパシタ４の充電々荷は
前述の如く点火トランス７の１次線輪を通して放
電するが、この時の点火トランス７の鉄心内の磁
束方向は流入電流を受け入れる方向に働らいてい
るために、サイリスタ８のオン時間が長くなつて
キヤパシタ４の電荷は十分に放電し、３次線輪７
３のインダクタンスとキヤパシタ１２のキヤパシ
タンスによつて変化している緩慢な変化を妨げて
磁束変化周期を早める方向に働らくことになり、
ダイオード１４が接続される場合よりも極めて大
きな電流が消費される。もつとも、磁束変化量が
増大するためにより多くの出力を得ることができ
ることは勿論である。

電源電圧の極性が反転して端子２側が正電位に
なると、キヤパシタ４はチヨークコイル３を通じ
て前述と逆方向に充電されるが、サイリスタ８が
その極性が反対のために、オンとなることができ
ず、電源電圧周期の半サイクルの間装置動作が完
全に停止する。ダイオード２２はこの半サイクル
間のトランジスタ１０の保護用である。

以上詳述した様に、この発明によれば、電源か
らの電力を第１のキヤパシタ４に一時充電し、こ
れを２次線輪７２の他に出力端子に第２のキヤパ
シタ１２を接続した第３の線輪７３を設けた高電
圧トランス７の１次線輪７１に印加して、上記線
輪７３のインダクタンスとキヤパシタ１２の容量
値によつて決定される自由振動によつて、磁気と
電気のエネルギー変換を緩慢に繰返えし、キヤパ
シタ放電回路の欠点を押えた連続交番出力を持つ
多用途の優れた高電圧発生装置を得ることがで
き、しかも交直いずれの電源を用いても使用する
ことができるものである。

なお、前記サイリスタ８の起動トリガー回路
は、電源入力端子１側が負極から正極に反転する
毎に、適当な時間に１回のトリガーが発生するワ
ンシヨツトマルチバイブレター等の衆知の回路を
適宜選択出来るが、前記この発明の実施例におい
て、起動トリガー回路は抵抗器５とキヤパシタ６
および定電圧スイツチング素子２１による単純な
CR時定数回路構成とするため、前述のサイリス
タ８のスイツチオンに始まる３次線輪７３からの
帰還ゲート信号が印加される動作が始まつた後、
発振の周期を乱だす原因となる上記素子２１の再
スイツチオンを防止するトランジスタ１０が、上
記キヤパシタ６と並列に接続されている。

【図面の簡単な説明】

図は、この発明の実施例とする高電圧発生装置
の回路図である。 図に於て、１と２は電源端子、３はチヨークコ
イル、４と６と１２と１５と１７はキヤパシタ、
５と９と１３と１６と１８と２３は抵抗器、８は
サイリスタ、１４と１９と２２はダイオード、１
０はトランジスタ、２１は定電圧スイツチング素
子、７は点火トランス、１１は負荷たとえば点火
プラグ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電源とチヨークコイルおよび第１のキヤパシ
   タの直列回路と、２次線輪の出力端子間に負荷を
   有し、３次線輪の出力端子間に第２のキヤパシタ
   を有する点火トランスとを備え、さらに前記第１
   のキヤパシタの電荷をこの点火トランスの１次線
   輪へサイリスタを介して放電させる手段を設け、
   また上記サイリスタのゲートに上記３次線輪の出
   力端子と起動トリガー回路とを接続し、上記３次
   線輪の出力端子とサイリスタのゲートとの接続
   は、抵抗器と第３のキヤパシタの直列回路を介し
   て行ない、さらに上記抵抗器と第３のキヤパシタ
   の接続点とサイリスタのカソードとの間にダイオ
   ードを接続した高電圧発生装置。 ２ 電源とチヨークコイルおよび第１のキヤパシ
   タの直列回路と、２次線輪の出力端子間に負荷を
   有し、３次線輪の出力端子間に第２のキヤパシタ
   を有する点火トランスとを備え、さらに前記第１
   のキヤパシタの電荷をこの点火トランスの１次線
   輪へサイリスタを介して放電させる手段を設け、
   また上記サイリスタのゲートに上記３次線輪の出
   力端子と起動トリガー回路とを接続し、上記サイ
   リスタの起動トリガー回路をCR時定数回路で構
   成し、上記時定数回路のキヤパシタを分路するト
   ランジスタのベースを抵抗器を介して、上記３次
   線輪の出力端子に接続した高電圧発生装置。