KR101112210B1 - 하나의 전극을 이용한 이온발생장치 - Google Patents

하나의 전극을 이용한 이온발생장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하나의 전극을 이용한 클러스터 이온발생장치에 관한 것으로, 하나의 이온발생전극에 음전압과 양전압을 인가하여 하나의 이온발생전극에서 음이온과 양이온의 발생이 이루어질 수 있도록 함으로써 두 개의 전극을 사용함에 따라 사용할 수밖에 없는 배압회로를 구성하는 다이오드와 콘덴서의 부품을 사용하지 않게 되어 이온발생장치의 생산원가를 낮출 수 있도록 함에 그 목적이 있다. 이를 위해 구성되는 본 발명은 인가되는 출력전압을 통해 방전되어 음이온과 양이온을 발생시키는 이온발생장치에 있어서, 이온발생장치는 하나의 이온발생전극이 구성되어지되 고전압발생회로에 의해 발생된 교류의 고전압 펄스를 하나의 이온발생전극에 인가하여 하나의 이온발생전극을 통해 음이온과 양이온이 발생되도록 한 구성으로 이루어진다.
클러스터, 음이온, 양이온, 이온발생기, 이온발생전극, 고전압발생회로

Description

하나의 전극을 이용한 이온발생장치{Ion generating drive apparatus using single electrode}
본 발명은 하나의 전극을 이용한 이온발생장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하나의 이온발생전극에 음전압과 양전압을 인가하여 하나의 이온발생전극에서 음이온과 양이온의 발생이 이루어질 수 있도록 한 구조를 통해 두 개의 전극을 사용하는데 따른 다이오드와 콘덴서의 부품을 저감시켜 이온발생장치의 생산원가를 낮출 수 있도록 한 하나의 전극을 이용한 이온발생장치에 관한 것이다.
일반적으로 이온발생장치라 함은 고전압을 인가한 이온발생전극의 주변에 전계를 발생시켜 공기 분자를 이온화하는 장치를 말한다. 이러한 이온발생장치에 의해 발생된 이온은 대전물 또는 분위기의 전하 제거를 위해 사용된다.
전술한 바와 같은 이온발생장치는 이온발생전극과 협동하여 전계를 형성하기 위해 접지된 금속이나 반대 극성의 전압이 인가되는 전극을 대향 전극으로 구비하고 있다. 즉, 종래의 기술에 따른 이온발생장치는 두 개의 이온발생전극이 구비된 구조로 이루어진다.
전술한 바와 같은 이온발생장치는 공기 중의 이온 농도를 증가시키기 위한 공기청정기나 공기조화기 등에 적용되어 가정이나 차량은 물론 산업 전반에 걸쳐 광범위하게 사용되고 있다. 특히, 차량에는 클러스터(10～150nm) 이온을 발생시켜 에어컨디셔너를 통해 유입되는 공기의 질을 개선시키기 위한 이온발생장치의 개발이 활발히 이루어지고 있다.
한편, 전술한 바와 같은 이온발생장치는 공기 중으로 송출되는 이온이 화학반응을 일으켜 생성되는 활성종으로서의 과산화수소(H2O2) 또는 OH기(radical)에 의한 산화반응을 통해 공기 중의 냄새입자를 분해시거나 공기 중의 부유하는 세균을 살균하는 기능을 통해 공기의 질을 개선하게 된다.
그러나, 전술한 바와 같은 종래의 기술에 따른 이온발생장치는 앞서도 기술한 바와 같이 두 개의 이온발생전극 즉, 음이온을 발생시키는 전극과 양이온을 발생시키는 전극이 구비된 구조로 이루어지기 때문에 승압된 직류전원을 이온발생전극에 인가하기 위해서는 일정 승압된 직류전원을 일정 비율로 배압시켜야 하는 배압회로의 구성을 필요로 하게 된다.
따라서, 전술한 바와 같은 종래의 기술에 따른 이온발생장치는 승압회로에 의해 승압된 직류전원을 일정 비율로 배압시키기 위한 배압회로를 구성하여야 하기 때문에 이에 따른 다이오드와 콘덴서의 부품을 필요로 하는 구조적인 문제가 있다.
아울러, 전술한 바와 같이 두 개의 이온발생전극이 설치된 구조로 이루어진 종래 기술에 따른 이온발생장치는 배압회로의 구성에 따른 다이오드와 콘덴서를 필요로 하는 구조적인 문제로 인하여 이온발생장치를 제조하는데 따른 생산원가가 상 승하는 문제점이 있다.
본 발명은 앞서 기술한 바와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 하나의 이온발생전극에 음전압과 양전압을 인가하여 하나의 이온발생전극에서 음이온과 양이온의 발생이 이루어질 수 있도록 함으로써 두 개의 전극을 사용함에 따라 사용할 수밖에 없는 배압회로를 구성하는 다이오드와 콘덴서의 부품을 사용하지 않게 되어 이온발생장치의 생산원가를 낮출 수 있도록 한 하나의 전극을 이용한 클러스터 이온발생장치를 제공함에 그 목적이 있다.
아울러, 본 발명에 따른 기술의 다른 목적은 하나의 이온발생전극에 음전압과 양전압을 인가하여 하나의 이온발생전극에서 음이온과 양이온의 발생이 이루어질 수 있도록 함으로써 두 개의 전극을 사용함에 따라 사용할 수밖에 없는 배압회로를 구성하는 다이오드와 콘덴서의 부품을 사용하지 않게 되어 이온발생장치의 부피를 최소화할 수가 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해 구성되는 본 발명은 다음과 같다. 즉, 본 발명에 따른 하나의 전극을 이용한 이온발생장치는 인가되는 출력전압을 통해 방전되어 음이온과 양이온을 발생시키는 이온발생장치에 있어서, 이온발생장치는 하나의 이온발생전극이 구성되어지되 고전압발생회로에 의해 발생된 교류의 고전압 펄스를 하나의 이온발생전극에 인가하여 하나의 이온발생전극을 통해 음이온과 양이온이 발생되도록 한 구성으로 이루어진다.
전술한 바와 같은 본 발명의 구성에서 직류전원을 이용하는 경우의 고전압발생회로는 입력 직류전원을 온/오프(On/Off)시키는 파워 제어회로; 파워 제어회로의 제어를 통해 교류전원 생성용 발진신호를 발생시켜 승압 트랜스포머를 구동시키는 발진회로; 발진회로에서 생성된 교류전원 생성용 발진신호에 의해 발생된 전압을 트랜스포머 1차측에 유기시키는 트랜지스터와 트랜지스터에 의해 유기된 전압을 승압시키는 승압 트랜스포머로 이루어져 승압된 고전압 펄스를 하나의 이온발생전극에 인가하는 승압회로; 및 승압 트랜스포머의 1차측 권선에 인가되는 전압을 미리 정해진 기준 전압과 비교한 결과에 따라 파워 제어회로의 온/오프(On/Off) 동작을 제어하는 피드백 제어회로의 구성으로 이루어진다.
그리고, 전술한 바와 같은 본 발명의 구성에서 교류전원을 이용하는 경우의 고전압발생회로는 상용전원인 220V라인을 타고 유입되는 외부 노이즈나 장치 자체에서 발생되는 노이즈 및 서지(Surge)를 제거하여 안정적인 교류전원을 공급하되 입력된 교류전원을 직류전원으로 변경하는 보호/정류회로; 보호/정류회로에 의해 공급된 직류전원을 승압 트랜스포머로 인가시 과전류를 제어하는 전류제한회로; 전류제한회로의 제어를 통해 교류전원 생성용 발진신호를 발생시켜 승압 트랜스포머를 구동시키는 발진회로; 및 발진회로에서 생성된 발진신호에 의해 발생된 전압을 트랜스포머 1차측에 유기시키는 트랜지스터와 트랜지스터에 의해 유기된 전압을 승압시키는 승압 트랜스포머로 이루어져 승압된 고전압 펄스를 하나의 이온발생전극에 인가하는 승압회로의 구성으로 이루어질 수 있다.
전술한 바와 같은 교류전원용 고전압발생회로에는 교류전원의 인가에 따라 장치의 동작상태를 램프의 점멸을 통해 시각적으로 인식할 수 있도록 하는 동작표시부가 더 구성될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 구성에서 고전압 펄스의 인가시 주파수의 진폭 제어를 통해 출력전압을 제어하여 음이온과 양이온의 발생량을 조절할 수 있도록 한 구성으로 이루어질 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 이온발생전극은 브러시(Brush) 타입, 선단에 다수의 쐐기가 형성된 금속재의 판형 타입, 선단에 다수의 쐐기가 형성된 원통형 타입 및 선단에 니들(Needle) 타입 중 어느 하나의 타입으로 이루어질 수 있다.
아울러, 본 발명의 구성에서 하나의 이온발생전극에 인가되는 고전압의 음전압 펄스와 양전압 펄스는 사인파의 형태로 음전압과 양전압이 일정시간을 주기로 교대로 인가되어진다.
본 발명의 기술에 따르면 하나의 이온발생전극에 음전압과 양전압을 인가하여 하나의 이온발생전극에서 음이온과 양이온의 발생이 이루어질 수 있도록 함으로써 두 개의 전극을 사용함에 따라 사용할 수밖에 없는 다이오드와 콘덴서의 부품을 사용하지 않게 되어 이온발생장치의 생산원가를 낮출 수가 있다.
아울러, 본 발명에 따른 기술은 하나의 이온발생전극에 음전압과 양전압을 인가하는 구조를 통해 두 개의 전극을 사용함에 따라 사용할 수밖에 없는 배압회로를 구성하는 다이오드와 콘덴서의 부품을 사용하지 않게 되어 이온발생장치의 부피 를 최소화할 수가 있다.
이하에는 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 하나의 전극을 이용한 이온발생장치에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.
먼저, 본 발명에 따른 하나의 전극을 이용한 이온발생장치에 대하여 설명하기에 앞서 이온발생장치의 원리에 대해 개략적으로 설명한다. 잘 알려진 바와 같이 이온발생장치는 양이온으로서 H+(H2O)m(m은 임의의 자연수)과 음이온으로서 O2-(H2O)n(n은 임의의 자연수)을 발생시키는 장치를 말하는데, 이에 따라 양이온으로서의 H+(H2O)m과 음이온으로서 O2-(H2O)n의 작용에 의해 공기 중의 부유 세균을 살균할 수 있어 공기의 질 개량에 큰 도움을 줄 수 있다.
또한, 양이온으로서 H+(H2O)m(m은 임의의 자연수)과 음이온으로서 O2-(HO)n(n은 임의의 자연수)을 발생키는 동시에 이들 이온을 공기 중으로 송출하고, 이들 이온이 화학 반응을 일으켜 생성되는 활성종으로서의 과산화수소(H2O2) 또는 OH기(radical)에 의한 산화반응에 의해 공기 중에 부유하는 세균을 살균하는 기능을 갖는다. 이에 따라, 공기를 부유 세균이 없는 건강에 이로운 것으로 개량할 수가 있다.
한편, 음이온과 양이온의 작용에 의해 공기 중의 부유 세균이 살균 제거되는 메커니즘을 살펴보면 유전체를 교류전압을 인가하여 플라즈마 방전을 일으키면, 공 기 중에 포함되어 있는 물 분자가 음이온과 양이온으로 전리되어 양이온으로서는 수소 이온 수화물 H+(H2O)m 이 생성되고, 음이온으로서는 산소 이온 수화물 O2-(H2O)n이 생성된다. 이때, m과 n은 모두 임의의 자연수이다.
전술한 바와 같이 음이온과 양이온이 공기 중의 부유 세균의 표면에 부착되면 활성종인 수산기(OH)이나 과산화수소(H2O2)를 생성하여 세균의 세포에서 수소 원자를 빼내서 살균하는 것이다. 그리고, 이 화학 반응은 산화 반응으로써 수산기(OH)에는 살균뿐만 아니라 공기 중에 포함되는 냄새의 근원이 되는 여러 가지 분자를 산화하여 무취화 하는 작용도 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 하나의 전극을 이용한 이온발생장치를 분리하여 보인 분리 사시도, 도 2 는 본 발명에 따른 하나의 전극을 이용한 이온발생장치를 분리하여 보인 측면 구성도, 도 3 은 본 발명에 따른 하나의 전극을 이용한 이온발생장치를 결합하여 보인 측면 구성도이다.
도 1 내지 도 5 에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 하나의 전극을 이용한 이온발생장치(100)는 고전압발생회로(200)가 구성된 본체(110)에 하나의 이온발생전극(120)이 설치된 구조로 이루어진다.
전술한 바와 같이 하나의 이온발생전극(120)이 구성된 본 발명에 따른 이온발생장치(100)는 고전압발생회로(110)에 의해 발생된 교류의 고전압 펄스를 하나의 이온발생전극(120)에 인가하여 하나의 이온발생전극(120)을 통해 음이온과 양이온이 발생되도록 하는 기술이다.
다시 말해서, 본 발명에 따른 이온발생장치(100)는 하나의 이온발생전극(120)이 구성되어지되 고전압발생회로에 의해 발생된 교류의 고전압 펄스를 하나의 이온발생전극(120)에 인가하여 하나의 이온발생전극(120)을 통해 음이온과 양이온이 발생되도록 한 구성으로 이루어진다.
따라서, 전술한 바와 같이 하나의 이온발생전극(120)에 고전압의 음전압과 양전압 펄스를 인가되도록 하여 하나의 이온발생전극(120)에서 음이온과 양이온이 발생되도록 하는 이온발생장치(100)를 구성함으로써 승압에 따른 직류전원을 배압시킬 필요성이 없어지므로 이에 따른 부품을 감소시킬 수가 있게 된다.
한편, 전술한 바와 같이 하나의 이온발생전극(120)이 구비된 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 이온발생장치(100)의 구성에서 이온발생전극(120)의 형태는 브러시(Brush) 타입, 선단에 다수의 쐐기가 형성된 금속재의 판형 타입, 선단에 다수의 쐐기가 형성된 원통형 타입 및 선단에 니들(Needle) 타입 중 어느 하나의 타입으로 이루어질 수 있다.
도 4 는 본 발명에 따른 하나의 전극을 이용한 이온발생장치를 구성하는 직류전원용 고전압발생회로를 보인 블록 구성도이다.
도 1, 도 2, 도 3 및 도 4 에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 하나의 전극을 이용한 이온발생장치를 차량에 설치하여 차량용 직류전원, 예를 들어 DC 12V를 이용하는 경우 고전압발생회로(200)는 차량용 직류전원인 DC 12V 라인을 타고 유입되는 외부 노이즈나 장치 자체에서 발생되는 노이즈나 서지(Surge)를 제거하여 안정적인 직류전원을 공급하는 필터회로(210), 사용자의 명령에 따라 입력 직류전원 을 온/오프(On/Off)시키는 파워 제어회로(220), 파워 제어회로(220)의 제어를 통해 교류전원 생성용 발진신호를 발생시켜 승압 트랜스포머를 구동시키는 발진회로(230), 발진회로(230)에서 생성된 교류전원 생성용 발진신호에 의해 발생된 전압을 트랜스포머 1차측에 유기시키는 트랜지스터와 트랜지스터에 의해 유기된 전압을 승압시키는 승압 트랜스포머로 이루어져 승압된 고전압 펄스를 하나의 이온발생전극에 인가하는 승압회로(240) 및 승압 트랜스포머의 1차측 권선에 인가되는 전압을 미리 정해진 기준 전압과 비교한 결과에 따라 파워 제어회로(220)의 온/오프(On/Off) 동작을 제어하는 피드백 제어회로(250)를 포함한 구성으로 이루어진다.
아울러, 전술한 바와 같이 구성되는 본 발명에 따른 고전압발생회로(200)는 필터회로(210), 파워 제어회로(220), 발진회로(230), 승압회로(240) 및 피드백 제어회로(250)의 구성 이외에도 전원단자의 극성이 반대로 연결되었을 때 회로소자들을 보호하기 위한 역전압 방지회로(260)와 입력측에서 정격 이상의 전압이 인가되더라도 그 출력을 항상 일정하게 유지시키는 자동전압 보정회로(270)를 포함하여 이루어질 수 있다. 이러한 고전압발생회로(200)의 구성에서 피드백 제어회로(250)는 외부 회로에서 이상 현상 발생시 파워 제어회로(220)를 자동으로 제어하여 이를 통한 전원 공급을 차단함으로써 회로를 보호하는 기능을 한다.
전술한 바와 같은 본 발명에 따른 하나의 전극을 이용한 이온발생장치(100)를 구성하는 고전압발생회로(200)를 상세하게 설명하면 먼저, 필터회로(210)는 예를 들어, 직류전원 입력용 커넥터에서 인출되는 (+)단자와 접지단자 사이에 연결되는 배리스터로 구현될 수 있는데, 이러한 배리스터는 전원선을 타고 유입되는 정전 기나 서지(Surge)를 차단하여 후단의 회로소자를 보호하는 기능을 담당한다.
한편, 역전압 방지회로(260)는 배리스터에 병렬연결, 즉 (+)단자와 접지단자 사이에 순방향으로 접속되는 다이오드로 구현될 수 있는데, 사용자가 자칫 직류전원 입력용 커넥터에 전극을 반대로 삽입하는 경우에는 전원을 차단하여 후단의 회로소자를 보호하는 기능을 담당한다.
그리고, 파워 제어회로(220)는 (+)단자와 접지단자 사이에 종속 접속된 2개의 트랜지스터 예를 들어, 바이폴라 트랜지스터로 구현될 수 있는데, 그 중 하나의 트랜지스터는 PNP형으로 구현될 수 있고, 나머지 다른 하나는 NPN형으로 구현될 수 있다. 이러한 파워 제어회로(220)의 구성을 더욱 상세하게 설명하면 PNP형 트랜지스터의 에미터 단자는 (+)단자에 연결되고, 그 베이스 단자는 NPN형 트랜지스터의 콜렉터 단자에 연결되며, 그 콜렉터 단자는 후술하는 승압회로(240)의 승압 트랜스포머의 1차측 권선에 연결된다. 이때, NPN형 트랜지스터의 에미터 단자는 접지되며, 그 베이스 단자는 후술하는 피드백 제어회로(250)의 OP 앰프의 출력단에 연결된다.
다음으로, 승압회로(240)는 승압 트랜스포머 및 이러한 승압 트랜스포머의 1차측 권선에 그 콜렉터 단자가 연결되고, 그 에미터 단자는 전류제한 저항을 개재한 채로 접지되어 교류전원을 생성하는 NPN형 트랜지스터를 포함하여 이루어지는데, 이에 의해 교류생성용 트랜지스터에서 생성된 교류전원이 승압 트랜스포머의 권선비에 따라 승압되게 된다.
한편, 본 발명에 따른 구성에서 발진회로(230)는 콘덴서 및 코일의 LC 병렬 공진에 의해 발진하여 교류생성용 트랜지스터의 베이스 단자에 주기적인 발진신호를 인가하게 되고, 이에 따라 교류생성용 트랜지스터가 주기적으로 온/오프(On/Off)되어 교류전원이 생성되게 된다.
다음으로, 피드백 제어회로(250)는 비교기로 동작하는 OP 앰프, 분압 저항, 출력 안정화용 제너 다이오드와 콘덴서, 스피드업 콘덴서 및 전류제한 저항을 포함하여 이루어질 수 있다. 이러한 피드백 제어회로(250)를 보다 구체적으로 설명하면 OP 앰프의 비반전(+) 입력단자는 전류제한 저항을 개재하여 분압 저항의 접속점에 연결되고, 반전(-) 입력단자는 승압회로(240)의 1차측 전원단에 연결되며, 그 출력단자는 NPN형 트랜지스터의 베이스 단자에 연결되는데, 출력 전압의 안정화를 위해 그 출력단자에는 제너 다이오드와 콘덴서가 연결되게 된다.
전술한 바와 같은 구성에 의해 승압회로(240)의 승압 트랜스포머의 1차측 권선에 소정의 기준전압 이하의 전압이 인가되는 경우에는 OP 앰프의 출력단자가 고전위가 되어 NPN 형 트랜지스터를 턴온시키고, 결과적으로 PNP형 트랜지스터도 턴온되어 승압 트랜스포머의 1차측 권선에 입력전원이 정상적으로 공급되지만 기준전압 이상의 전압이 인가되는 경우에는 OP 앰프의 출력단자가 저전위가 되어 NPN형 트랜지스터를 턴오프시키고, 이에 따라 승압 트랜스포머의 1차측 권선에 입력 전원이 공급되지 않게 됨으로써 결과적으로 이온발생장치의 동작이 정지된다.
다음으로, 자동전압 보정회로(270)는 저항, 제너 다이오드 및 다이오드를 포함하여 이루어지는데, 제너 다이오드의 정전압 유지 기능에 의해 높은 입력 전압이 공급되더라도 교류생성용 트랜지스터의 베이스 단자와 에미터 단자 사이에 항상 일 정한 전압을 공급하게 되어 교류생성용 트랜지스터의 출력도 항상 일정하게 유지되게 된다.
전술한 바와 같은 고전압발생회로(200)의 구성에서 사용자가 전원 스위치(도시하지 않음)를 온(On) 시키게 되면, 12V의 차량용 직류전원이 본 발명의 이온발생장치에 공급되게 되고, 승압회로(240)의 승압 트랜스포머의 1차측 권선에 인가되는 전압이 기준전압보다 낮은 정상적인 상태에서는 OP 앰프의 출력단에서 고전위가 출력되어 NPN형 트랜지스터 및 PNP형 트랜지스터가 턴온 상태를 유지하게 된다.
그리고, 이를 통해 공급되는 직류전류가 발진회로(230)의 코일에 유기된 후 콘덴서와의 LC 병렬공진에 의해 발진을 일으킴으로써 승압회로(240)의 교류생성용 트랜지스터가 주기적으로 온 및 오프를 반복하게 되고, 이렇게 생성된 교류전원이 승압 트랜스포머에 공급되어 고전압으로 승압되게 된다. 이처럼 승압된 고전압은 하나의 이온발생전극(120)에 인가된다.
그러나, 승압회로(240)의 승압 트랜스포머의 1차측 권선에 인가되는 전압이 기준전압보다 높은 이상 상태에서는 OP 앰프의 출력단에서 저전위가 출력되어 NPN형 트랜지스터 및 PNP형 트랜지스터가 턴오프 상태를 유지하게 되고, 결과적으로 발진회로(230) 및 승압회로(240)에는 직류전원이 공급되지 않아서 이온발생장치(100)의 동작이 정지되게 된다.
도 5 는 본 발명에 따른 하나의 전극을 이용한 이온발생장치를 구성하는 교류전원용 고전압발생회로를 보인 블록 구성도이다.
도 1, 도 2, 도 3 및 도 5 에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 하나의 전극 을 이용한 이온발생장치를 가정용 상용전원을 이용하는 제품군에 사용하는 경우 본 발명의 이온발생장치(100)를 구성하는 고전압발생회로(300)는 상용전원인 220V라인을 타고 유입되는 외부 노이즈나 장치 자체에서 발생되는 노이즈 및 서지(Surge)를 제거하여 안정적인 교류전원을 공급하되 입력된 교류전원을 직류전원으로 변경하는 보호/정류회로(310), 보호/정류회로(310)에 의해 공급된 직류전원을 승압 트랜스포머로 인가시 과전류를 제어하는 전류제한회로(320), 전류제한회로(320)의 제어를 통해 교류전원 생성용 발진신호를 발생시켜 승압 트랜스포머를 구동시키는 발진회로(330) 및 발진회로(330)에서 생성된 발진신호에 의해 발생된 전압을 트랜스포머 1차측에 유기시키는 트랜지스터와 트랜지스터에 의해 유기된 전압을 승압시키는 승압 트랜스포머로 이루어져 승압된 고전압 펄스를 하나의 이온발생전극(120)에 인가하는 승압회로(340)의 구성으로 이루어진다.
아울러, 전술한 바와 같은 교류전원용 고전압발생회로(300)의 구성에 더하여 교류전원용 고전압발생회로(300)에는 교류전원의 인가에 따라 장치의 동작상태를 램프의 점멸을 통해 시각적으로 인식할 수 있도록 하는 동작표시부(350)가 더 구성된다.
전술한 바와 같은 본 발명에 따른 이온발생장치(100)를 구성하는 교류전원용 고전압발생회로(300)를 상세하게 설명하면 먼저, 보호/정류회로(310) 중 보호회로는 예를 들어, 교류전원 입력용 커넥터에서 인출되는 (+)단자와 접지단자 사이에 연결되는 배리스터로 구현될 수 있는데, 이러한 배리스터는 전원선을 타고 유입되는 정전기나 서지(Surge)를 차단하여 후단의 회로소자를 보호하는 기능을 담당한 다.
아울러, 전술한 바와 같은 보호/정류회로(310) 중 정류회로는 입력된 교류전원을 직류전원으로 변경하는 하는 기능을 담당한다. 또한, 이러한 보호/정류회로(310) 중 정류회로는 전원단자의 극성이 반대로 연결되었을 때 회로소자들을 보호하기 위한 역전압 방지 기능을 담당한다.
한편, 전류제한회로(320)는 (+)단자와 접지단자 사이에 종속 접속된 2개의 트랜지스터 예를 들어, 바이폴라 트랜지스터로 구현될 수 있는데, 그 중 하나의 트랜지스터는 PNP형으로 구현될 수 있고, 나머지 다른 하나는 NPN형으로 구현될 수 있다. 이러한 전류제한회로(320)의 구성을 더욱 상세하게 설명하면 PNP형 트랜지스터의 에미터 단자는 (+)단자에 연결되고, 베이스 단자는 NPN형 트랜지스터의 콜렉터 단자에 연결되며, 콜렉터 단자는 후술하는 승압회로(340)의 승압 트랜스포머의 1차측 권선에 연결된다. 이때, NPN형 트랜지스터의 에미터 단자는 접지된다.
다음으로, 본 발명의 고전압발생회로(300)를 구성하는 발진회로(330)는 콘덴서 및 코일의 LC 병렬공진에 의해 발진하여 직류생성용 트랜지스터의 베이스 단자에 주기적인 발진신호를 인가하게 되고, 이에 따라 직류생성용 트랜지스터가 주기적으로 온/오프(On/Off)되어 직류전원이 생성되게 된다.
그리고, 본 발명의 고전압발생회로(300)를 구성하는 승압회로(340)는 승압 트랜스포머 및 이러한 승압 트랜스포머의 1차측 권선에 그 콜렉터 단자가 연결되고, 그 에미터 단자는 전류제한 저항을 개재한 채로 접지되어 교류전원을 생성하는 NPN형 트랜지스터를 포함하여 이루어지는데, 이에 의해 직류생성용 트랜지스터에서 생성된 교류전원이 승압 트랜스포머의 권선비에 따라 승압되게 된다.
전술한 바와 같이 승압회로(340)에 의해 승압된 고전압의 음전압과 양전압은 하나의 이온발생전극(120)에 인가되어 하나의 이온발생전극(120)에서 음이온과 양이온이 발생되도록 한다.
전술한 바와 같은 본 발명의 구성에서 사용자가 전원 스위치(도시하지 않음)를 온시키게 되면, 가정용 상용전원(교류전원)이 본 발명의 이온발생장치에 공급되게 되고, 승압회로(340)의 승압 트랜스포머의 1차측 권선에 인가되는 전압이 기준전압보다 낮은 정상적인 상태에서는 OP 앰프의 출력단에서 고전위가 출력되어 NPN형 트랜지스터 및 PNP형 트랜지스터가 턴온 상태를 유지하게 된다.
그리고, 이를 통해 공급되는 직류전류가 발진회로(330)의 코일에 유기된 후 콘덴서와의 LC 병렬공진에 의해 발진을 일으킴으로써 승압회로(340)의 교류생성용 트랜지스터가 주기적으로 온 및 오프를 반복하게 되고, 이렇게 생성된 교류전원이 승압 트랜스포머에 공급되어 적절하게 승압되게 된다. 다음으로, 이렇게 승압된 교류전원은 하나의 이온발생전극(120)에 인가되어진다.
그러나, 승압회로(340)의 승압 트랜스포머의 1차측 권선에 인가되는 전압이 기준전압보다 높은 이상 상태에서는 OP 앰프의 출력단에서 저전위가 출력되어 NPN형 트랜지스터 및 PNP형 트랜지스터가 턴오프 상태를 유지하게 되고, 결과적으로 발진회로(330) 및 승압회로(340)에는 교류전원이 공급되지 않아서 클러스터 이온발생장치(100)의 동작이 정지되게 된다.
도 6 은 본 발명에 따른 하나의 전극을 이용한 이온발생장치의 구성에서 진 폭의 제어를 보인 예시도이다.
도 6 은 진폭제어를 통해 하나의 이온발생전극(120)에 인가되는 출력전압을 조절함으로써 하나의 이온발생전극(120)에서 발생되는 음이온과 양이온의 발생량을 조절하는 것을 보인 것으로, 본 발명에 따른 기술은 도 6 의 (a)와 (b)에 도시된 바와 같이 고전압 펄스의 인가시 주파수의 진폭을 제어함으로써 하나의 이온발생전극(120)에 인가되는 음전압과 양전압의 출력전압을 제어하여 음이온과 양이온의 발생량을 조절할 수 있도록 구성되어진다.
한편, 도 6 에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 하나의 전극을 이용한 이온발생장치(100)는 하나의 이온발생전극(120)에 인가되는 고전압의 음전압 펄스와 양전압 펄스가 사인파의 형태로 음전압과 양전압이 일정시간을 주기로 교대로 인가되기 때문에 하나의 이온발생전극(120)에서 발생되는 음이온과 양이온은 인가되는 고전압의 음전압 펄스와 양전압 펄스의 주기에 따라 교대로 발생되어진다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 이온발생장치(100)는 하나의 이온발생전극(120)에 음전압과 양전압을 인가하여 하나의 이온발생전극(120)에서 음이온과 양이온의 발생이 이루어질 수 있도록 함으로써 두 개의 전극을 사용함에 따라 사용할 수밖에 없는 배압회로를 구성하는 다이오드와 콘덴서의 부품을 사용하지 않게 되어 이온발생장치(100)의 생산원가를 낮출 수가 있음은 물론, 이온발생장치(100)의 부피를 최소화할 수가 있다.
본 발명은 전술한 실시 예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 하나의 전극을 이용한 이온발생장치를 분리하여 보인 분리 사시도.
도 2 는 본 발명에 따른 하나의 전극을 이용한 이온발생장치를 분리하여 보인 측면 구성도.
도 3 은 본 발명에 따른 하나의 전극을 이용한 이온발생장치를 결합하여 보인 측면 구성도.
도 4 는 본 발명에 따른 하나의 전극을 이용한 이온발생장치를 구성하는 직류전원용 고전압발생회로를 보인 블록 구성도.
도 5 는 본 발명에 따른 하나의 전극을 이용한 이온발생장치를 구성하는 교류전원용 고전압발생회로를 보인 블록 구성도.
도 6 은 본 발명에 따른 하나의 전극을 이용한 이온발생장치의 구성에서 진폭의 제어를 보인 예시도.
[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]
100. 이온발생장치 110. 본체
120. 이온발생전극 200, 300. 고전압발생회로
210. 필터회로 220. 파워 제어회로
230. 발진회로 240. 승압회로
250. 피드백 제어회로 260. 역전압 방지회로
270. 자동전압 보정회로 310. 보호/정류회로
320. 전류제한회로 330. 발진회로
340. 승압회로 350. 동작표시부

Claims (7)

  1. 인가되는 출력전압을 통해 방전되어 음이온과 양이온을 발생시키는 이온발생장치에 있어서, 상기 이온발생장치는 하나의 이온발생전극이 구성되어지되 고전압발생회로에 의해 발생된 교류의 고전압 펄스를 하나의 이온발생전극에 인가하여 하나의 이온발생전극을 통해 음이온과 양이온이 발생되도록 하되,
    상기 고전압발생회로는 사용자의 명령에 따라 입력 직류전원을 온/오프(On/Off)시키는 파워 제어회로; 상기 파워 제어회로의 제어를 통해 교류전원 생성용 발진신호를 발생시켜 승압 트랜스포머를 구동시키는 발진회로; 상기 발진회로에서 생성된 교류전원 생성용 발진신호에 의해 발생된 전압을 트랜스포머 1차측에 유기시키는 트랜지스터와 상기 트랜지스터에 의해 유기된 전압을 승압시키는 승압 트랜스포머로 이루어져 승압된 고전압 펄스를 상기 하나의 이온발생전극에 인가하는 승압회로; 및 상기 승압 트랜스포머의 1차측 권선에 인가되는 전압을 미리 정해진 기준 전압과 비교한 결과에 따라 상기 파워 제어회로의 온/오프(On/Off) 동작을 제어하는 피드백 제어회로의 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 하나의 전극을 이용한 이온발생장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 고전압발생회로는 상용전원인 220V라인을 타고 유입되는 외부 노이즈나 장치 자체에서 발생되는 노이즈 및 서지(Surge)를 제거하여 안정적인 교류전원을 공급하되 입력된 교류전원을 직류전원으로 변환시키는 보호/정류회로;
    상기 보호/정류회로에 의해 변환 공급된 직류전원을 승압 트랜스포머로 인가시 과전류를 제어하는 전류제한회로;
    상기 전류제한회로의 제어를 통해 교류전원 생성용 발진신호를 발생시켜 승압 트랜스포머를 구동시키는 발진회로; 및
    상기 발진회로에서 생성된 발진신호에 의해 발생된 전압을 트랜스포머 1차측에 유기시키는 트랜지스터와 상기 트랜지스터에 의해 유기된 전압을 승압시키는 승압 트랜스포머로 이루어져 승압된 고전압 펄스를 상기 하나의 이온발생전극에 인가하는 승압회로의 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 하나의 전극을 이용한 이온발생장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 고전압발생회로에는 교류전원의 인가에 따라 장치의 동작상태를 램프의 점멸을 통해 시각적으로 인식할 수 있도록 하는 동작표시부가 더 구성된 것을 특징으로 하는 하나의 전극을 이용한 이온발생장치.
  5. 제 1 항, 제 3 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고전압 펄스의 인가시 주파수의 진폭 제어를 통해 출력전압을 제어하여 음이온과 양이온의 발생량을 조절할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 하나의 전극을 이용한 이온발생장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 이온발생전극은 브러시(Brush) 타입, 선단에 다수의 쐐기가 형성된 금속재의 판형 타입, 선단에 다수의 쐐기가 형성된 원통형 타입 및 선단에 니들(Needle) 타입 중 어느 하나의 타입으로 이루어진 것을 특징으로 하는 하나의 전극을 이용한 이온발생장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 하나의 이온발생전극에 인가되는 고전압의 음전압 펄스와 양전압 펄스는 사인파의 형태로 음전압과 양전압이 일정시간을 주기로 교대로 인가되는 것을 특징으로 하는 하나의 전극을 이용한 이온발생장치.
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