KR101156603B1 - Pulse power apparatus for discharge tube - Google Patents

Pulse power apparatus for discharge tube Download PDF

Info

Publication number
KR101156603B1
KR101156603B1 KR1020090134945A KR20090134945A KR101156603B1 KR 101156603 B1 KR101156603 B1 KR 101156603B1 KR 1020090134945 A KR1020090134945 A KR 1020090134945A KR 20090134945 A KR20090134945 A KR 20090134945A KR 101156603 B1 KR101156603 B1 KR 101156603B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
diode
pulse
resistor
delete delete
silicon controlled
Prior art date
Application number
KR1020090134945A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20110078199A (en
Inventor
미칼라이 율라쉬
Original Assignee
(주)수도프리미엄엔지니어링
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)수도프리미엄엔지니어링 filed Critical (주)수도프리미엄엔지니어링
Priority to KR1020090134945A priority Critical patent/KR101156603B1/en
Publication of KR20110078199A publication Critical patent/KR20110078199A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101156603B1 publication Critical patent/KR101156603B1/en

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B13/00—Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
    • C01B13/10—Preparation of ozone
    • C01B13/11—Preparation of ozone by electric discharge
    • C01B13/115—Preparation of ozone by electric discharge characterised by the electrical circuits producing the electrical discharge
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L9/00—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air
    • A61L9/015—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air using gaseous or vaporous substances, e.g. ozone
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
  • Disinfection, Sterilisation Or Deodorisation Of Air (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

본 발명은 방전관을 위한 펄스 전원용 공급 장치로서, 전압이 일정한 시간 내에 방전관에서 방전이 일어나기 위한 피크까지 도달하는 것이 목적이며, 이로 인해 방전 시 생성되는 해로운 독성의 화학적 부산물 또는 반응물을 거의 생성하지 않으면서 대량의 이온화된 가스가 생성되도록 이온화 전극에 양극성 전압 펄스를 인가하는 전압 소스를 제공할 수 있다.

Figure R1020090134945

펄스, 양극성, 고전압, 이온화, 전극

The present invention is a pulse power supply for a discharge tube, the object is that the voltage reaches a peak for the discharge in the discharge tube within a certain time, thereby generating little harmful toxic chemical by-products or reactants generated during discharge It is possible to provide a voltage source for applying a bipolar voltage pulse to the ionization electrode such that a large amount of ionized gas is produced.

Figure R1020090134945

Pulse, bipolar, high voltage, ionized, electrode

Description

방전관을 위한 펄스 전원용 공급장치{PULSE POWER APPARATUS FOR DISCHARGE TUBE}PULSE POWER APPARATUS FOR DISCHARGE TUBE}

본 발명은 방전관을 위한 펄스 전원용 공급장치 및 방전관의 이온화방법에 관한 것으로, 보다 상세하게 설명하면 교류(Alternating Current, 이하 AC라 함) 라인으로부터 직접적으로 제공되고 고 효율 및 고 전력을 가지며 그 지속 기간이 짧고 피크가 높은 진폭을 갖는 양극성 펄스 소스를 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a pulse power supply for a discharge tube and an ionization method of the discharge tube, more specifically, it is provided directly from an alternating current (AC) line, has a high efficiency and a high power and its duration An apparatus and method for a bipolar pulsed source having this short, high peak amplitude.

주지된 바와 같이 이온 및 오존 가스 발생기는 산업용, 의료용 및 연구용의 수많은 응용 분야에서 존재하고 도 1에 도시된 고전압 변압기로부터 고전압이 인가되는 이온화 전압 파의 파형도의 방전 또는 이온화 전극을 포함한다. As is well known, ion and ozone gas generators include discharging or ionizing electrodes in waveform diagrams of ionizing voltage waves that are present in numerous applications for industrial, medical, and research purposes and to which high voltages are applied from the high voltage transformer shown in FIG.

이러한 이온 및 오존 가스 발생기는 환기를 위해서 사용되는 공기에 가능한 한 많은 이온이 포함되도록 하고 가능한 한 오존 가스를 적게 포함되도록 하는 것이 바람직하다. 통상적인 타입의 오존 가스 발생기는 오존에 비해 이온을 더 많이 포함하고 있는 공기를 제공하지만, 이 오존 가스 발생기는 전기 방전 필드를 통해서 초대량의 공기 흐름 정도를 필요로 하며, 전기 방전 필드의 공간 크기가 수 밀리미터를 초과하지 않기 때문에, 큰 공기 압이 필요하게 되며 이로써 동작 비용이 많이 들게 된다.Such ions and ozone gas generators preferably contain as much ions as possible in the air used for ventilation and as little ozone gas as possible. A typical type of ozone gas generator provides air containing more ions than ozone, but this ozone gas generator requires a very high amount of air flow through the electric discharge field, and the space size of the electric discharge field. Since does not exceed a few millimeters, a large air pressure is required, which results in high operating costs.

또한, 이온 및 오존 가스 발생기는 내부적으로 유전체 장벽 방전을 사용하는데, 이러한 기술적 내용은 한국 특허출원 제2005-0017985에서 개시된 메시 형태의 방전 전극을 둘러싸는 높은 활성 상태의 글로우 영역(a highly active glow region)에 개시되어 있다. 즉, 메시가 음 전하 또는 양 전하를 뛰게 되고 자유 전자가 가스 내에서 생성된다고 가정할 경우, 이 메시를 둘러싸고 있는 강한 전계 영역에서는 이 전계로부터 획득된 에너지가 충돌에 의해서 활성 라디칼, 양이온, 음이온 및 자유 전자를 생성한다. 이어서, 이러한 새로운 자유 전자가 가속되어서 이온화 및 오존 생성이 더 촉진된다.In addition, ion and ozone gas generators internally use a dielectric barrier discharge, which is a highly active glow region surrounding a mesh type discharge electrode disclosed in Korean Patent Application No. 2005-0017985. ) Is disclosed. In other words, assuming that the mesh is negatively or positively charged and free electrons are generated in the gas, in the strong field region surrounding the mesh, the energy obtained from the electric field is impacted by collisions with active radicals, cations, anions and Generate free electrons. This new free electron is then accelerated to further promote ionization and ozone production.

AC 전압이 방전 셀에 공급될 경우에, 약 1eV의 에너지를 갖는 전자가 주로 생성되는 반면에, 5eV보다 높은 에너지를 갖는 전자의 밀도는 매우 낮다. 해로운 휘발성 유기 화합물을 분해하는데 있어서는 약 3eV 내지 10eV의 에너지를 갖는 전자가 효과적이지만, 고 전압 AC가 사용되면 이러한 높은 에너지를 갖는 전자의 밀도는 낮게 되는데, 이는 일본국 특허 JP272603999에 개시되어 있다.When an AC voltage is supplied to the discharge cell, electrons with energy of about 1 eV are mainly produced, while the density of electrons with energy higher than 5 eV is very low. Although electrons having an energy of about 3 eV to 10 eV are effective in decomposing harmful volatile organic compounds, when high voltage AC is used, the density of such high energy electrons is low, which is disclosed in Japanese Patent JP272603999.

또한, 펄스형 소스를 사용하는 경우에도, 해로운 휘발성 유기 화합물을 분해하기 위해서는 약 3eV 내지 10eV의 에너지를 갖는 전자를 생성할 필요가 있다. 이를 위해서, 방전 전극 양단에 인가되는 전압 펄스는 일정 시간 내에 방전관에서 방 전을 위한 피크전압까지 도달하여야한다.In addition, even when using a pulsed source, in order to decompose harmful volatile organic compounds, it is necessary to generate electrons having an energy of about 3 eV to 10 eV. To this end, the voltage pulse applied across the discharge electrode must reach the peak voltage for discharge in the discharge tube within a certain time.

또한, 전기 방전 필드가 상당한 양의 전기 에너지를 소비할 필요가 있을 때에, 전기 방전 필드에 인가된 전기 에너지의 80% 이상이 열로 전환되고, 이 열이 전기 방전 필드로부터 신속하게 제거되지 않는다면, 이 열에 의해서 생성된 오존이 산소로 신속하게 분해되어 버리게 된다. 이러한 역반응의 비율은 온도 35 ℃ 위에서 신속하게 증가하며 200 ℃의 범위에서는 거의 순간적으로 상승한다.Also, when the electrical discharge field needs to consume a significant amount of electrical energy, if at least 80% of the electrical energy applied to the electrical discharge field is converted to heat and this heat is not quickly removed from the electrical discharge field, The ozone produced by heat is rapidly decomposed into oxygen. The rate of this reverse reaction increases rapidly above the temperature of 35 ° C. and rises almost instantaneously in the range of 200 ° C.

다시 말하여, 이온 및 오존 가스 발생기에서 사용되는 전력 소스는 60Hz 주파수 타입이 주류였으며 최근에는 800 내지 1200Hz 주파수 범위에 달하는 더 높은 주파수에서 이온 및 오존 가스 발생기가 동작한다. 이러한 전력 소스는 사인 파형의 전압을 고 전압 전극에 인가한다. 다른 종류의 이온 및 오존 가스 발생기는 전반적으로 정방형의 전류 파형을 형성하는 회로를 채용한다.In other words, the power sources used in ion and ozone gas generators have been the mainstay of the 60 Hz frequency type and have recently operated ion and ozone gas generators at higher frequencies ranging from 800 to 1200 Hz frequency range. This power source applies a sinusoidal voltage to the high voltage electrode. Other types of ion and ozone gas generators employ circuits that generally form a square current waveform.

이온 및 오존 가스 발생기의 전극들은 일반적인 커패시터 구성을 취하고 있으며 높은 주파수는 낮은 용량 리액턴스를 유발하기 때문에, 작은 방전 구역을 통해서는 더 많은 전류가 통과할 수 있다. The electrodes of the ion and ozone gas generators have a common capacitor configuration, and high frequencies cause low capacitance reactance, allowing more current to pass through the small discharge zone.

그러나, 상기한 바와 같이 동작되는 종래 기술에서 방전 구역을 작게 하여서 방전이 집중되게 되면 전극의 가열 정도가 더 커지게 되고 온도가 상승하게 되어서 상술한 바와 같이 생성된 오존 가스가 산소로 분해되면서 오존 생성량이 그만큼 감 소하게 된다. 또한, 이온 및 오존 가스 발생기에 있어서, 전극에 인가되는 전압이 이온화를 일으키기에 높고 스파크 방전 영역의 아래에 존재할지라도, 이 전압이 연속적으로 유지되거나 상대적으로 긴 펄스 기간을 갖기 때문에, 자유 대기 하에서는 오존 및 다른 부산물 등이 발생하게 되는 문제점이 있다. However, in the prior art operating as described above, when the discharge area is made smaller by discharging the discharge zone, the heating degree of the electrode is increased and the temperature is increased so that the ozone generation amount is generated as the ozone gas generated as described above is decomposed into oxygen. This decreases by that much. In addition, in ion and ozone gas generators, ozone under free atmosphere, even if the voltage applied to the electrode is high to cause ionization and exists below the spark discharge region, because this voltage is continuously maintained or has a relatively long pulse period. And other by-products occur.

이에, 본 발명의 기술적 과제는 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 이온화 전극에 공급되는 전원에 의해 달성될 수 있는 최고 허용 가능한 레벨을 크게 초과하는 피크 진폭을 갖는 주기성의 양극성 전압 펄스를 포함하는 양극성 펄스 출력을 가짐으로써 원하지 않은 해로운 독성의 화학적 부산물 또는 반응물을 거의 생성하지 않으면서 대량의 이온화된 가스가 생성되도록 이온화 전극에 양극성 전압 펄스를 인가하는 전압 소스를 제공할 수 있는 방전관을 위한 펄스 전원용 공급장치 및 방전관의 이온화방법을 제공한다. Accordingly, the technical problem of the present invention is to solve the problems described above, a periodic bipolar voltage pulse having a peak amplitude significantly exceeding the highest allowable level that can be achieved by the power supplied to the ionization electrode. A discharge tube capable of providing a voltage source for applying a bipolar voltage pulse to the ionizing electrode so that a large amount of ionized gas is generated with little bipolar chemical by-products or reactants of unwanted harmful toxicity by having a bipolar pulse output comprising It provides a pulse power supply for the supply device and the ionization method of the discharge tube.

또한, 본 발명의 다른 기술적 과제는 각각 높은 피크 진폭을 갖는 적어도 하나의 급경사와 날카로운 펄스(예컨대, 급경사의 날카로운 펄스는 가파른 상승 시간 및 신속한 슬루 레이트(fast slew rate)를 갖는 펄스를 의미하는 것으로 이러한 펄스는 가스를 이온화하는 기능을 하지만, 공기를 가열하는데 있어서 극히 짧은 지속 기간 및 저 주파수 특성으로 인해서 질소 산화물을 생성시키는데 있어서는 그 에너지가 충분하지 않게 된다.)로 구성된 주기성 저 주파수 양극성 펄스들의 형태로 된 가스 이온화 전압 소스를 제공할 수 있는 방전관을 위한 펄스 전원용 공급장치 및 방전관의 이온화방법을 제공한다. In addition, another technical problem of the present invention is that at least one steep slope and a sharp pulse each having a high peak amplitude (e.g., a sharp pulse of steep slope means a pulse having a steep rise time and a fast slew rate). In the form of periodic low frequency bipolar pulses, the pulse functions to ionize the gas, but due to its extremely short duration and low frequency characteristics in heating the air, its energy is not sufficient to produce nitrogen oxides. A pulse power supply for a discharge tube capable of providing a gas ionization voltage source, and a method of ionizing the discharge tube are provided.

본 발명의 일 관점에 따른 방전관을 위한 펄스 전원용 공급장치는, AC 라인을 통해 AC 전력을 인가하는 AC 라인 입력부와, AC 전력을 획득하여 음이온 및 양이온을 생성하도록 가스 이온화 방전 셀에 여기 전압을 양극성 고 전압 펄스로 인가하는 펄스 전력 소스와, 양극성 고 전압 펄스를 이용하여 오존 가스 및 가스 이온을 생성하도록 이온화하는 방전소자를 포함하는 것을 특징으로 한다. The pulse power supply for a discharge tube according to an aspect of the present invention, the AC line input unit for applying AC power through the AC line, and the polarization of the excitation voltage in the gas ionization discharge cell to obtain AC power to generate anion and cation And a discharge device that ionizes to generate ozone gas and gas ions using a bipolar high voltage pulse.

본 발명은 다른 관점에 따른 방전관의 이온화방법은, 펄스 전력 소스에서 양극성 고 전압 펄스를 이온화 전극에 인가하는 단계와, 인가된 양극성 고 전압 펄스를 서로 긴 기간만큼 분리된 주기적 양극성 서지들을 생성하여 가스를 이온화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of ionizing a discharge tube, comprising applying a bipolar high voltage pulse to an ionizing electrode in a pulse power source, and generating periodic bipolar surges separated from each other by a long period of time. It characterized in that it comprises a step of ionizing.

본 발명은 이온화 전극에 공급되는 전원에 의해 달성될 수 있는 최고 허용 가능한 레벨을 크게 초과하는 피크 진폭을 갖는 주기성의 양극성 전압 펄스를 포함하는 양극성 펄스 출력을 가짐으로써 원하지 않은 해로운 독성의 화학적 부산물 또는 반응물을 거의 생성하지 않으면서 대량의 이온화된 가스가 생성되도록 이온화 전극에 양극성 전압 펄스를 인가하는 전압 소스를 제공할 수 있다.The present invention has a bipolar pulse output comprising a periodic bipolar voltage pulse having a peak amplitude that significantly exceeds the highest allowable level achievable by the power supplied to the ionizing electrode, thereby causing unwanted harmful toxic chemical byproducts or reactants. It is possible to provide a voltage source that applies a bipolar voltage pulse to the ionizing electrode so that a large amount of ionized gas is generated with little generation of.

또한, 본 발명은 AC 메인 라인 전압을 DC 전압으로 초기에 변환시킬 필요가 없이 입력된 AC 메인 라인 전압을 바로 사용할 수 있다.In addition, the present invention can directly use the input AC main line voltage without the need to initially convert the AC main line voltage to a DC voltage.

또한, 본 발명은 다층 박막 철 코어 타입 변압기에 비해서 무게가 작으며 비 용이 낮고 구성도 간단한 페라이트 코어 타입 변압기를 사용할 수 있다.In addition, the present invention may use a ferrite core type transformer having a smaller weight, lower cost, and a simpler structure than a multilayer thin film iron core type transformer.

또한, 본 발명은 전력 펄스의 저 주파수 동작 특성 및 짧은 펄스 지속 기간은 전력 소비량을 감소시킬 수 있다. In addition, the present invention allows the low frequency operating characteristics and short pulse duration of the power pulses to reduce power consumption.

또한, 본 발명에 의한 이온 및 오존 가스 발생기는 낮은 동작 온도에서 한정된 양의 오존 가스를 생성하면서 고 효율로 동작할 수 있다.In addition, the ion and ozone gas generators according to the present invention can operate at high efficiency while generating a limited amount of ozone gas at low operating temperatures.

또한, 본 발명은 가파른 또는 스텝형의 상승 에지를 갖는 전압 펄스를 사용함으로써 펄스의 코로나 방전 플라스마에서는 충분하게 높은 에너지 레벨을 갖는 자유 전자가 매우 큰 밀도로 생성할 수 있기 때문에 해로운 휘발성 유기 화합물을 분해하는 효율을 증가시킬 수 있다.In addition, the present invention decomposes harmful volatile organic compounds by using voltage pulses having steep or stepped rising edges, since free electrons with sufficiently high energy levels can be produced in very large densities in the corona discharge plasma of the pulses. Can increase the efficiency.

또한, 본 발명은 실내에서 시간당 100 ㎥ 내지 200 ㎥의 공기를 처리하기 위해서 3 내지 5 와트 정도의 전력을 소비함으로써 매우 경제적으로 공기를 처리할 수 있으며, 거리와 교차로 및 터널 등과 같은 대기 오염 지역에서도 유해 방출물을 처리할 수 있는 효과가 있다. In addition, the present invention can process the air very economically by consuming about 3 to 5 watts of power to process 100 m 3 to 200 m 3 of air per hour indoors, even in air pollution areas such as streets, intersections and tunnels. It has the effect of dealing with hazardous emissions.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러 므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. Hereinafter, the operating principle of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. The following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and may be changed according to the intentions or customs of the user, the operator, and the like. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout the specification.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 방전관을 위한 펄스 전원용 공급장치를 위한 개략적인 블록 구성도로서, AC 라인(LINE) 입력부(5)와 펄스 전력 소스(10) 및 방전관(20)을 포함한다. 여기서, 도 3은 이온-오존 가스 방전 셀을 위한 펄스 전원용 장치를 위한 상세도이다.2 is a schematic block diagram of a pulse power supply for a discharge tube according to a preferred embodiment of the present invention, which includes an AC line input unit 5, a pulse power source 10, and a discharge tube 20. do. 3 is a detailed view of a device for pulsed power for ion-ozone gas discharge cells.

AC 라인(LINE) 입력부(5)는 표준 상업용 AC 네트워크 라인으로서, AC 라인1 및 AC 라인2를 통해 AC 전력(예컨대, 하프파 정류형 전압(half-wave rectified voltage)(V1,V2))을 접속된 펄스 전력 소스(10)에 입력한다.The AC line input 5 is a standard commercial AC network line that provides AC power (e.g., half-wave rectified voltages (V1, V2) through AC line 1 and AC line 2). Input to connected pulsed power source 10.

펄스 전력 소스(10)는 도 4에 도시된 바와 같이 실리콘 제어형 정류기(SCR)(Q1,Q2)를 구비하고, 이 실리콘 제어형 정류기(Q1)의 애노드(2)에 다이오드 정류기(D3)를 통해서 전류 한정 저항(R1) 및 필터의 인덕터(L1)가 직렬로 접속되어 있고 이 인덕터(L1)를 통해서 AC 라인 입력부(5)내 AC 라인1이 접속되어 있으며 더불어 다이오드 정류기(D9) 및 커패시터(C6)가 접속되어 있다. 또한, 실리콘 제어형 정류기(Q1)의 캐소드(3)에 전력 커패시터(C3)와 커패시터(C4)가 연결되어 있고 더불어 다이오드 정류기(D1,D2,D8)와 제너 다이오드(D5,D6)와 변압기(T1)가 접속되어 있다. 또한, 실리콘 제어형 정류기(Q1)의 게이트(1)에 저항(R7)과 트리거 다이오드(D7)와 저항(R3,R4) 및 제너 다이오드(D5)가 접속되어 있고 저항(R7) 및 트리거 다이오드(D7)를 통해서 전력 커패시터(C3)가 접속되어 있으며 트리거 다이오드(D7) 및 저항(R4)을 통해서 제너 다이오드(D5)가 접속되어 있다. The pulsed power source 10 has silicon controlled rectifiers (SCRs) Q1 and Q2 as shown in FIG. 4, and a current through the diode rectifier D3 to the anode 2 of the silicon controlled rectifier Q1. The limiting resistor R1 and the inductor L1 of the filter are connected in series, and through this inductor L1, the AC line 1 in the AC line input section 5 is connected, together with the diode rectifier D9 and the capacitor C6. Is connected. In addition, the power capacitor C3 and the capacitor C4 are connected to the cathode 3 of the silicon controlled rectifier Q1, and the diode rectifiers D1, D2, D8, the zener diodes D5, D6, and the transformer T1. ) Is connected. In addition, the resistor R7, the trigger diode D7, the resistors R3, R4, and the zener diode D5 are connected to the gate 1 of the silicon controlled rectifier Q1, and the resistor R7 and the trigger diode D7 are connected. The power capacitor C3 is connected to the power capacitor C3, and the zener diode D5 is connected to the trigger diode D7 and the resistor R4.

그리고, 실리콘 제어형 정류기(Q2)의 애노드(2)에 다이오드 정류기(D4)를 통해서 다이오드 정류기(D2)와 전류 한정 저항(R2) 및 필터의 인덕터(L2)가 직렬로 접속되어 있고 인덕터(L2)를 통해서 AC 라인 입력부(5)내 AC 라인2가 접속되어 있으며 더불어 다이오드 정류기(D8) 및 커패시터(C4)가 접속되어 있다. 또한, 실리콘 제어형 정류기(Q2)의 캐소드(3)에 에너지 축적 인덕터(L3)와 변압기(T1)와 다이오드 정류기(D8)가 접속되어 있고 더불어 다이오드 정류기(D9) 및 전력 커패시터(C5)와 커패시터(C6)가 접속되어 있다. 또한, 실리콘 제어형 정류기(Q2)의 게이트(1)에 저항(R8)과 트리거 다이오드(D10)와 저항(R1,R5,R6) 및 필터의 인덕터(L1)를 통해서 AC 라인 입력부(5)내 AC 라인1에 접속되어 있고 더불어 저항(R8)과 트리거 다이오드(D10)을 통해서 전력 커패시터(C5)에 접속되어 있으며 저항(R8)과 트리거 다이오드(D10) 및 저항(R6)을 통해서 제너 다이오드(D6)가 접속되어 있다. 여기서, 커패시터(C1,C2) 및 인덕터(L1,L2)는 잡음 필터이다. The diode rectifier D2, the current limiting resistor R2, and the filter inductor L2 are connected in series to the anode 2 of the silicon controlled rectifier Q2 through the diode rectifier D4, and the inductor L2 is connected in series. AC line 2 in the AC line input unit 5 is connected through the diode rectifier D8 and the capacitor C4. In addition, an energy storage inductor L3, a transformer T1, and a diode rectifier D8 are connected to the cathode 3 of the silicon controlled rectifier Q2, and a diode rectifier D9, a power capacitor C5, and a capacitor ( C6) is connected. In addition, AC in AC line input 5 is connected to gate 1 of silicon controlled rectifier Q2 through resistor R8, trigger diode D10, resistors R1, R5, R6 and filter inductor L1. It is connected to line 1 and is connected to power capacitor C5 through resistor R8 and trigger diode D10, and Zener diode D6 through resistor R8 and trigger diode D10 and resistor R6. Is connected. Here, the capacitors C1 and C2 and the inductors L1 and L2 are noise filters.

즉, 펄스 전력 소스(10)내 실리콘 제어형 정류기(SCR)(Q1,Q2)는 전력 커패시터(C3,C5)와 정류기(Q1,Q2)를 위한 입력 전압의 극성이 반대일 경우에도 그 양이 동일하게 될 때에 도전 상태가 되고, 게이트(1) 각각에 인가된 펄스에 의해서 순방향 도전 상태로 트리거되지 않은 한 전류를 양 방향에서 차단하는 PNPN 구조를 갖는 실리콘 정류기이다. 이러한 순방향 도전 상태가 개시될 경우 제어 신호가 제거될 때에도 애노드(2) 각각에 대한 전력 공급량이 감소하거나 역전되거나 제거될 때까지 도전 상태는 계속된다.That is, the silicon controlled rectifiers (SCRs) Q1 and Q2 in the pulsed power source 10 have the same amount even when the polarities of the input voltages for the power capacitors C3 and C5 and the rectifiers Q1 and Q2 are reversed. This is a silicon rectifier having a PNPN structure which becomes a conductive state and blocks current in both directions unless it is triggered in a forward conductive state by a pulse applied to each of the gates 1. When this forward conducting state is initiated, the conducting state continues even when the control signal is removed until the power supply to each of the anodes 2 is reduced, reversed or removed.

AC 라인 입력부(5)내 AC 라인1로부터 저항(R1) 및 다이오드(D3)를 통해 획득된 하프파 정류형 전압(half-wave rectified voltage)(V1)은 전력 라인이 60Hz 소스이기 때문에 60Hz 펄스의 형태로 제공된다. 이 하프파 정류형 전압(V1)은 실리콘 제어형 정류기(Q1)의 애노드(2)와 캐소드(3) 간에 인가된다. 그러면 캐소드(3)는 다이오드(D2)에 의해서 AC 라인 입력부(5)내 AC 라인2 전압 값 이상으로 바이어스되며 이로써 실리콘 제어형 정류기(Q1)가 턴온(turn on)된다.The half-wave rectified voltage (V1) obtained from resistor R1 and diode D3 from AC line 1 in AC line input 5 is a 60 Hz pulse because the power line is a 60 Hz source. It is provided in the form. This half-wave rectified voltage V1 is applied between the anode 2 and the cathode 3 of the silicon controlled rectifier Q1. The cathode 3 is then biased by the diode D2 above the AC line 2 voltage value in the AC line input 5, thereby turning on the silicon controlled rectifier Q1.

실리콘 제어형 정류기(Q1)내 게이트(1)는 초기에 제로 전위로 있는 중에, 전력 커패시터(C3)가 저항(R3,R4)을 통해서 AC 라인 입력부(5)내 AC 라인2의 전압에 의해서 충전될 경우, 전력 커패시터(C3)와 게이트(1) 상의 전위는 다이오드(D7)가 트리거 지점에 도달하여 자신이 도전성 상태로 될 때까지 상승하고, 이로써 전력 커패시터(C3)에 충전된 전위가 다이오드(D7), 저항(R7), 턴온된 실리콘 제어형 정류기(Q1)내 게이트(1)와 캐소드(3) 및 커패시터(C6)를 통해서 방전되고, 나머지 절반의 기간에 걸쳐서 전하는 턴온된 실리콘 제어형 정류기(Q1)내 애노드(2)와 캐소드(3), 고전압-펄스(High Voltage Pulse, 이하 HV-Pulse라 함) 변압기(T1) 및 에너지 축적 인덕터(L3)를 통해서 방전된다. While the gate 1 in the silicon controlled rectifier Q1 is initially at zero potential, the power capacitor C3 is charged by the voltage of the AC line 2 in the AC line input 5 through the resistors R3 and R4. In this case, the potential on the power capacitor C3 and the gate 1 rises until the diode D7 reaches its trigger point and becomes self-conducting, whereby the potential charged in the power capacitor C3 is increased in the diode D7. ), Resistor R7, discharged through gate 1 and cathode 3 and capacitor C6 in turned-on silicon controlled rectifier Q1, and charged over the other half of the time, and turned on silicon controlled rectifier Q1. It is discharged through the anode 2 and the cathode 3, the high voltage pulse (hereinafter referred to as HV-pulse) transformer T1 and the energy accumulation inductor L3.

이러한 방전으로 인해서 에너지 축적 인덕터(L3) 및 HV-Pulse 변압기(T1)의 1 차 권선을 통해서 고 강도 전류 펄스가 흐르게 되고 이로써 에너지 축적 인덕터(L3) 및 HV-Pulse 변압기(T1)가 충격 여기되어서 고주파수 펄스들의 시리즈를 생성하고 에너지 축적 인덕터(L3) 및 HV-Pulse 변압기(T1) 내에 에너지가 축적된다. 이어서, 에너지 축적 인덕터(L3) 및 HV-Pulse 변압기(T1) 내에 축적된 에너지가 다 이오드(D9) 및 턴온된 실리콘 제어형 정류기(Q1)내 애노드(2)와 캐소드(3)를 통해서 방전되고 HV-Pulse 변압기(T1)의 2 차 권선 및 방전 셀(Discharge Cell) 상에 일 예로 도 5에 도시된 바와 같은 고 전압 펄스를 생성하여 방전관(20)에 인가된다. 여기서, 충격 여기는, 저 주파수 레이트로 충전되고 변압기(T1)의 1 차 권선을 통해서 방전되는 매 커패시터를 위한 충전용 하프파 DC 전원(charging half-wave DC power supply)에 접속된 2 개의 전력 커패시터(C3,C5)에 의해서 실행되고, 이 전력 커패시터(C3,C5)는, AV 라인을 통해 충전되고 AV 라인을 통해 입력되는 입력 전압이 반대 극성으로 변하면 변압기의 1 차 권선과 에너지 축적 인덕터 상을 통해 방전된다. 그리고, 전력 커패시터(C3,C5)는, 충전된 전위를 에너지 축적 인덕터 및 스텝 업 변압기에 전달하고 마지막으로 반대 극성 전압을 갖는 방전 셀에 전위를 전달한다. 여기에서, 양극성 고 전압 펄스는 1 내지 10킬로볼트 범위 내의 피크 진폭 펄스들로 구성된 상대적으로 짧은 주파수 시리즈(series)로 구성되거나 혹은 피크에 도달하는 시간이 1 내지 20마이크로세컨드 펄스들로 구성된 상대적으로 짧은 주파수 펄스 시리즈로 구성될 수 있다.This discharge causes high intensity current pulses to flow through the primary windings of the energy accumulation inductor L3 and the HV-Pulse transformer T1, thereby shock-exciting the energy accumulation inductor L3 and the HV-Pulse transformer T1. A series of high frequency pulses is generated and energy is accumulated in the energy accumulation inductor L3 and the HV-Pulse transformer T1. The energy accumulated in the energy accumulation inductor L3 and the HV-Pulse transformer T1 is then discharged through the anode 2 and the cathode 3 in the diode D9 and the turned on silicon controlled rectifier Q1 and HV. A high voltage pulse as shown in FIG. 5 is generated on the secondary winding and the discharge cell of the pulse transformer T1 and applied to the discharge tube 20. Here, the excitation is two power capacitors connected to a charging half-wave DC power supply for every capacitor charged at a low frequency rate and discharged through the primary winding of the transformer T1. C3, C5, which is connected to the primary winding of the transformer and onto the energy accumulation inductor if the input voltage charged through the AV line and input through the AV line changes to the opposite polarity. Discharged. The power capacitors C3 and C5 then transfer the charged potential to the energy accumulation inductor and the step up transformer and finally to the discharge cell with the opposite polarity voltage. Here, a bipolar high voltage pulse consists of a relatively short frequency series of peak amplitude pulses in the range of 1 to 10 kilovolts, or a relatively short time of peak reaching 1 to 20 microsecond pulses. It can consist of a series of short frequency pulses.

다음으로, AC 라인 입력부(5)내 AC 라인2로부터 저항(R2) 및 다이오드(D4)를 통해 획득된 하프파 정류형 전압(half-wave rectified voltage)(V2)은 전력 라인이 60Hz 소스이기 때문에 60Hz 펄스의 형태로 제공된다. 이 하프파 정류형 전압(V2)은 실리콘 제어형 정류기(Q2)의 애노드(2)와 캐소드(3) 간에 인가된다. 그러면 캐소드(3)는 다이오드(D1)에 의해서 AC 라인 입력부(5)내 AC 라인1 전압 값 이상으로 바이어스되며 이로써 실리콘 제어형 정류기(Q2)가 턴온(turn on)된다.Next, the half-wave rectified voltage V2 obtained from resistor R2 and diode D4 from AC line 2 in AC line input 5 is because the power line is a 60 Hz source. It is provided in the form of a 60 Hz pulse. This half-wave rectified voltage V2 is applied between the anode 2 and the cathode 3 of the silicon controlled rectifier Q2. The cathode 3 is then biased by a diode D1 above the AC line 1 voltage value in the AC line input 5, thereby turning on the silicon controlled rectifier Q2.

실리콘 제어형 정류기(Q2)내 게이트(1)는 초기에 제로 전위로 존재하지만, 전력 커패시터(C5)가 저항(R5,R6)을 통해서 하프파 정류형 전압(V1)에 의해서 충전되면, 전력 커패시터(C5)와 게이트(1) 상의 전위는 다이오드(D10)가 트리거 지점에 도달하여 자신이 도전성 상태로 될 때까지 상승하고, 이로써 전력 커패시터(C5)에 충전된 전위가 다이오드(D10), 저항(R8), 턴온된 실리콘 제어형 정류기(Q2)내 게이트(1)와 캐소드(3) 및 커패시터(C4)를 통해서 방전되고, 마지막 절반의 기간에 걸쳐서 전하는 턴온된 실리콘 제어형 정류기(Q2)내 애노드(2)와 캐소드(3), 변압기(T1) 및 에너지 축적 인덕터(L3)를 통해서 방전된다.Gate 1 in silicon controlled rectifier Q2 is initially at zero potential, but when power capacitor C5 is charged by half-wave rectified voltage V1 through resistors R5 and R6, The potential on C5 and the gate 1 rises until the diode D10 reaches its trigger point and becomes self-conducting, whereby the potential charged in the power capacitor C5 is increased in the diode D10, resistor R8. ), Discharged through gate 1 and cathode 3 and capacitor C4 in turned-on silicon controlled rectifier Q2, and the charge (2) in turned-on silicon controlled rectifier Q2 over the last half period And discharge through the cathode (3), transformer (T1) and energy storage inductor (L3).

이러한 방전으로 인해서 에너지 축적 인덕터(L3) 및 HV-Pulse 변압기(T1)의 1 차 권선을 통해서 고 강도 전류 펄스가 흐르게 되고 이로써 에너지 축적 인덕터(L3) 및 HV-Pulse 변압기(T1)가 충격 여기되어서 고주파수 펄스들의 시리즈를 생성하고 에너지 축적 인덕터(L3) 및 HV-Pulse 변압기(T1) 내에 에너지가 축적된다. 이어서, 에너지 축적 인덕터(L3) 및 HV-Pulse 변압기(T1) 내에 축적된 에너지가 다이오드(D8) 및 턴온된 실리콘 제어형 정류기(Q2)내 애노드(2)와 캐소드(3)를 통해서 방전되고 HV-Pulse 변압기(T1)의 2 차 권선 및 방전 셀 상에 일 예로 도 5에 도시된 바와 같은 고 전압 펄스를 생성하여 방전관(20)에 인가된다. 여기서, HV-Pulse 변압기(T1)는 저 전압을 갖는 1 차 권선 및 양 출력 단자들 간의 펄스 고전압을 전달하는 2 차 권선을 갖는 페라이트 코어 타입 펄스 스텝 업 변압기(core ferrite type pulse step-up transformer)이다.This discharge causes high intensity current pulses to flow through the primary windings of the energy accumulation inductor L3 and the HV-Pulse transformer T1, thereby shock-exciting the energy accumulation inductor L3 and the HV-Pulse transformer T1. A series of high frequency pulses is generated and energy is accumulated in the energy accumulation inductor L3 and the HV-Pulse transformer T1. The energy accumulated in the energy accumulation inductor L3 and the HV-Pulse transformer T1 is then discharged through the anode 2 and the cathode 3 in the diode D8 and the turned-on silicon controlled rectifier Q2 and HV- For example, a high voltage pulse as shown in FIG. 5 is generated on the secondary winding and the discharge cell of the pulse transformer T1 and applied to the discharge tube 20. Here, the HV-Pulse transformer T1 is a ferrite core type pulse step-up transformer having a primary winding having a low voltage and a secondary winding transferring a pulsed high voltage between both output terminals. to be.

방전관(20)은 펄스 전력 소스(10)로부터 발생된 양극성 고 전압 펄스를 고전 압 전극을 통해 일정시간 동안 인가받게 되며, 고전압 전극과 일정 간격을 두고서 고전압 전극을 감싸는 접지 전극을 통해 접지되어 전기적 무성방전에 의해 이온 클러스터를 발생시키는데, 이 이온 클러스터는 유전체 표면에 강한 전기장이 형성되고 부분적인 방전이 발생되면서 공기 분자들에게서 전자를 빼앗거나 전자를 결합시켜서 기체분자 양이온과 음이온을 만들어 내는 블록으로서, 펄스 전력 소스(10)로부터 일 예로 도 5에 도시된 바와 같은 양극성 고 전압 펄스가 인가되면 해로운 화학적 부산물을 생성하지 않고 오존 가스는 규정된 양만큼만 생성하고 가스 이온은 대량으로 생산하도록 가스 혹은 공기를 이온화시킨다. 여기서, 가스 혹은 공기를 이온화하는 것은, 화학적 부산물을 생성하기 위해서 초기 유전체 파괴를 유도하는데 걸리는 시간을 가스 혹은 공기를 이온화하기 위해서 필요한 시간보다 길게 한다.The discharge tube 20 receives the bipolar high voltage pulse generated from the pulsed power source 10 through the high voltage electrode for a predetermined time, and is grounded through the ground electrode surrounding the high voltage electrode at a predetermined interval from the high voltage electrode to be electrically unvoiced. An ion cluster is generated by a discharge, which is a block in which a strong electric field is formed on the surface of the dielectric and a partial discharge is generated to desorb electrons from the air molecules or combine electrons to form gas molecule cations and anions. Application of a bipolar high voltage pulse as shown in FIG. 5 from the pulse power source 10, for example, produces no harmful chemical by-products, produces only ozone gas in a prescribed amount and produces gas ions in large quantities to produce gas ions in large quantities. Ionize. Here, ionizing gas or air makes the time taken to induce initial dielectric breakdown to produce chemical byproducts longer than the time required to ionize the gas or air.

즉, 방전관(20)은 펄스 전력 소스(10)로부터 일 예로 도 5에 도시된 바와 같은 양극성 고 전압 펄스가 인가되면 이 인가된 양극성 고전압 펄스를 서로 긴 기간만큼 분리된 주기적 양극성 서지들을 생성하여 이온화한다. 여기서, 서지 각각은 가파른 상승 시간 및 신속한 슬루 레이트를 가지며 가스를 강하게 이온화시킬 수 있는 피크 진폭을 갖는 적어도 하나의 급경사의 날카로운 단극성 펄스로 이루어져 있고, 초기 유전체 파괴를 유도하는데 걸리는 시간과 관련된 단극성 펄스의 지속 기간은 공기 중의 질소,산소(N2,O2) 성분의 화학적 파괴를 일으키기에 불충분하다. 즉, 화학적 부산물을 생성하기 위해 초기 유전체 파괴를 유도하는데 걸리는 시간은 가스를 이온화하기 위해 필요로 하는 시간보다 상대적으로 길게 한다.That is, when the bipolar high voltage pulse as shown in FIG. 5 is applied from the pulse power source 10 as an example, the discharge tube 20 generates the periodic bipolar surges separated from each other by a long period of time and ionizes them. do. Here, each of the surges consists of at least one sharply steep sharp unipolar pulse having a steep rise time and a rapid slew rate and a peak amplitude capable of strongly ionizing the gas, with unipolarity associated with the time taken to induce initial dielectric breakdown. The duration of the pulse is insufficient to cause chemical breakdown of nitrogen and oxygen (N 2 , O 2 ) components in the air. That is, the time it takes to induce initial dielectric breakdown to produce chemical byproducts is relatively longer than the time needed to ionize the gas.

한편, 도 5에 도시된 고 전압 펄스(+P1)(-P2)는 펄스 전력 소스(10)로부터 유도된 양극성 고 전압 펄스로서, 이 고 전압 펄스의 패턴(S)은 높은 진폭 및 짧은 진동 주기를 갖는 적어도 하나의 급경사의 날카로운 펄스(+P1 또는 -P2) 스파이크로 구성된다. 실질적으로 각 서지의 패턴(S)은 바람직하게는 각각이 부하 등급에 따라서 대략 1 내지 10 킬로볼트 범위내의 피크 진폭 펄스들로 구성된 상대적으로 짧은 주파수 펄스 시리즈(series)로 구성된다. 여기서, 시리즈 내의 펄스들은 하나의 피크 진폭을 갖는 펄스와 상대적으로 낮은 진폭을 가지면서 고주파수 진동을 하는 펄스들로 이루어져 있으며, 또한 시리즈 내의 펄스들은 지수 함수적으로 감소하는 피크 진폭들을 갖는다.Meanwhile, the high voltage pulse (+ P1) (-P2) shown in FIG. 5 is a bipolar high voltage pulse derived from the pulse power source 10, and the pattern S of the high voltage pulse has a high amplitude and a short vibration period. At least one steep slope having a sharp pulse (+ P1 or -P2) spike. Substantially the pattern S of each surge is preferably composed of a relatively short frequency pulse series, each consisting of peak amplitude pulses in the range of approximately 1 to 10 kilovolts depending on the load class. Here, the pulses in the series consist of pulses with one peak amplitude and pulses with high frequency oscillation with relatively low amplitude, and the pulses in the series also have peak amplitudes that decrease exponentially.

각 서지의 펄스(+P1, -P2)는 신속한 상승 기간을 갖는데, 이 상승 기간은 순간적 진폭이 특정 하한치에 도달하는 순간과 특정 상한치에 도달하는 순간 간의 기간이다. 또한, 각 서지의 펄스(+P1, -P2)는 신속한 하강 기간을 갖는데, 이 하강 기간은 순간적 진폭이 특정 상한치에 도달하는 순간과 특정 하한치에 도달하는 순간 간의 기간이다.The pulses (+ P1, -P2) of each surge have a rapid rise period, which is the period between the moment when the instantaneous amplitude reaches a certain lower limit and the moment when a certain upper limit is reached. In addition, the pulses (+ P1, -P2) of each surge have a rapid falling period, which is a period between the moment when the instantaneous amplitude reaches a certain upper limit and the moment when the specific lower limit is reached.

이에 따라, 전원의 슬루 레이트는 매우 빠르게 되고, 실질적으로 펄스의 상승 시간은 3500～4500V/㎲이지만, 여기에만 한정되는 것은 아니다.As a result, the slew rate of the power supply becomes very fast, and the rise time of the pulse is substantially 3500 to 4500 V / kHz, but is not limited thereto.

각 서지의 패턴(S)내에서 급경사의 날카로운 펄스(+P1, -P2)는 고 주파수 레이트 발진으로 생성되지만, 전체 전압 파형에 있어서 연속하는 서지들 간의 간격(T1-S)은 상대적으로 길기 때문에 서지 자체는 매우 낮은 주파수 레이트로 생성 된다.Sharp pulses (+ P1, -P2) of steep slopes in each surge pattern (S) are generated with high frequency rate oscillation, but the spacing (T1-S) between successive surges in the entire voltage waveform is relatively long. The surge itself is generated at a very low frequency rate.

각 서지의 패턴(S)내에서 연속하는 펄스들은 일련의 이온화 버스트 현상을 발생시키지만, 이러한 이온화 버스트는 아주 신속하게 발생하기 때문에 공기 파괴 현상은 발생하지 않는다. 그러나, 공기의 초기 파괴가 지연되도록 다음 서지가 발생하기 이전 및 극히 높은 고 전압 전계로 인해서 공기가 다시 응력을 받기 이전에 나머지 기간(T1-S)이 일련의 이온화 버스트 현상을 따를 필요가 있다.Successive pulses in the pattern S of each surge generate a series of ionization bursts, but no air disruption occurs because these ionization bursts occur very quickly. However, the rest of the period (T1-S) needs to follow a series of ionization bursts before the next surge occurs and before the air is stressed again due to the extremely high high voltage field so that the initial breakdown of the air is delayed.

실제로, 각 서지의 패턴(S)들이 발생하는 저 주파수 레이트는 표준 전력 라인 주파수 50 내지 60Hz에 상당한 반면에, 펄스들이 발생하는 고 주파수 레이트는 900 내지 1200Hz에 상당한다. 주파수 증가가 오존 생성량 증가 및 전력 소비 증가를 낳을 수 있더라도, 0.04ppm으로 오존량이 제한되어 있고 100/120Hz의 생활 환경 전력의 경우 양극성 펄스 주파수가 충분하다.In practice, the low frequency rate at which the patterns S of each surge occur corresponds to the standard power line frequency 50 to 60 Hz, while the high frequency rate at which pulses occur corresponds to 900 to 1200 Hz. Although increasing frequency can lead to increased ozone production and increased power consumption, the ozone amount is limited to 0.04 ppm and the bipolar pulse frequency is sufficient for 100/120 Hz living environment power.

실제로, 각 서지 내의 펄스들은 일정한 피크 진폭을 가질 필요는 없지만 그 진폭이 지수 함수적으로 감소함으로써, 해당 서지 내의 제 1 펄스는 매우 높은 진폭을 가지는 반면에, 후속하는 펄스들의 피크 진폭들은 점진적으로 감소하게 된다. 이러한 지수 함수적 감소는 제 1 펄스가 강한 가스 이온화를 촉발시키면 일단 이온화가 개시되었기 때문에 후속하는 펄스들은 후속 이온화를 촉진하기 위해서 동일하게 높은 전위를 가질 필요가 없다는 측면에서 허용 가능하다.In practice, the pulses in each surge do not have to have a constant peak amplitude, but the amplitude decreases exponentially so that the first pulse in that surge has a very high amplitude, while the peak amplitudes of subsequent pulses gradually decrease. Done. This exponential reduction is acceptable in the sense that subsequent pulses do not have to have the same high potential to promote subsequent ionization once the first pulse triggers strong gas ionization.

이와 마찬가지로, 상술한 전압 소스는 오존 또는 질소 산화물과 같은 인체에 해로운 화학적 부산물을 생성하지 않고서 평면형 전극 또는 구형 전극 상에 또는 그로부터 강한 정전기장(electrostatic field)을 생성하는데 사용될 수도 있다.Likewise, the above-described voltage source may be used to generate a strong electrostatic field on or from planar or spherical electrodes without producing chemical by-products such as ozone or nitrogen oxides.

따라서, 본 발명은 이온화 전극에 공급되는 전원에 의해 달성될 수 있는 최고 허용 가능한 레벨을 크게 초과하는 피크 진폭을 갖는 주기성의 양극성 전압 펄스를 포함하는 양극성 펄스 출력을 가짐으로써 원하지 않은 해로운 독성의 화학적 부산물 또는 반응물을 거의 생성하지 않으면서 대량의 이온화된 가스가 생성되도록 이온화 전극에 양극성 전압 펄스를 인가하는 전압 소스를 제공할 수 있다.Thus, the present invention has a bipolar pulse output comprising a periodic bipolar voltage pulse having a peak amplitude significantly above the highest allowable level achievable by the power supplied to the ionizing electrode, thereby resulting in unwanted harmful toxic chemical byproducts. Alternatively, a voltage source may be provided that applies a bipolar voltage pulse to the ionization electrode such that a large amount of ionized gas is produced with little generation of reactants.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined not only by the scope of the following claims, but also by those equivalent to the scope of the claims.

도 1은 종래 고전압 변압기에서 고전압이 인가되는 이온화 전압 파의 파형도,1 is a waveform diagram of an ionized voltage wave to which a high voltage is applied in a conventional high voltage transformer,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 방전관을 위한 펄스 전원용 공급장치의 개략적인 블록 구성도,2 is a schematic block diagram of a pulse power supply for a discharge tube according to a preferred embodiment of the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 방전관을 위한 펄스 전원용 공급장치의 상세도,3 is a detailed view of a pulse power supply for a discharge tube according to the present invention,

도 4는 도 2에 도시된 펄스 전력 소스를 위한 상세 회로도,4 is a detailed circuit diagram for the pulsed power source shown in FIG.

도 5는 본 발명에 따른 HV-Pulse 변압기(T1)의 2 차 권선 및 방전 셀(Discharge Cell) 상에 생성되는 고 전압 펄스를 도시한 파형도.FIG. 5 is a waveform diagram illustrating high voltage pulses generated on a secondary winding and a discharge cell of an HV-Pulse transformer T1 according to the present invention. FIG.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

5 : AC LINE 입력부 10 : 펄스 전력 소스5: AC LINE input 10: pulse power source

20 : 방전관20: discharge tube

Claims (18)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete AC 라인을 통해 AC 전력을 인가하는 AC 라인 입력부와,An AC line input for applying AC power through the AC line, 상기 AC 전력을 획득하여 음이온 및 양이온을 생성하도록 가스 이온화 방전 셀에 여기 전압을 양극성 고 전압 펄스로 인가하는 펄스 전력 소스와,A pulsed power source for applying an excitation voltage as a bipolar high voltage pulse to a gas ionization discharge cell to obtain the AC power to produce anions and cations; 상기 양극성 고 전압 펄스를 이용하여 오존 가스 및 가스 이온을 생성하도록 이온화하는 방전소자를 포함하고,A discharge device ionizing to generate ozone gas and gas ions using the bipolar high voltage pulse, 상기 펄스 전력 소스는,The pulse power source, 실리콘 제어형 정류기(Q1,Q2)를 구비하고, 상기 실리콘 제어형 정류기(Q1)의 애노드(2)에 다이오드 정류기(D3)를 통해서 전류 한정 저항(R1) 및 필터의 인덕터(L1)가 직렬로 접속되어 있고, 상기 인덕터(L1)를 통해 상기 AC 라인 입력부내 AC 라인1이 접속되어 있으며, 다이오드 정류기(D9) 및 커패시터(C6)가 접속되어 있고, 상기 실리콘 제어형 정류기(Q1)의 캐소드(3)에 전력 커패시터(C3)와 커패시터(C4)가 연결되어 있으며, 다이오드 정류기(D1,D2,D8)와 제너 다이오드(D5,D6)와 변압기(T1)가 접속되어 있고, 상기 실리콘 제어형 정류기(Q1)의 게이트(1)에 저항(R7)과 트리거 다이오드(D7)와 저항(R3,R4) 및 제너 다이오드(D5)가 접속되어 있으며, 저항(R7) 및 트리거 다이오드(D7)를 통해서 전력 커패시터(C3)가 접속되어 있고, 트리거 다이오드(D7) 및 저항(R4)을 통해서 제너 다이오드(D5)가 접속되어 있는Silicon controlled rectifiers Q1 and Q2 are provided, and a current limiting resistor R1 and an inductor L1 of the filter are connected in series to the anode 2 of the silicon controlled rectifier Q1 through a diode rectifier D3. AC line 1 in the AC line input unit is connected through the inductor L1, a diode rectifier D9 and a capacitor C6 are connected to the cathode 3 of the silicon controlled rectifier Q1. The power capacitor C3 and the capacitor C4 are connected, the diode rectifiers D1, D2, D8, the zener diodes D5, D6, and the transformer T1 are connected, and the silicon controlled rectifier Q1 A resistor R7, a trigger diode D7, resistors R3 and R4, and a zener diode D5 are connected to the gate 1, and the power capacitor C3 is connected through the resistor R7 and the trigger diode D7. Is connected, and the zener diode D5 is connected via the trigger diode D7 and the resistor R4. ) Is connected 것을 특징으로 하는 방전관을 위한 펄스 전원용 공급장치.Pulse power supply for a discharge tube, characterized in that. 제 11 항에 있어서, The method of claim 11, 상기 구비된 실리콘 제어형 정류기(Q2)의 애노드(2)에 다이오드 정류기(D4)를 통해서 다이오드 정류기(D2)와 전류 한정 저항(R2) 및 필터의 인덕터(L2)가 직렬로 접속되어 있고 인덕터(L2)를 통해서 AC 라인 입력부내 AC 라인2가 접속되어 있으며 다이오드 정류기(D8) 및 커패시터(C4)가 접속되어 있고, 상기 실리콘 제어형 정류기(Q2)의 캐소드(3)에 에너지 축적 인덕터(L3)와 변압기(T1)와 다이오드 정류기(D8)가 접속되어 있고 다이오드 정류기(D9) 및 전력 커패시터(C5)와 커패시터(C6)가 접속되어 있으며, 상기 실리콘 제어형 정류기(Q2)의 게이트(1)에 저항(R8)과 트리거 다이오드(D10)와 저항(R1,R5,R6) 및 필터의 인덕터(L1)를 통해서 AC 라인 입력부내 AC 라인1에 접속되어 있고 저항(R8)과 트리거 다이오드(D10)을 통해서 전력 커패시터(C5)에 접속되어 있으며 저항(R8)과 트리거 다이오드(D10) 및 저항(R6)을 통해서 제너 다이오드(D6)가 접속되어 있는The diode rectifier D2, the current limiting resistor R2, and the filter inductor L2 are connected in series to the anode 2 of the provided silicon controlled rectifier Q2 through a diode rectifier D4, and the inductor L2 AC line 2 in the AC line input unit is connected, diode rectifier D8 and capacitor C4 are connected, and energy storage inductor L3 and transformer are connected to the cathode 3 of the silicon controlled rectifier Q2. A T1 and a diode rectifier D8 are connected, and a diode rectifier D9, a power capacitor C5, and a capacitor C6 are connected, and a resistor R8 to the gate 1 of the silicon controlled rectifier Q2. Is connected to AC line 1 in the AC line input through the trigger diode (D10), resistors (R1, R5, R6) and filter inductor (L1), and through the resistor (R8) and trigger diode (D10) Is connected to (C5) and the resistor (R8) and the trigger The zener diode D6 is connected via the diode D10 and the resistor R6. 것을 특징으로 하는 방전관을 위한 펄스 전원용 공급장치.Pulse power supply for a discharge tube, characterized in that. 삭제delete 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 AC 라인 입력부는,The AC line input unit, 반대 극성의 AC 라인의 제어 단자에 제어 신호를 교번적으로 공급하여 실리콘 제어형 정류기(Q1,Q2)를 교번적으로 도전 상태가 되게 하는By alternately supplying control signals to the control terminals of AC lines of opposite polarity, the silicon controlled rectifiers Q1 and Q2 are alternately placed in a conductive state. 것을 특징으로 방전관을 위한 펄스 전원용 공급장치.Pulse power supply for the discharge tube, characterized in that. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 AC 전력은, 하프파 정류형 전압(half-wave rectified voltage)인The AC power is a half-wave rectified voltage 것을 특징으로 하는 방전관을 위한 펄스 전원용 공급장치.Pulse power supply for a discharge tube, characterized in that. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
KR1020090134945A 2009-12-30 2009-12-30 Pulse power apparatus for discharge tube KR101156603B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090134945A KR101156603B1 (en) 2009-12-30 2009-12-30 Pulse power apparatus for discharge tube

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090134945A KR101156603B1 (en) 2009-12-30 2009-12-30 Pulse power apparatus for discharge tube

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110078199A KR20110078199A (en) 2011-07-07
KR101156603B1 true KR101156603B1 (en) 2012-06-15

Family

ID=44917688

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090134945A KR101156603B1 (en) 2009-12-30 2009-12-30 Pulse power apparatus for discharge tube

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101156603B1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030082235A (en) * 2002-04-17 2003-10-22 스마트에어 주식회사 Ozone generator
KR20030081658A (en) * 2002-04-12 2003-10-22 스마트에어 주식회사 Ozone generator
JP2007181375A (en) * 2005-12-28 2007-07-12 Tokyo Institute Of Technology High-voltage pulse generation circuit and pulse width changing method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030081658A (en) * 2002-04-12 2003-10-22 스마트에어 주식회사 Ozone generator
KR20030082235A (en) * 2002-04-17 2003-10-22 스마트에어 주식회사 Ozone generator
KR100502783B1 (en) * 2002-04-17 2005-07-20 스마트전자 주식회사 Ozone generator
JP2007181375A (en) * 2005-12-28 2007-07-12 Tokyo Institute Of Technology High-voltage pulse generation circuit and pulse width changing method

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110078199A (en) 2011-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4232355A (en) Ionization voltage source
US5601633A (en) High voltage electrical method for removing ecologically noxious substances from gases
US6362604B1 (en) Electrostatic precipitator slow pulse generating circuit
US7986505B2 (en) Dual power source pulse generator for a triggering system
US8173075B2 (en) Device for generation of pulsed corona discharge
CN107233786B (en) Low-temperature plasma generator with spiral surface structure
KR101214441B1 (en) Apparatus of spark discharge for water cleaning
Rao et al. A novel all solid-state sub-microsecond pulse generator for dielectric barrier discharges
JP2009021110A (en) High voltage generating circuit, ion generating device, and electric equipment
Winands et al. Evaluation of corona plasma techniques for industrial applications: HPPS and DC/AC systems
US4038165A (en) Corona reaction method
EP4248480A1 (en) Drive circuit for a dielectric barrier discharge device and method of controlling the discharge in a dielectric barrier discharge
KR101156603B1 (en) Pulse power apparatus for discharge tube
Huiskamp et al. Ozone generation with a flexible solid-state Marx generator
JP2024529330A (en) Apparatus and method for electron beam scrubbing
KR100191681B1 (en) Deodoring method and deodoring device by sawtooth wave corona discharge
JP4127524B2 (en) Ion generator and electrical apparatus equipped with the same
KR100227128B1 (en) Plasma ionizing gas generation apparatus using streamer corona discharge
Gasparik et al. Effect of CO2 and water vapors on NOx removal efficiency under conditions of DC corona discharge in cylindrical discharge reactor
JPH09320791A (en) Static electricity eliminating method of movable body
Facta et al. Implementation of photovoltaic and simple resonant power converter for high frequency discharge application
US20240316494A1 (en) Apparatus and method for electron irradiation scrubbing
EP0044360A1 (en) Ionization voltage source
Saiki High-voltage Pulse Generation Based on Relaxed Self-Excited Oscillation Using Electrostatic Induction in External Capacitors
RU2219136C2 (en) Method and device for purification of liquid and gaseous mediums

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150507

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160607

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180525

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190604

Year of fee payment: 8