KR101876917B1 - 고전압 생성 회로 - Google Patents

고전압 생성 회로 Download PDF

Info

Publication number
KR101876917B1
KR101876917B1 KR1020170026294A KR20170026294A KR101876917B1 KR 101876917 B1 KR101876917 B1 KR 101876917B1 KR 1020170026294 A KR1020170026294 A KR 1020170026294A KR 20170026294 A KR20170026294 A KR 20170026294A KR 101876917 B1 KR101876917 B1 KR 101876917B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
generating circuit
high voltage
voltage generating
negative
positive
Prior art date
Application number
KR1020170026294A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170102437A (ko
Inventor
사사다 나오토
하리야 토모카즈
토시다 타카유키
Original Assignee
에스엠시 가부시키가이샤
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 에스엠시 가부시키가이샤 filed Critical 에스엠시 가부시키가이샤
Publication of KR20170102437A publication Critical patent/KR20170102437A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101876917B1 publication Critical patent/KR101876917B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • 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
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/06—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes without control electrode or semiconductor devices without control electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
    • H01J37/08—Ion sources; Ion guns
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/248—Components associated with high voltage supply
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T23/00—Apparatus for generating ions to be introduced into non-enclosed gases, e.g. into the atmosphere
    • 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
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H02M1/088—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters for the simultaneous control of series or parallel connected semiconductor devices
    • 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
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/06—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes without control electrode or semiconductor devices without control electrode
    • H02M7/10—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes without control electrode or semiconductor devices without control electrode arranged for operation in series, e.g. for multiplication of voltage
    • H02M7/103—Containing passive elements (capacitively coupled) which are ordered in cascade on one source
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05F—STATIC ELECTRICITY; NATURALLY-OCCURRING ELECTRICITY
    • H05F3/00—Carrying-off electrostatic charges
    • H05F3/04—Carrying-off electrostatic charges by means of spark gaps or other discharge devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T19/00—Devices providing for corona discharge
    • H01T19/04—Devices providing for corona discharge having pointed electrodes
    • 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
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0048—Circuits or arrangements for reducing losses
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Elimination Of Static Electricity (AREA)
  • Rectifiers (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

고전압 생성 회로 (10)는 AC 전원 (12), 양의 극성 고전압 생성 회로 (14), 및 음의 극성 고전압 생성 회로 (16)가 구비된다. AC 전원 (12)로부터 공급된 AC전압의 위상을 변환시키는 위상 컨버터 (18)가 AC 전원 (12)과 양의 극성 고전압 생성 회로 (14) 사이에, 또는 AC 전원 (12)과 음의 극성 고전압 생성 회로 (16) 사이에 배치된다.

Description

고전압 생성 회로 {HIGH VOLTAGE GENERATION CIRCUIT}
본 발명은 고전압 생성 회로에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 이온화장치에 사용되는 고전압 생성 회로에 관한 것이다.
통상적으로, 양(positive) 및 음(negative) 펄스화된 고전압을 부하에 인가하기 위한 고전압 전원이 알려져 있다 (일본 공개 특허 공개 번호. 09-172787 참조). 고전압 전원은 복수개의 스위칭 엘리먼트들이 구비되고, 전압 값 및 주파수는 고전압 전원이 정전기 제거장치(static eliminator)에 사용되는 경우에 정전기 제거의 불균일을 제거하기 위해 가변적으로 된다.
더구나, 전극 수단들에 인가되는 전압의 주파수 및 양의 극성 및 음의 극성 전압들의 크기들이 개별적으로 제어되는 정전기 제거 디바이스가 알려져 있다 (일본 공개 특허 공개 번호. 2000-058290 참조). 이런 정전기 제거 디바이스는 양의 극성 고전압이 전극 수단들에 인가될 때 형성된 제 1 파워 서플라이 경로를 열고 닫는 제 1 스위치, 및 음의 극성 고전압이 전극 수단들에 인가될 때 형성된 제 2 파워 서플라이 경로를 열고 닫는 제 2 스위치를 포함한다.
상기 인용된 간행물들에 개시된 디바이스들은 복수개의 스위칭 엘리먼트들에 의한 양의 및 음의 극성들의 스위칭을 필요로 하고, 스위칭 잡음의 생성이 회피될 수가 없다. 더구나, 소모된 전기 전류의 양 또는 사이즈에 관한 개선에 대한 여지가 있다.
본 발명은 이들 문제들을 고려하여 발명되었고, 고전압 생성 회로를 실현하는 목적을 가지며, 극성(polarity)의 스위칭을 위한 스위칭 엘리먼트들의 이용을 요구하지 않고 간단한 구성을 써서 양의 극성 및 음의 극성 고전압들을 생성한다. 더구나, 본 발명의 다른 목적은 가능한 한 작은 전기 전류를 소모하는 고전압 생성 회로를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 고전압 생성 회로는 양의 펄스 고전압 및 음의 펄스 고전압을 부하에 번갈아 인가하기 위한 고전압 생성 회로이고, 이는 AC 전원, 양의 극성 고전압 생성 회로, 및 음의 극성 고전압 생성 회로에 의해 특징지어진다. 추가하여, 상기 AC 전원으로부터 공급된 AC전압의 위상을 변환하도록 구성된 위상 컨버터가 상기 AC 전원과 상기 양의 극성 고전압 생성 회로 사이, 또는 상기 AC 전원과 상기 음의 극성 고전압 생성 회로 사이에 배치된다.
상기에서 설명된 상기 고전압 생성 회로에 따라, 극성의 스위칭을 위한 스위칭 엘리먼트들의 사용이 불필요하게 되고, 간단한 구성을 써서 양의 극성 및 음의 극성 고전압들의 생성을 가능하게 하는 고전압 생성 회로가 실현될 수 있다. 더구나, 상기 소모 전류는 가능한 한 축소될 수 있다.
상기-설명된 고전압 생성 회로에서, 상기 위상 컨버터는 바람직하게는 상기 AC 전원으로부터 공급되는 상기 AC 전압의 위상을 반전시키도록 동작한다. 이 특징부에 따라, 상기 양의 펄스 고전압 및 상기 음의 펄스 고전압은 효율적으로 그리고 번갈아 계속하여 인가될 수 있다.
상기-설명된 고전압 생성 회로에서, 상기 양의 극성 고전압 생성 회로 및 상기 음의 극성 고전압 생성 회로의 각각은 바람직하게는 변압기 및 전압 체배기 정류기 회로를 포함한다. 이 특징부에 따라, 상기 양의 극성 고전압 생성 회로 및 상기 음의 극성 고전압 생성 회로는 구조에서 간단하게 만들어질 수 있다.
이 경우에서, 바람직하게는 전압 레벨을 조정하도록 구성된 변압기 구동 회로들이 상기 AC 전원과 상기 양의 극성 고전압 생성 회로 사이, 및 상기 AC 전원과 상기 음의 극성 고전압 생성 회로 사이에 개별적으로 배치된다. 이 특징부에 따라, 상기 양의 극성 고전압 생성 회로의 출력 전압 및 상기 음의 극성 고전압 생성 회로의 출력 전압은 개별적으로 제어될 수 있다.
더욱이, 두개의 임피던스 요소들이 바람직하게는 상기 양의 극성 고전압 생성 회로의 출력 단말과 상기 음의 극성 고전압 생성 회로의 출력 단말 사이에 직렬로 연결되고, 상기 부하는 바람직하게는 상기 임피던스 요소들의 상호연결된 단부들에 연결된다. 이 특징부에 따라, 상기 부하에 흐르는 전류값을 쉽게 제한하는 것이 가능하다.
또한 추가로, 상기 부하는 바람직하게는 이온화장치의 방전 전극이다. 이 특징에 따라, 간단한 회로 구성으로, 양의 극성 이온들 및 음의 극성 이온들이 상기 방전 전극으로부터 번갈아 출력될 수 있다.
본 발명에 따른 상기 고전압 생성 회로에 따라, 간단한 구성을 써서 양의 극성 및 음의 극성 고전압들을 생성하는 고전압 생성 회로가 실현될 수 있고, 스위칭 잡음을 줄이는 것이 가능하다. 추가하여, 상기 소모 전류가 가능한 한 축소될 수 있고, 그렇게 함으로써 생성된 열의 양이 억제될 수 있다.
본 발명의 상기의 그리고 다른 목적들, 특징들, 및 장점들은 본 발명의 선호되는 실시예들이 예시 예제의 방식으로 도시된 첨부한 도면들과 함께 고려될 때 이하의 설명으로부터 더 분명해질 것이다.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 고전압 생성 회로를 보여주는 회로도이다;
도 2 는 도 1의 고전압 생성 회로와 관련한 양의 극성을 위한 변압기의 일차측, 음의 극성을 위한 변압기의 일차측, 및 방전 전극에 인가된 전압들의 전압 파형들을 보여주는 시간 다이어그램이다;
도 3 은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 고전압 생성 회로의 회로도이다;
도 4 는 비교의 예에 따른 고전압 생성 회로를 보여주는 회로도이다;
도 5 는 도 4의 고전압 생성 회로와 관련한 양의 극성을 위한 변압기의 일차측, 음의 극성을 변압기의 일차측, 및 방전 전극에 인가된 전압들의 전압 파형들을 보여주는 시간 다이어그램이다;
도 6a는 도 1의 고전압 생성 회로와 관련한 양의 극성을 위한 변압기의 일차측에 인가된 전압, 및 양의 극성을 위한 변압기의 일차측에서의 소모 전류를 보여주는 시간 다이어그램이다;
도 6b는 도 4의 고전압 생성 회로와 관련한 양의 극성을 위한 변압기의 일차측에 인가된 전압, 및 양의 극성을 위한 변압기의 일차측에서의 소모 전류를 보여주는 시간 다이어그램이다;
도 7 은 도 6a의 소모 전류 및 도 6b 의 소모 전류는 서로 오버레이(overlay)되고 비교된 시간 다이어그램이다.
본 발명에 따른 고전압 생성 회로의 선호되는 실시예들이 제시될 것이고 첨부한 도면들을 참고로 하여 이하에 상세하게 설명될 것이다.
도 1를 참고로 하여, 여기서 제 1 실시예에 따른 고전압 생성 회로 (10)에 관한 설명이 주어질 것이다. 고전압 생성 회로 (10)는 방전 전극 (32) (부하)에서 양의 극성 이온들 및 음의 극성 이온들을 출력하는 이온화장치에 사용된다. 도 1 에 도시된 바와 같이, 고전압 생성 회로 (10)는 교류(alternating-current) 전원 (AC 전원) (12), 양의 극성 고전압 생성 회로 (14), 음의 극성 고전압 생성 회로 (16), 및 위상 컨버터 (18), 등이 구비된다.
양의 극성 고전압 생성 회로 (14)는 양의 극성 (20)을 변압기 (이하에서 또한 양의 극성 변압기 (20)로 지칭된다) 및 양의 극성을 위한 전압 체배기 정류기 회로(22) (이하에서 또한 양의 극성 전압 체배기 정류기 회로 (22)로 지칭된다)로 구성된다. 양의 극성 변압기 (20)의 일차측은 AC 전원 (12)에 연결되고, 양의 극성 변압기 (20)의 이차측은 양의 극성 전압 체배기 정류기 회로 (22)에 연결된다. 양의 극성 전압 체배기 정류기 회로 (22)는 복수개의 커패시터들 및 동일한 수의 다이오드들의 조합으로 이루어진 코크로프트 월턴(Cockcroft-Walton) 회로로 지칭되는 알려진 유형의 회로이다. 본 실시예의 양의 극성 전압 체배기 정류기 회로 (22)는 네개의 커패시터들 및 네개의 다이오드들이 구비되고, 거기에 입력된 전압의 네배의 직류 전류가 획득된다.
음의 극성 고전압 생성 회로 (16)는 변압기를 위한 음의 극성 (24)을 위한 변압기 (이하에서 또한 음의 극성 변압기 (24)로 지칭된다) 및 음의 극성을 위한 전압 체배기 정류기 회로(26) (이하에서 또한 음의 극성 전압 체배기 정류기 회로 (26)로 지칭된다)로 구성된다. 음의 극성 변압기 (24)의 일차측은 AC 전원 (12) 및 위상 컨버터 (18)의 조합에 연결되고, 음의 극성 변압기 (24)의 이차측은 음의 극성 전압 체배기 정류기 회로 (26)에 연결된다. 양의 극성 전압 체배기 정류기 회로 (22)과 동일한 방식으로, 음의 극성 전압 체배기 정류기 회로 (26)는 복수개의 커패시터들 및 동일한 수의 다이오드들의 결합으로 구성된다. 본 실시예의 음의 극성 전압 체배기 정류기 회로 (26)는 네개의 커패시터들 및 네개의 다이오드들이 구비된다.
AC 전원 (12)은 미리 결정된 전압 값 및 미리 결정된 주파수를 갖는 교류 전압 (AC 전압)을 제공하는 단일-위상(single-phase) AC 전원이다. 위상 컨버터 (18)는 AC 전원 (12)에서 공급되는 AC전압의 위상을 180도 만큼 시프트(shift) 시키고 그 후에 AC 전압을 음의 극성 변압기 (24)의 일차측에 인가하는 역할을 하고, AC 전원 (12)의 일측 단자(one terminal)와 음의 극성 변압기 (24)의 일차측의 일측 단자사이에 배치된다. 결과적으로, AC 전원 (12)으로부터 공급된 AC전압은 위상 컨버터 (18)에 의해 위상이 역전되어, 음의 극성 변압기 (24)의 일차측에 인가된다.
이온화장치는 양의 이온들 및 음의 이온들을 번갈아 생성하기 위한 방전 전극 (32)이 구비된다. 전류 값을 제한하는 두개의 저항기 엘리먼트들 (임피던스 엘리먼트들) (28,30)이 양의 극성 고전압 생성 회로 (14)의 출력 단말 (34)과 음의 극성 고전압 생성 회로 (16)의 출력 단말 (36)사이에 직렬로 연결된다. 방전 전극 (32)은 저항기 엘리먼트 (28)와 저항기 엘리먼트 (30) 사이의 연결 지점(38)에 연결된다. 이 특징부에 따라, 양의 극성 고전압 생성 회로 (14)의 출력 전압과 음의 극성 고전압 생성 회로 (16)의 출력 전압간의 차동 전압은 전압 분배를 겪고 그런 다음 방전 전극 (32)에 인가된다. 본 실시예에 따른, 두개의 저항기 엘리먼트들 (28) 및 (30)의 저항 값들은 같다.
제 1 실시예에 따른 고전압 생성 회로 (10)는 상기에서 설명된 대로 기본적으로 구성된다. 다음, 고전압 생성 회로 (10)의 동작들이 도 2를 참고로 하여 이하에서 설명될 것이다.
AC 전원 (12)로부터의 AC 전압은 그대로 양의 극성 변압기 (20)의 일차측에 인가되고, 동시에 AC 전압은 위상 컨버터 (18)에서 위상이 역전되어 음의 극성 변압기 (24)의 일차측에 인가된다. 도 2의 상단 및 중간 부분들에, 양의 극성 변압기 (20)의 일차측에 인가된 전압 파형, 및 음의 극성 변압기 (24)의 일차측에 인가된 전압 파형이 서로 나란히 도시된다.
양의 극성 변압기 (20)의 일차측에 인가된 AC 전압은 그것의 이차측에서 변환되고, 그 후에, 양의 극성 전압 체배기 정류기 회로 (22)에 의해 양의 극성 펄스 고전압으로 정류된다. 음의 극성 변압기 (24)의 일차측에 인가된 AC 전압은 그것의 이차측에서 변환되고, 그 후에, 음의 극성 전압 체배기 정류기 회로 (26)에 의해 음의 극성 펄스 고전압으로 정류된다.
음의 극성 변압기 (24)의 일차측에 인가된 AC전압의 위상은 양의 극성 변압기 (20)의 일차측에 인가된 AC전압의 위상에 대하여 역전된 관계를 가져서, 양의 극성 펄스 고전압 및 음의 극성 펄스 고전압은 타이밍에서 정확하게 시프트된다. 보다 구체적으로, 양의 극성 펄스 고전압 및 음의 극성 펄스 고전압은 번갈아 연속적인 방식으로 생성된다. 방전 전극 (32)에 인가되는 펄스 고전압의 파형이 도 2의 하단 부분에 도시된다.
양의 극성 펄스 고전압이 생성된 때, 양의 극성 이온들이 방전 전극 (32)으로부터 출력되지만, 반면에 음의 극성 펄스 고전압이 생성된 때, 음의 극성 이온들이 방전 전극 (32)으로부터 출력된다. 양의 극성 이온들 및 음의 극성 이온들은 타겟 오브젝트상으로 분무되고 그렇게 함으로써 타겟 오브젝트를 중성화한다.
다음, 도 3을 참고로 하여, 제 2 실시예에 따른 고전압 생성 회로 (15)에 관한 설명이 주어질 것이다. 앞서 언급한 제 1 실시예에 따른 고전압 생성 회로 (10)에 것들과 같은 구성 엘리먼트들은 같은 참조 부호들로 표시되고, 이런 특징부들의 상세한 설명은 생략된다.
고전압 생성 회로 (15)에 따른, 가변 전압 DC (직류) 전원 (21)이 구비된 양의 극성 (23)을 위한 변압기 구동 회로는(이하에서 양의 극성 변압기 구동 회로 (23)로 지칭된다) AC 전원 (12)과 양의 극성 변압기 (20) 사이에 배치된다. AC 전원 (12)으로부터 공급된 AC전압은 그것의 전압 레벨이 양의 극성 변압기 구동 회로 (23)에 의해 조절된 후에 양의 극성 변압기 (20)의 일차측에 인가된다.
더구나, 위상 컨버터 (19) 및 가변 전압 DC 전원 (25)이 구비된 음의 극성 (27)을 위한 변압기 구동 회로는 (이하에서 또한 음의 극성 변압기 구동 회로 (27)로 지칭된다) AC 전원 (12) 및 음의 극성 변압기 (24)사이에 배치된다. AC 전원 (12)로부터 공급된 AC 전압은 위상 컨버터 (19)에 의해 180도 (그것의 위상이 역전된다) 시프트되고, 더욱이, 그것의 전압 레벨은 음의 극성 변압기 구동 회로 (27)에 의해 조절된다. 그 후에, AC 전압이 음의 극성 변압기 (24)의 일차측에 인가된다.
제 2 실시예에 따른 고전압 생성 회로 (15)에 따라, 양의 극성 변압기 (20)의 일차측에 인가되는 AC 전압의 전압 레벨, 및 음의 극성 변압기 (24)의 일차측에 인가되는 AC 전압의 전압 레벨은 개별적으로 제어될 수 있다. 결과적으로, 양의 극성 고전압 생성 회로 (14)의 출력 전압 및 음의 극성 고전압 생성 회로 (16)의 출력 전압은 개별적으로 제어될 수 있다.
도 4 는 비교 예제에 따른 고전압 생성 회로(40)를 도시한다. 고전압 생성 회로 (40)는 DC 전원 (42)이 구비된다. 제 1 전자 스위치 (62)가 DC 전원 (42) 및 양의 극성 고전압 생성 회로 (44)사이에 배치되고, 및 제 2 전자 스위치 (64)가 DC 전원 (42) 및 음의 극성 고전압 생성 회로 (46)사이에 배치된다.
본 발명의 실시예들의 각각과 동일한 방식으로, 양의 극성 고전압 생성 회로 (44)는 양의 극성 변압기 (50) 및 양의 극성 전압 체배기 정류기 회로 (52)로 구성된다. 본 발명의 실시예들의 각각과 동일한 방식으로, 음의 극성 고전압 생성 회로 (46)는 음의 극성 변압기 (54) 및 음의 극성 전압 체배기 정류기 회로 (56)로 구성된다. 더구나, 비교 예제는 두개의 저항기 엘리먼트들 (58,60)이 양의 극성 고전압 생성 회로 (44)의 출력 단말과 음의 극성 고전압 생성 회로 (46)의 출력 단말 사이에 직렬로 연결되고, 방전 전극 (48)이 저항기 엘리먼트 (58)와 저항기 엘리먼트 (60) 사이의 연결 지점(connection point)에 연결된다는 점에서 본 발명의 실시예들의 각각에 유사하다.
제 1 전자 스위치 (62) 및 제 2 전자 스위치 (64)는 주기적인 방식으로 번갈아 턴 온 및 오프된다. 결과적으로, 펄스 전압이 양의 극성 변압기 (50)의 일차측에, 그리고 음의 극성 변압기 (54)의 일차측에 주기적으로 및 번갈아 인가된다. 도 5의 상단 및 중간 부분들에, 양의 극성 변압기 (50)의 일차측에 인가된 전압 파형, 및 음의 극성 변압기 (54)의 일차측에 인가된 전압 파형이 서로 나란히 도시된다. 방전 전극 (48)에 인가되는 펄스 고전압의 파형이 도 5의 하단 부분에 도시된다.
이하에서, 도면들 6a, 6b, 및 7를 참고로 하여, 제 1 실시예에 따른 고전압 생성 회로 (10)와 비교 예제의 고전압 생성 회로 (40)간의 비교에서, 소모 전류 및 생성된 열의 양의 차이들이 설명될 것이다. 방전 전극에 인가되는 펄스화된 고 전압들의 사이즈들 및 파형들은 제 1 실시예과 비교 예제 양쪽에서 기본적으로 동일하다. 더구나, 이하의 설명에서, 편의의 목적을 위하여, 단지 제 1 실시예만이 비교 예제와 비교의 방식으로 설명된다. 그러나, 제 2 실시예가 비교 예제와 비교되는 경우도 기본적으로 동일하다.
도 6a에서, 제 1 실시예에 관하여, 양의 극성 변압기의 일차측에 인가된 전압 및 양의 극성 변압기의 일차측에서의 소모 전류가 정렬되고 수직으로 배열된다. 도 6b에서, 비교 예제에 관하여, 양의 극성 변압기의 일차측에 인가된 전압 및 양의 극성 변압기의 일차측에서의 소모 전류가 정렬되고 수직으로 배열된다. 도면들에서, 수직 축 및 수평 축 상에 단위들 및 눈금(scale)은 생략되지만, 그러나, 제 1 실시예와 비교 예제 둘 모두에서, 변압기의 일차측에 인가된 전압의 피크-대-피크 값은 10 V이다.
비교 예제에서, 참조 부호 C의 영역에 도시된 바와 같이, 소모 전류의 방향이 한 방향으로 변화될 때 피크가 순간적으로 나타나는 파형 부분이 존재한다. 더구나, 참조 부호 D의 영역에 도시된 바와 같이, 소모 전류의 방향이 다른 방향으로 변화될 때 피크가 순간적으로 나타나는 파형 부분이 존재한다. 그에 대조하여, 제 1 실시예에 따라, 도면에서 보여지는 것처럼, 이런 파형 부분들이 존재하지 않고(참조 부호 A 및 B의 영역들로 표시), 잡음이 따라서 억제된다. 비교 예제에서, 한 방향에서 소모 전류의 최대값, 즉, 참조 부호 C의 영역에서의 소모 전류의 최대값은, 한 방향에서 제 1 실시예의 소모 전류의 최대값, 즉, 제 1 실시예에 따른 참조 부호 A의 영역에서의 소모 전류의 최대값보다 300 mA 더 크다.
도 7에서, 제 1 실시예 및 비교 예제의 소모 전류들이 서로 오버레이되고 비교된다. 실선은 제 1 실시예에 따른 소모 전류를 나타내고, 반면에 점선은 비교 예제에 따른 소모 전류를 나타낸다. 변압기의 일차측에 인가된 전압이 정현파로 연속적으로 변화되는 제 1 실시예에서, 소모 전류가 작은 시간 기간이 변압기의 일차측에 인가되는 전압이 펄스화된 형태를 갖는 비교 예제에서보다 더 빈번하게 발생한다. 따라서, 시간에 대하여 소모 전류를 적분함으로써 획득된 값, 즉, 소모 전류 커브와 시간 축 사이에 형성된 면적은, 제 1 실시예에서 더 적고, 따라서 변압기에 의해 생성된 열의 양은 제 1 실시예에서 더 작다는 것이 이해되어야 한다. 변압기의 부근에서 온도 측정시에, 온도는 비교 예제 따라서는 55℃이었고, 반면에 온도는 제 1 실시예에 따라서는 52℃이었다.
본 발명의 실시예들에 따른 고전압 생성 회로들 (10,15)에 따라, 간단한 구성을 써서 양의 극성 및 음의 극성 고전압들을 생성하는 고전압 생성 회로가 실현될 수 있고, 스위칭 잡음을 줄이는 것이 가능하다. 추가하여, 소모 전류가 가능한 한 축소될 수 있고, 생성된 열의 양이 그렇게 함으로써 억제될 수 있다.
더구나, 양의 극성 이온들 및 음의 극성 이온들이 이온화장치의 방전 전극 (32)로부터 번갈아 출력될 수 있다.
더욱이, 제 2 실시예에 따른 고전압 생성 회로 (15)에 따라, 양의 극성 고전압 생성 회로 (14)의 출력 전압 및 음의 극성 고전압 생성 회로 (16)의 출력 전압은 개별적으로 제어될 수 있다.
AC 전원 (12)으로부터 양의 극성 변압기 (20) 및 음의 극성 변압기 (24)에 공급되는 AC전압이 모든 시간들에서 미리 결정된 전압 값 및 미리 결정된 주파수를 갖는 전압에 제한되지 않고, 그것의 전압 값 및 주파수가 가변적인 전압일 수 있다.
본 발명에 따른 고전압 생성 회로는 상기에서 설명된 실시예들에 제한되지 않고, 다양한 변형되거나 또는 추가의 구성들이 첨부된 청구항들에 개시된 본 발명의 범위에서 벗어나지 낳고서 거기에 채택될 수 있다는 것은 말할 필요도 없다.

Claims (6)

  1. 양(positive)의 펄스 고전압 및 음(negative)의 펄스 고전압을 부하 (32)에 번갈아 인가하기 위한 고전압 생성 회로에 있어서,
    AC 전원 (12);
    양의 극성 고전압 생성 회로 (14); 및
    음의 극성 고전압 생성 회로 (16),
    상기 AC 전원 (12)로부터 공급된 AC 전압의 위상을 변환하도록 구성된 위상 컨버터 (18,19)로서, 상기 AC 전원 (12)과 상기 양의 극성 고전압 생성 회로 (14)사이에, 또는 상기 AC 전원 (12)과 상기 음의 극성 고전압 생성 회로 (16)사이에 배치되는, 상기 위상 컨버터를 포함하되,
    상기 부하는 단일 방전 전극(single discharge electrode)이고,
    상기 AC 전원 (12)로부터 공급된 AC 전압의 위상을 변환하는 것은 상기 AC 전원 (12)로부터 공급된 AC 전압의 위상을 반전시키는 것을 포함하고,
    상기 AC 전원은 단일 AC 전원(single AC power source)인, 고전압 생성 회로.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서, 각각의 상기 양의 극성 고전압 생성 회로 (14) 및 상기 음의 극성 고전압 생성 회로 (16)는 변압기 (20,24) 및 전압 체배기 정류기 회로(voltage doubler rectifier circuit) (22,26)를 포함하는, 고전압 생성 회로.
  4. 청구항 3에 있어서, 전압 레벨을 조정하도록 구성된 변압기 구동 회로들 (23,27)로서, 상기 AC 전원 (12)과 상기 양의 극성 고전압 생성 회로 (14)사이에, 그리고 상기 AC 전원 (12)과 상기 음의 극성 고전압 생성 회로 (16) 사이에 개별적으로 배치되는, 고전압 생성 회로.
  5. 청구항 1에 있어서, 두개의 임피던스 엘리먼트들 (28,30)이 상기 양의 극성 고전압 생성 회로 (14)의 출력 단말과 상기 음의 극성 고전압 생성 회로 (16)의 출력 단말 사이에 직렬로 연결되고, 상기 부하 (32)는 상기 임피던스 엘리먼트들 (28,30)의 상호 연결된 단부들에 연결되는, 고전압 생성 회로.
  6. 삭제
KR1020170026294A 2016-03-01 2017-02-28 고전압 생성 회로 KR101876917B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016038642A JP6467715B2 (ja) 2016-03-01 2016-03-01 高電圧発生回路
JPJP-P-2016-038642 2016-03-01

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170102437A KR20170102437A (ko) 2017-09-11
KR101876917B1 true KR101876917B1 (ko) 2018-07-10

Family

ID=59650895

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170026294A KR101876917B1 (ko) 2016-03-01 2017-02-28 고전압 생성 회로

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10097104B2 (ko)
JP (1) JP6467715B2 (ko)
KR (1) KR101876917B1 (ko)
CN (1) CN107147308B (ko)
DE (1) DE102017104022A1 (ko)
TW (1) TWI678875B (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230007172A (ko) 2021-07-05 2023-01-12 한국전기연구원 전압 체배기를 포함하는 고전압 전원 장치

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7010169B2 (ja) * 2018-08-02 2022-01-26 株式会社島津製作所 除電装置及び電子天秤
GB2611697A (en) * 2020-07-22 2023-04-12 Hitachi High Tech Corp DC high-voltage source device and charged particle beam device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0727097U (ja) * 1993-10-21 1995-05-19 横河航空電機株式会社 除電器
JP2000058290A (ja) * 1998-06-04 2000-02-25 Keyence Corp 除電装置
JP2008226647A (ja) * 2007-03-13 2008-09-25 Shishido Seidenki Kk イオン生成装置
JP2012155857A (ja) * 2011-01-21 2012-08-16 Keyence Corp 除電器

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5212420U (ko) * 1975-07-11 1977-01-28
JPS5212420A (en) * 1975-07-17 1977-01-31 Nisshin Haiboruteeji Kk Dc high voltage generator
JP3028292B2 (ja) 1995-10-20 2000-04-04 株式会社ハイデン研究所 正負パルス式高電圧電源
US5671132A (en) * 1996-03-13 1997-09-23 Spellman High Voltage Company High voltage bipolar CT scanner power supply
US6806689B2 (en) * 2002-03-22 2004-10-19 International Rectifier Corporation Multi-phase buck converter
JP4497524B2 (ja) * 2004-03-31 2010-07-07 サンクス株式会社 除電装置
JP2006211855A (ja) * 2005-01-31 2006-08-10 Sanyo Electric Co Ltd 交流直流変換器
KR100518387B1 (ko) * 2005-04-18 2005-09-30 주식회사 시마월드 교류용 음이온 및 은이온 발생기
JP2007066770A (ja) * 2005-08-31 2007-03-15 Sunx Ltd 除電装置
JP4818093B2 (ja) * 2006-12-19 2011-11-16 ミドリ安全株式会社 除電装置
JP5069491B2 (ja) * 2007-04-10 2012-11-07 ミドリ安全株式会社 イオンバランス調整電極およびこれを備えた除電装置
CN201390664Y (zh) * 2009-03-31 2010-01-27 连昶昇 一种水处理器
JP5351598B2 (ja) * 2009-04-24 2013-11-27 ミドリ安全株式会社 除電装置
JP5786577B2 (ja) * 2011-09-14 2015-09-30 オムロン株式会社 除電装置
US9263965B1 (en) * 2015-04-22 2016-02-16 Lawrence A. Leske Producing an odd number full wave voltage multiplier

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0727097U (ja) * 1993-10-21 1995-05-19 横河航空電機株式会社 除電器
JP2000058290A (ja) * 1998-06-04 2000-02-25 Keyence Corp 除電装置
JP2008226647A (ja) * 2007-03-13 2008-09-25 Shishido Seidenki Kk イオン生成装置
JP2012155857A (ja) * 2011-01-21 2012-08-16 Keyence Corp 除電器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230007172A (ko) 2021-07-05 2023-01-12 한국전기연구원 전압 체배기를 포함하는 고전압 전원 장치

Also Published As

Publication number Publication date
CN107147308B (zh) 2019-06-28
US10097104B2 (en) 2018-10-09
CN107147308A (zh) 2017-09-08
DE102017104022A1 (de) 2017-09-07
TW201737608A (zh) 2017-10-16
KR20170102437A (ko) 2017-09-11
JP2017158277A (ja) 2017-09-07
JP6467715B2 (ja) 2019-02-13
US20170257036A1 (en) 2017-09-07
TWI678875B (zh) 2019-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101876917B1 (ko) 고전압 생성 회로
KR101487970B1 (ko) 고주파 엑스선 발생장치
Elgenedy et al. A modular multilevel-based high-voltage pulse generator for water disinfection applications
KR20090003269A (ko) 이오나이저
KR101937755B1 (ko) 이오나이저
JP2015012750A (ja) 電力変換装置
US20180367060A1 (en) Power supply having four quadrant converter and techniques for operation
US1965416A (en) Electric valve circuits
JP6503268B2 (ja) 直列共振型電源装置の制御方法及び制御装置
US20170064802A1 (en) Direct three phase parallel resonant inverter for reactive gas generator applications
KR20160066496A (ko) 이오나이저
CN107306089B (zh) 充气管切换的高压dc功率转换器
RU142952U1 (ru) Импульсный однотактный преобразователь
JP2004213603A (ja) プログラマブルホトカプラ広帯域高圧電源変調器
JP4093372B2 (ja) インバータ装置
US2248626A (en) Electric valve circuit
JP2006239032A (ja) 交流電位治療器
WO2010044304A1 (ja) イオン発生器
JP2002305070A (ja) コロナ放電装置
JP5794061B2 (ja) 除電装置
JP6370597B2 (ja) 電圧生成回路
JP4338105B1 (ja) 高電圧発生回路
JP2009059591A (ja) 除電装置
JP2008122303A (ja) 直流コンデンサ試験装置
KR102122209B1 (ko) 전원장치 및 제전기

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant