KR102122209B1 - 전원장치 및 제전기 - Google Patents

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타카시 쿠로카와
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가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
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Abstract

제전기(1)는, 교류 전압이 입력되는 일차 권선(N1)과, 제1 단이 그라운드에 접속된 이차 권선(N2)을 가지는 트랜스(T1)와, 커패시터와 다이오드가 2단으로 조합되고, 이차 권선(N2)의 제2 단에 접속되고, 이차 권선(N2)에 유기되는 양전압을 승압하여 양이온 발생자(101)에 출력하는 양측 정류회로(12)와, 커패시터와 다이오드가 2단으로 조합되고, 이차 권선(N2)의 제2 단에 접속되고, 이차 권선(N2)에 유기되는 음전압을 승압하여 음이온 발생자(102)에 출력하는 음측 정류회로(13)와, 제1 단이 양측 정류회로(12) 및 음측 정류회로(13)에 접속되고, 제2 단이 그라운드에 접속되어 있는 커패시터(C3)를 포함한다.

Description

전원장치 및 제전기
본 발명은 양의 전류와 음의 전류를 균형 있게 출력하는 전원장치, 및 그것을 포함한 제전기에 관한 것이다.
정전기 대책으로 이용되는 제전기에는 예를 들면, 침상(針狀)의 방전 전극에 전계를 집중시킴으로써 양음 양극성 이온을 발생시키고, 이온화한 공기로 제전하는(정전기를 제거하는) 방식을 이용한 것이 있다. 이 방식의 제전기의 경우, 양음의 이온 발생량이 치우치면 대상물이 대전(帶電)하기 때문에, 제전기에서는 양음의 이온을 균형 있게 발생시키는 것이 요망된다.
특허문헌 1에는 양음 이온을 균형 있게 발생시키기 위한 양음 전원회로 및 제전기가 개시되어 있다. 특허문헌 1에 기재된 양음 전원회로는 전원전압을 승압하여 전극에 인가함으로써, 양과 음의 이온을 발생시킨다. 이때 트랜스의 이차 코일에 접속한 콘덴서에 의해, 양음 전류가 동일해지도록 양음 전압이 자동으로 제어된다.
일본 특허공보 특허제4367580호
한편, 고압전원의 고압발생 방법으로서, 콕크로프트 윌턴 회로 방식을 이용하는 방법이 있다. 이 콕크로프트 윌턴 회로를 특허문헌 1에 이용하는 경우, 콕크로프트 윌턴 회로가 짝수단(段)이면, 양음의 직류전류가 동일해지는 효과를 얻을 수 없다는 문제가 있다. 이 때문에, 필요한 전압을 얻기 위해 정류회로의 단수를 증감시키는 것뿐만 아니라, 트랜스의 출력 전압을 바꿀 필요가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 간이한 구성으로 양음의 전류를 균형 있게 출력하는 전원장치, 및 그것을 포함한 제전기를 제공하는 것에 있다.
본 발명에 따른 전원장치는, 교류 전압이 입력되는 일차 권선과, 제1 단(端)이 그라운드에 접속된 이차 권선을 가지는 트랜스와, 커패시터와 다이오드가 m단(m은 2 이상의 짝수)으로 조합되고, 상기 이차 권선의 제2 단에 접속되고, 상기 이차 권선에 유기(誘起)되는 양전압을 승압하여 양측(陽側) 출력단에 출력하는 제1 콕크로프트 윌턴 회로와, 커패시터와 다이오드가 n단(n은 2 이상의 짝수)으로 조합되고, 상기 이차 권선의 상기 제2 단에 접속되고, 상기 이차 권선에 유기되는 음전압을 승압하여 음측(陰側) 출력단에 출력하는 제2 콕크로프트 윌턴 회로와, 제1 단이 상기 제1 콕크로프트 윌턴 회로 및 상기 제2 콕크로프트 윌턴 회로에 접속되고, 제2 단이 그라운드에 접속되어 있는 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 구성에서는 커패시터에 의해, 양음 정류회로의 각 양음 전압 피크값이 양음 전류가 동일해지도록 증감되고, 그로 인해, 양측 출력단 및 음측 출력단에서 출력되는 전류 총량을 동일하게 할 수 있다. 그 결과, 피드백 제어 등이 불필요하기 때문에 간이한 구성으로 양음의 전류를 균형 있게 출력할 수 있다. 또한, 콕크로프트 윌턴 회로를 이용하고 있기 때문에, 트랜스의 코일 출력 전압보다 높은 전압을 출력할 수 있다.
상기 이차 권선의 제1 단은 상기 커패시터의 상기 제1 단에 접속되어 있는 구성이어도 된다.
본 발명에 따른 전원장치는, 교류 전압이 입력되는 일차 권선과, 제1 이차 권선 및 제2 이차 권선을 가지는 트랜스와, 애노드가 상기 제1 이차 권선의 일단(一端)에 접속되고, 캐소드가 양측 출력단에 접속된 제1 다이오드를 가지며, 상기 제1 이차 권선에 유기되는 양전압을 승압하여 상기 양측 출력단에 출력하는 제1 배전압 회로와, 캐소드가 상기 제2 이차 권선의 일단에 접속되고, 애노드가 음측 출력단에 접속된 제2 다이오드를 가지고, 상기 제2 이차 권선에 유기되는 음전압을 승압하여 상기 음측 출력단에 출력하는 제2 배전압 회로와, 제1 단이 상기 제1 배전압 회로 및 상기 제2 배전압 회로에 접속되고, 제2 단이 그라운드에 접속되어 있는 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 구성에서는 커패시터에 의해, 양음 정류회로의 각 양음 전압 피크값이, 양음 전류가 동일해지도록 증감되고, 그로 인해, 양측 출력단 및 음측 출력단에서 출력되는 전류 총량을 동일하게 할 수 있다. 그 결과, 피드백 제어 등이 불필요하기 때문에 간이한 구성으로 양음의 전류를 균형 있게 출력할 수 있다. 또한, 배전압 회로를 이용하고 있기 때문에, 트랜스의 코일 출력 전압보다 높은 전압을 출력할 수 있다.
본 발명에 따른 제전기는, 본 발명의 전원장치와, 상기 양측 출력단에 접속된 양이온 발생자와, 상기 음측 출력단에 접속된 음이온 발생자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 구성에서는 양이온 발생자 및 음이온 발생자에서 출력되는 전류 총량, 즉, 양음 이온의 발생량을 동일하게 할 수 있다.
본 발명은 커패시터에 의해, 양음 정류회로의 각 양음 전압 피크값이 양음 전류가 동일해지도록 증감되고, 그로 인해, 양이온 발생자 및 음이온 발생자에서 출력되는 전류 총량, 즉 양음 이온량을 동일하게 할 수 있다. 그 결과, 피드백 제어 등이 불필요하기 때문에 간이한 구성으로 양음의 전류를 균형 있게 출력할 수 있다.
도 1은 실시형태 1에 따른 제전기의 회로도이다.
도 2(A)는 접속점(A)에 발생하는 전압파형, 다이오드의 애노드 측, 및 다이오드의 캐소드 측의 전압파형, 그리고 양이온 발생자 및 음이온 발생자에 대한 인가전압파형, 도 2(B)는 양이온 발생자 및 음이온 발생자에 대한 전류파형, 도 2(C)는 양측 정류회로 및 음측 정류회로 각각에 유출입하는 전류파형을 나타내는 도면이다.
도 3(A)는 초기 상태에서 정상(定常) 상태까지의, 양이온 발생자 및 음이온 발생자에 대한 인가전압파형 및 커패시터의 전압파형, 도 3(B)는 양이온 발생자 및 음이온 발생자에 흐르는 전류파형을 나타내는 도면이다.
도 4(A)는 정상 상태에서, 일차 권선에 정현파 교류 입력 전압을 인가한 직후의 양이온 발생자와 음이온 발생자에 대한 인가전압파형, 도 4(B)는 양이온 발생자와 음이온 발생자로 흐르는 전류파형, 도 4(C)는 양측 정류회로 및 음측 정류회로로 흐르는 전류파형을 나타내는 도면이다.
도 5(A)는 펄스 전압파형, 도 5(B)는 플라이백 전압파형, 도 5(C)는 직사각형파 전압파형을 나타내는 도면이다.
도 6은 양이온 발생자 및 음이온 발생자를 복수개 포함한 제전기(1)의 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 양측 정류회로 및 음측 정류회로의 단수를 4단으로 한 경우의 제전기의 회로도이다.
도 8은 양측 정류회로 및 음측 정류회로의 단수가 홀수인 경우의 제전기의 회로도이다.
도 9는 다른 예의 제전기의 회로도이다.
도 10은 다른 예의 제전기의 회로도이다.
도 11은 다른 예의 제전기의 회로도이다.
도 12는 다른 예의 제전기의 회로도이다.
도 13은 다른 예의 제전기의 회로도이다.
도 14는 다른 예의 제전기의 회로도이다.
도 15는 실시형태 2에 따른 제전기의 회로도이다.
도 16(A)는 이차 권선의 출력단 전압파형과, 양이온 발생자 및 음이온 발생자에 대한 인가전압파형, 도 16(B)는 양이온 발생자 및 음이온 발생자에 대한 전류파형, 도 16(C)는 이차 권선의 출력 전압단에서 양측 정류회로 및 음측 정류회로에 유출입하는 전류파형을 나타내는 도면이다.
도 17(A)는 초기 상태에서 정상 상태까지의, 양이온 발생자 및 음이온 발생자에 대한 인가전압파형 및 커패시터(C4)의 전압파형, 도 17(B)는 양이온 발생자 및 음이온 발생자의 전류파형을 나타내는 도면이다.
도 18(A)는 커패시터에 대한 직류전류 성분의 유입이 없어진 정상 상태에서의 이차 권선의 출력단 전압파형 및 양이온 발생자와 음이온 발생자의 인가전압파형, 도 18(B)는 양이온 발생자와 음이온 발생자의 전류파형, 도 18(C)는 양측 정류회로 및 음측 정류회로에 유출입하는 전류파형을 나타내는 도면이다.
도 19는 2개의 트랜스를 포함한 제전기의 예를 나타내는 도면이다.
도 20은 2개의 트랜스를 포함한 제전기의 예를 나타내는 도면이다.
도 21은 2개의 트랜스를 포함한 제전기의 예를 나타내는 도면이다.
(실시형태 1)
도 1은 실시형태 1에 따른 제전기(1)의 회로도이다.
제전기(1)는 전원장치(10)와 양이온 발생자(101)와 음이온 발생자(102)를 포함하고 있다. 전원장치(10)는 양측 출력단(O1)과 음측 출력단(O2)을 가지고 있다. 전원장치(10)는 양측 출력단(O1)으로부터 양극성 고전압(이하, 양전압이라고 함)을 출력한다. 또한, 전원장치(10)는 음측 출력단(O2)으로부터 음극성 고전압(이하, 음전압이라고 함)을 출력한다.
양이온 발생자(101)는 양측 출력단(O1)에 접속되어 있다. 음이온 발생자(102)는 음측 출력단(O2)에 접속되어 있다. 양이온 발생자(101) 및 음이온 발생자(102)는 각각 침상의 방전 전극이다. 전원장치(10)에 의해, 양측 침상의 방전 전극에 양전압이 인가되고, 음측 침상의 방전 전극에 음전압이 인가되면, 각각의 방전 전극에서 코로나 방전이 발생하고, 공기가 전리(電離)되어 양이온 및 음이온이 각각 생성된다.
전원장치(10)는 구동 회로(11), 트랜스(T1), 양측 정류회로(12) 및 음측 정류회로(13)를 포함하고 있다.
트랜스(T1)는 일차 권선(N1) 및 이차 권선(N2)을 가지고 있다. 일차 권선(N1)은 구동 회로(11)에 접속되어 있다. 구동 회로(11)는 교류 전압을 트랜스(T1)의 일차 권선(N1)에 공급한다. 트랜스(T1)의 일차 권선(N1)에 교류 전압이 인가되면, 트랜스(T1)의 이차 권선(N2)에는, 일차 권선(N1)에 인가된 교류 전압의 권수비 배의 교류 전압이 발생한다. 이하, 일차 권선(N1)에 인가되는 교류 전압을 "입력 전압"이라고 한다.
트랜스(T1)의 이차 권선(N2)의 제1 단은 그라운드에 접속되어 있다. 이차 권선(N2)의 제2 단은 양측 정류회로(12) 및 음측 정류회로(13)에 접속되어 있다.
양측 정류회로(12)는 다이오드(D11, D12) 및 커패시터(C11, C12)가 조합되어 구성된 콕크로프트 윌턴 회로이다. 이 예에서는 양측 정류회로(12)는 이차 권선(N2)에 유기되는 양전압을 승압하도록 다이오드 및 콘덴서가 2단으로 조합되어 구성되어 있다. 첫 번째 단의 다이오드(D11)의 애노드는 커패시터(C3)를 통해 그라운드에 접속되어 있다. 또한, 두 번째 단의 다이오드(D12)와 커패시터(C12)의 접속점은 전원장치(10)의 양측 출력단(O1)에 접속되어 있다. 한편, 양측 정류회로(12)는 커패시터(C12) 대신에 부품 간이나 배선 간에 존재하는 분포 용량을 대용해도 된다. 양측 정류회로(12)는 본 발명에 따른 "제1 콕크로프트 윌턴 회로"의 일례이다.
음측 정류회로(13)는 다이오드(D21, D22) 및 커패시터(C21, C22)가 조합되어 구성된 콕크로프트 윌턴 회로이다. 이 예에서는, 음측 정류회로(13)는 이차 권선(N2)에 유기되는 음전압을 승압하도록, 다이오드 및 콘덴서가 2단으로 조합되어 구성되어 있다. 첫 번째 단의 다이오드(D21)의 캐소드는 커패시터(C3)를 통해 그라운드에 접속되어 있다. 또한, 2번째 단의 다이오드(D22)와 커패시터(C22)의 접속점은 전원장치(10)의 음측 출력단(O2)에 접속되어 있다. 한편, 양측 정류회로(12)는 커패시터(C22) 대신에 부품 간이나 배선 간에 존재하는 분포 용량을 대용해도 된다. 음측 정류회로(13)는 본 발명에 따른 "제2 콕크로프트 윌턴 회로"의 일례이다.
이 구성의 제전기(1)에 의해, 대상물을 양음 전위가 치우치는 일 없이 제전하기 위해, 양과 음의 이온의 발생 균형을 조정할 필요가 있다. 양과 음의 이온의 발생 균형을 조정하기 위해서는 양이온 발생자(101)에 흐르는 전류(이하, 양전류라고 함)와 음이온 발생자(102)에 흐르는 전류(이하, 음전류라고 함)의 절대값을 동일하게 하고, 양이온 발생자(101)에서 생성되는 양이온량과 음이온 발생자(102)에서 생성되는 음이온량을 동일하게 할 필요가 있다. 본 실시형태에서는 커패시터(C3)를 마련함으로써 양전류와 음전류의 절대값을 동일하게 할 수 있다.
이하, 그 이유에 대해 설명한다. 이하에서는 양측 정류회로(12) 및 음측 정류회로(13)와 이차 권선(N2)의 접속점을 "A점"으로 한다. 또한, 양측 정류회로(12) 및 음측 정류회로(13)와 커패시터(C3)의 접속점을 "B점"으로 한다.
도 2(A)는 접속점(A)에 발생하는 전압파형, 다이오드(D12)의 애노드 측, 및 다이오드(D22)의 캐소드 측의 전압파형, 그리고 양이온 발생자(101) 및 음이온 발생자(102)에 대한 인가전압파형을 나타낸다. 도 2(B)는 양이온 발생자(101) 및 음이온 발생자(102)에 대한 전류파형을 나타내는 도면이다. 도 2(C)는 양측 정류회로(12) 및 음측 정류회로(13) 각각에 유출입하는 전류파형을 나타내는 도면이다.
도 2(A)에서는 접속점(A)에 발생하는 전압파형을 파선의 곡선으로 나타내고, 다이오드(D12)의 애노드 측의 전압파형을 실선의 곡선으로 나타내며, 다이오드(D22)의 캐소드 측의 전압파형을 점선의 곡선으로 나타낸다. 또한, 양이온 발생자(101)에 대한 인가전압은 약 6㎸이고, 음이온 발생자(102)에 대한 인가전압은 약 -6㎸이다. 도 2(B) 및 도 2(C) 각각에서는 양이온 발생자(101) 및 양측 정류회로(12)에 관한 파형을 실선으로 나타내고, 음이온 발생자(102) 및 음측 정류회로(13)에 관한 파형을 실선으로 나타낸다.
초기 상태로서 커패시터(C3)에 전하가 모여 있지 않다고 가정한다. 이 경우, 일차 권선(N1)에 정현파 교류전압이 인가되면, 커패시터(C3)의 양단(兩端) 간 전압은 거의 제로이다. 이 때문에, 도 2(A)에 나타내는 바와 같이, 접속점(A)에 발생하는 전압의 양전압 피크값과 음전압 피크값의 절대값은 거의 동일하다. 여기서, 접속점(A)에 발생하는 전압을 Vpp로 나타내면, 양전압 피크값은 Vpp/2, 음전압 피크 값은 -Vpp/2이다.
양측 정류회로(12)에서는 양전압 피크값(Vpp/2)이 커패시터(C11)와 다이오드(D11)에 의해 구성되는 반파 정류회로에 의해, 커패시터(C11)에 직류전압(Vpp/2)이 충전된다. 다이오드(D12)의 애노드에는 교류전압(Vpp)에, 직류전압(Vpp/2)이 중첩된 전압이 발생한다(도 2(A)의 실선 곡선). 그리고 피크 전압(Vpp)이 다이오드(D12)와 커패시터(C12)로 구성되는 반파 정류회로로 정류되어, 직류전압(Vpp)이 양이온 발생자(101)에 인가된다.
음측 정류회로(13)에서는 양측 정류회로(12)와 양음이 반대가 되는 동작에 의해, 직류전압(-Vpp)이 음이온 발생자(102)에 인가된다.
그리고 양이온 발생자(101)에 인가된 양전압과, 양이온 발생자(101)의 이온 생성의 용이함에 따라, 양이온 발생자(101)에서 양극성 코로나 방전이 발생하여 양이온이 생성된다. 그리고 양이온 발생자(101)에는 발생한 이온 전하량과 동일한 양이온 전류가 흐른다. 또한, 음이온 발생자(102)에 인가된 음전압과 음이온 발생자(102)의 이온 생성의 용이함에 따라, 음이온 발생자(102)에서 음극성 코로나 방전이 발생하여 음이온이 생성된다. 그리고 음이온 발생자(102)에는 발생한 음이온 전하량과 동일한 음이온 전류가 흐른다.
예를 들면, 양이온보다 음이온이 발생하기 쉬운 경우에는, 도 2(B)와 같이 양이온 발생자(101)에 흐르는 전류의 절대값(=양이온량)보다 음이온 발생자(102)에 흐르는 전류의 절대값(=음이온량) 쪽이 커진다. 이들 이온 발생자 전류는, 도 2(C)와 같이 양측 정류회로(12)와 음측 정류회로(13) 각각에 대한 유출입 펄스 전류로서, 그라운드로부터 커패시터(C3)를 통해 양측 정류회로(12) 또는 음측 정류회로(13)에 공급된다. 이 경우, 음펄스 전류 절대값 쪽이 양펄스 전류 절대값보다 커진다. 이들에 입각하면, 양이온량과 음이온량을 동일하게 하기 위해서는 양전압 피크값과 음전압 피크값을 변화시켜, B점으로부터 양측 정류회로(12)와 음측 정류회로(13)에 흘러들어가는 전류값의 합(차이)을 제로로 하면 되는 것을 알 수 있다.
다음으로, 음이온 쪽이 양이온보다 발생하기 쉬운 상태에서 회로 동작이 계속되고 있는 상태를 설명한다.
도 3(A)는 초기 상태에서 정상 상태까지의, 양이온 발생자(101) 및 음이온 발생자(102)에 대한 인가전압파형 및 커패시터(C3)의 전압파형, 도 3(B)는 양이온 발생자(101) 및 음이온 발생자(102)에 흐르는 전류파형을 나타내는 도면이다.
도 3(A)에서 실선파형은 커패시터(C3)의 전압파형, 파선파형은 양이온 발생자(101)에 대한 인가전압파형, 점선파형은 음이온 발생자(102)에 대한 인가전압파형이다. 또한, 도 3(B)에서 실선파형은 양이온 발생자(101)에 유입되는 전류파형, 점선파형은 음이온 발생자(102)에 유입되는 전류파형을 나타낸다.
B점으로부터 양측 정류회로(12)와 음측 정류회로(13)에 유출입하는 전하 총량은 그라운드를 통해 커패시터(C3)의 충방전에 의해 공급되는데, 이때 커패시터(C3)로부터 유출입하는 전하량에 따라, 커패시터(C3)의 양단 전압은 V=Q(총 전하량)/C(콘덴서 용량)가 되도록 변화한다.
초기 상태에서는 A점으로부터 양측 정류회로(12)와 음측 정류회로(13)에 유입하는 전류 총합이 음전류로 되어 있다. 이 때문에, 커패시터(C3)는 음전류 공급량(=음전하)만큼만 전압이 증가하고, B점 전압(Vcb로 함)도 증가한다. 따라서, 커패시터(C11)에 충전되는 전압은 Vcb-(-Vpp/2)=Vpp/2+Vcb가 되고, 다이오드(D12)의 캐소드 측에 발생하는 전압은 Vpp+Vcb이다.
커패시터(C21)에 충전되는 전압은 Vcb-Vpp/2가 되고, 다이오드(D22)의 애노드 측에 발생하는 전압은 -Vpp+Vcb이다.
이로써, 양이온 발생량은 증가하고, 음이온 발생량은 감소한다. 도 3(A)에 나타내는 바와 같이, 커패시터(C3)의 전압의 상승과 양이온 발생자(101)에 대한 인가전압의 변화는 양음 전류의 차이(=양음 이온의 발생량의 차이)가 없어질 때까지 계속되고, 양음 전류의 차이가 없어지면 커패시터(C3)에 대한 전류의 유입과 콘덴서 전압의 변화도 없어진다.
도 4(A)는 정상상태에서, 일차 권선(N1)에 정현파 교류 입력 전압을 인가한 직후의 양이온 발생자(101)와 음이온 발생자(102)에 대한 인가전압파형, 도 4(B)는 양이온 발생자(101)와 음이온 발생자(102)에 흐르는 전류파형, 도 4(C)는 양측 정류회로(12) 및 음측 정류회로(13)에 흐르는 전류파형을 나타내는 도면이다. 이 도면에서, A점에서의 전압파형이 양측으로 시프트하고, 양이온 발생자(101)와 음이온 발생자(102)에 흐르는 전류의 절대값과, 양측 정류회로(12) 및 음측 정류회로(13)에 흐르는 전류의 절대값이 각각 동일하게 되어 있는 것을 알 수 있다.
이와 같이, 커패시터(C3)를 마련함으로써 양이온 발생자(101) 및 음이온 발생자(102)에서 생성되는 양음의 이온량은 동일해져, 양과 음의 이온의 발생 균형을 잘 이룬 제전기(1)를 실현할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 커패시터(C3)만을 마련하는 것만으로 제전기(1)의 양과 음의 이온의 발생 균형이 유지되기 때문에, 양음 이온량의 검출 또는 이온 전류검출과 이를 이용한 피드백 제어를 실시할 필요가 없다. 이 때문에, 피드백 제어 회로를 마련할 필요가 없어, 제조 비용의 삭감, 부품의 삭감에 따른 코스트 다운, 소형화가 가능해진다.
또한, 본 실시형태에서는 트랜스(T1)의 일차 권선(N1)에 인가하는 입력 전압은 정현파 교류전압이지만, 반드시 정현파 교류전압일 필요는 없고, 교류파형이라면 어떠한 파형형상이어도 된다. 예를 들면, 도 5와 같은 펄스 전압파형 또는 플라이백 전압파형, 직사각형파 전압파형이어도 된다. 도 5(A)는 펄스 전압파형, 도 5(B)는 플라이백 전압파형, 도 5(C)는 직사각형파 전압파형을 나타내는 도면이다.
이하에, 실시형태 1에 따른 제전기(1)의 변형예에 대해 설명한다.
제전기(1)는 복수개의 양이온 발생자(101) 및 음이온 발생자(102)를 포함하고 있어도 된다.
도 6은 양이온 발생자 및 음이온 발생자를 복수개 포함한 제전기(1)의 예를 나타내는 도면이다. 이 예에서는, 제전기(1)는 5개의 양이온 발생자(101) 및 음이온 발생자(102)를 포함하고 있다. 이 경우, 광범위에 걸쳐 양음 균형을 이룬 이온으로 제전할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 양측 정류회로와 음측 정류회로 각각의 커패시터 및 다이오드의 단수를 2단으로 하고 있지만, 양측 정류회로와 음측 정류회로의 단수가 짝수이면 된다. 예를 들면, 양측 정류회로가 4단, 음측 정류회로의 단수가 2단이어도 된다.
도 7은 양측 정류회로 및 음측 정류회로의 단수를 4단으로 한 경우의 제전기(1A)의 회로도이다.
이 예에서 제전기(1A)가 포함하는 전원장치(10A)는 트랜스(T1)의 이차 측의 구성이 도 1과 상이하다. 전원장치(10A)는 양측 정류회로(12A)와 음측 정류회로(13A)를 포함하고 있다.
양측 정류회로(12A)는 다이오드(D11, D12, D13, D14) 및 커패시터(C11, C12, C13, C14)를 포함하고, 다이오드 및 콘덴서가 4단으로 조합되어 구성되어 있다. 첫 번째 단의 다이오드(D11)의 애노드는 커패시터(C3)를 통해 그라운드에 접속되어 있다. 또한, 4번째 단의 다이오드(D14)와 커패시터(C14)의 접속점은 전원장치(10A)의 양측 출력단(O1)에 접속되어 있다. 양측 정류회로(12A)는 본 발명에 따른 "제1 콕크로프트 윌턴 회로"의 일례이다.
음측 정류회로(13A)는 다이오드(D21, D22, D23, D24) 및 커패시터(C21, C22, C23, C24)를 포함하고, 다이오드 및 콘덴서가 4단으로 조합되어 구성되어 있다. 첫 번째 단의 다이오드(D21)의 캐소드는 커패시터(C3)를 통해 그라운드에 접속되어 있다. 또한, 4번째 단의 다이오드(D24)와 커패시터(C24)의 접속점은 전원장치(10A)의 음측 출력단(O2)에 접속되어 있다. 음측 정류회로(13A)는 본 발명에 따른 "제2 콕크로프트 윌턴 회로"의 일례이다.
이 구성에서의 동작은 도 1의 제전기(1)와 동일하기 때문에 설명은 생략한다. 한편, 양측 정류회로 및 음측 정류회로의 단수가 짝수이면, 그 단수는 특별히 한정되지 않는다. 이하에, 단수가 홀수인 경우는 바람직하지 않은 이유를 나타낸다.
도 8은 양측 정류회로 및 음측 정류회로의 단수가 홀수인 경우의 제전기의 회로도이다.
트랜스 이차 권선으로부터 A점으로 정현파 교류전압 Vpp가 인가되면, 커패시터(C3)의 양단 간 전압이 제로라고 하면, 양측 정류회로(12B)의 C13에는 Vpp가 DC전압으로서 충전되고, 커패시터(C11)에는 양전압 피크값 Vpp/2가 충전되기 때문에, 양측 정류회로(12B)의 출력은 +3/2*Vpp이 된다.
한편, 음측 정류회로(13B)의 커패시터(C23)에는 -Vpp가 DC 성분으로서 충전되고, 커패시터(C21)에는 음전압 피크값 -Ｖｐｐ/2가 충전되기 때문에, 음측 정류회로(13B)의 출력은 -3/2*Vpp이 된다.
양측 정류회로(12B)는 커패시터(C11)를 통해, 음측 정류회로(13B)는 커패시터(C21)를 통해, 각각 커패시터(C3)와 접속되어 있지만, 커패시터(C11) 및 커패시터(C21)는 DC 전류를 흐르게 할 수는 없고, 커패시터(C3)의 양단 간에 치우친 DC 전압이 발생할 일은 없어, 양음의 출력 전압이 커패시터(C3)에 의해 변화될 일은 없다.
따라서 양과 음의 출력 전압의 절대값은 동일해지고, 양음 출력 전류는 출력 전압과 양회로와 음회로에 접속되는 각 부하에 의해 정해지기 때문에, 결국 이 구성에서는 양음 전류가 균형을 이루지는 않는다.
한편, 본 실시형태에서는 양이온보다 음이온이 발생하기 쉬운 경우를 예로 설명하고 있지만, 음이온보다도 양이온이 발생하기 쉬운 경우에도 동일한 효과를 발휘한다.
도 9는 다른 예의 제전기(1C)의 회로도이다.
이 제전기(1C)의 전원장치(10C)는 2개의 이차 권선(N21, N22)을 가지는 트랜스(T2)를 포함한다. 이차 권선(N21, N22) 각각의 제1 단은 그라운드에 접속되어 있다. 이차 권선(N21)의 제2 단은 양측 정류회로(12)가 접속되어 있다. 이차 권선(N22)의 제2 단은 음측 정류회로(13)가 접속되어 있다.
이 구성이어도 도 1에 나타내는 제전기(1)와 마찬가지로, 커패시터(C3)를 마련함으로써 제전기(1C)의 양과 음의 이온의 발생 균형을 유지할 수 있다.
도 10은 다른 예의 제전기(1D)의 회로도이다.
도 1에 나타내는 제전기(1)에서는 전원장치(10)가 포함하는 트랜스(T1)의 이차 권선(N2)의 제1 단은 그라운드에 직접 접속하고 있다. 이에 반하여, 도 10에 나타내는 제전기(1D)에서는 전원장치(10C)의 이차 권선(N2)의 제1 단은 B점에 접속하고 있다. 즉, 이차 권선(N2)의 제1 단은 커패시터(C3)를 통해 그라운드에 접속하고 있다. 한편, 다른 구성은 도 1의 제전기(1)와 동일하다.
전원장치(10D)의 양측 출력단(O1)과 음측 출력단(O2)으로부터는 각각 양음 이온 전류가 유출입한다. 이 예에서는 트랜스(T1)의 이차 측(고압 측)이 그라운드로부터 커패시터(C3)를 통해 플로팅(floating)하고 있다. 이 때문에, 양음 이온 전류는 커패시터(C3)로부터 공급된다.
예를 들면, 양이온보다 음이온이 발생하기 쉬운 경우, 양이온 발생자(101)에 흐르는 전류의 절대값(=양이온량)보다 음이온 발생자(102)에 흐르는 전류의 절대값(음이온량) 쪽이 크다. 양음 이온 전류는 커패시터(C3)로부터 공급되기 때문에, 커패시터(C3)에는 양측 정류회로(12) 및 음측 정류회로(13)로부터 양음 전류의 차만큼인 음전류가 흘러 들어가고, 커패시터(C3)의 양단 전압은 Vcb=Q(총 전하량)/C(콘덴서 용량)가 되도록 변화한다.
따라서, 양측 출력단(O1)과 음측 출력단(O2)에 발생하는 전압은 초기 전압을 V1과 -V2로 나타내면, 각각 V1+Ｖｃｂ와 -V2+Ｖｃｂ가 된다. 즉, 양전압은 증가하므로 양이온 발생량은 증가하고, 음전압은 감소하므로 음이온 발생량은 감소한다. 커패시터(C3)의 전압의 상승과 음이온 발생자(102)에 대한 인가전압의 변화는 양음 전류의 차이(=양음 이온의 발생량의 차이)가 없어질 때까지 계속되고, 양음 전류의 차이가 없어지면 커패시터(C3)에 대한 전류의 유입과 콘덴서 전압의 변화도 없어진다.
이와 같이, 커패시터(C3)를 마련함으로써 양이온 발생자(101) 및 음이온 발생자(102)로 생성되는 양음의 이온량은 동일해져, 양음 이온의 발생 균형을 잘 이룬 제전기(1D)를 실현할 수 있다.
도 11은 다른 예의 제전기(1E)의 회로도이다.
이 제전기(1E)는 도 10에 나타내는 제전기(1D)와, 트랜스의 구성이 상이하다. 자세한 내용은, 제전기(1E)의 전원장치(10E)는 2개의 이차 권선(N21, N22)을 가지는 트랜스(T2)을 포함한다. 이차 권선(N21, N22) 각각의 제1 단은 커패시터(C3)를 통해 그라운드에 접속되어 있다. 이차 권선(N21)의 제2 단은 양측 정류회로(12)가 접속되어 있다. 이차 권선(N22)의 제2 단은 음측 정류회로(13)가 접속되어 있다.
이 구성이어도 커패시터(C3)에 의해, 제전기(1E)의 양과 음의 이온의 발생 균형을 유지할 수 있다.
도 12는 다른 예의 제전기(1F)의 회로도이다.
제전기(1F)의 전원장치(10F)는 2개의 이차 권선(N21, N22)을 가지는 트랜스(T2)를 포함한다. 이차 권선(N21, N22) 각각의 제1 단은 그라운드에 접속되어 있다.
이차 권선(N21)의 제2 단에는 양측 정류회로(121)와 음측 정류회로(131)가 접속되어 있다. 양측 정류회로(121)와 음측 정류회로(131)는 커패시터(C31)를 통해 그라운드에 접속되어 있다. 양측 정류회로(121)는 양측 출력단(O11)에 접속되고, 음측 정류회로(131)는 음측 출력단(O21)에 접속되어 있다. 양측 출력단(O11)에는 양이온 발생자(101A)가 접속되어 있다. 음측 출력단(O21)에는 음이온 발생자(102A)가 접속되어 있다.
이차 권선(N22)의 제2 단에는 양측 정류회로(122)와 음측 정류회로(132)가 접속되어 있다. 양측 정류회로(122)와 음측 정류회로(132)는 커패시터(C32)를 통해 그라운드에 접속되어 있다. 양측 정류회로(122)는 양측 출력단(O12)에 접속되고, 음측 정류회로(132)는 음측 출력단(O22)에 접속되어 있다. 양측 출력단(O12)에는 양이온 발생자(101B)가 접속되어 있다. 음측 출력단(O22)에는 음이온 발생자(102B)가 접속되어 있다.
한편, 양측 정류회로(121, 122)는 양측 정류회로(12)(도 1)와 동일한 구성이고, 구성하는 각 소자에는 같은 부호를 붙이고 있다. 마찬가지로, 음측 정류회로(131, 132)는 음측 정류회로(13)(도 1)와 동일한 구성이고, 구성하는 각 소자에는 같은 부호를 붙이고 있다.
이 구성이어도 커패시터(C31, C32)에 의해, 제전기(1F)의 양과 음의 이온의 발생 균형을 유지할 수 있다. 또한, 이차 권선(N21, N22)의 권수를 바꿈으로써, 양이온 발생자(101A) 및 음이온 발생자(102A)와, 양이온 발생자(101B) 및 음이온 발생자(102B)에 인가하는 전압을 다르게 할 수 있다. 이로써, 다양한 요구 사양에 대하여 유연하게 대응 가능해진다.
도 13은 다른 예의 제전기(1G)의 회로도이다.
제전기(1G)의 전원장치(10G)는 3개의 양측 정류회로(121, 122, 123)와 3개의 음측 정류회로(131, 132, 133)를 포함한다.
전원장치(10G)는 양측 출력단(O11, O12, O13)과 음측 출력단(O21, O22, O23)을 포함하고 있다. 양측 출력단(O11, O12, O13)에는 양이온 발생자(101A, 101B, 101C)가 접속되어 있다. 음측 출력단(O21, O22, O23)에는 음이온 발생자(102A, 102B, 102C)가 접속되어 있다.
이차 권선(N2)의 제2 단에는 도 12에서 설명한, 양측 정류회로(121, 122)와, 음측 정류회로(131, 132)와, 커패시터(C31, C32)로 이루어지는 구성의 회로가 접속되어 있다. 더욱이, 이차 권선(N2)의 제2 단에는 커패시터(C33)를 통해 양측 정류회로(123)와 음측 정류회로(133)가 접속되어 있다.
양측 정류회로(123)는 다이오드(D15, D16, D17) 및 커패시터(C15, C16, C17)를 포함하고, 다이오드 및 콘덴서가 3단으로 조합되어 구성되어 있다. 첫 번째 단의 다이오드(D15)의 애노드는 커패시터(C4)를 통해 이차 권선(N2)에 접속되어 있다. 또한, 3번째 단의 다이오드(D17)와 커패시터(C17)의 접속점은 전원장치(10G)의 양측 출력단(O13)에 접속되어 있다.
음측 정류회로(133)는 다이오드(D25, D26, D27) 및 커패시터(C25, C26, C27)를 포함하고, 다이오드 및 콘덴서가 3단으로 조합되어 구성되어 있다. 첫 번째 단의 다이오드(D25)의 캐소드는 커패시터(C4)를 통해 이차 권선(N2)에 접속되어 있다. 또한, 3번째 단의 다이오드(D27)와 커패시터(C27)의 접속점은 전원장치(10G)의 음측 출력단(O23)에 접속되어 있다.
이 구성에서 제전기(1G)는 복수개의 양이온 발생자(101A, 101B, 101C)와 음이온 발생자(102A, 102B, 102C)를 포함함으로써, 광범위에 걸쳐 양음 균형을 이룬 이온으로 제전할 수 있다. 침의 마모나 손상에 의해 일부의 침의 이온이 많거나 적으면, 그 침 근방에서의 이온 균형은 나빠지지만, 본 실시형태에서는 양이온 소자와 음이온의 소자의 전류 총량이 균형을 이루기 때문에, 결과적으로 광범위하게 이온 균형을 이룬 제전 이온을 방출하는 것이 가능해진다.
또한, 이 예에서는 양측 정류회로(121, 122)와 음측 정류회로(131, 132)로부터는 거의 동일한 정도의 전압이 출력되고, 양측 정류회로(123)와 음측 정류회로(133)로부터는, 양측 정류회로(121, 122)와 음측 정류회로(131, 132)로부터의 약 1.5배의 전압이 출력되므로 양이온 발생자(101C)와 음이온 발생자(102C)의 근방에서는 양음 이온량이 보다 많아 제전효과도 높게 할 수 있다.
또한, 양음의 정류회로와 커패시터의 조합은 몇 세트이어도 되고, 각 조합 내에서의 양음의 정류회로의 개수도 각각이 1개 이상이면 몇 개이어도 되며, 이온 균형 출력이 가능한 양음의 정류회로를 자유롭게 설계, 배치할 수 있다.
도 14는 다른 예의 제전기(1H)의 회로도이다.
제전기(1H)의 전원장치(10H)는 양측 출력단(O11, O12)과 음측 출력단(O21, O22)을 포함하고 있다. 양측 출력단(O11)에는 3개의 양이온 발생자(101A)가 접속되어 있다. 음측 출력단(O21)에는 2개의 음이온 발생자(102A)가 접속되어 있다. 양측 출력단(O12)에는 2개의 양이온 발생자(101B)가 접속되어 있다. 음측 출력단(O22)에는 3개의 음이온 발생자(102B)가 접속되어 있다.
전원장치(10H)는 도 1에 나타내는 양측 정류회로(12) 및 음측 정류회로(13)와, 도 7에 나타내는 양측 정류회로(12A) 및 음측 정류회로(13A)를 포함하고 있다. 양측 정류회로(12)는 양측 출력단(O11)에 접속되고, 음측 정류회로(13)는 음측 출력단(O21)에 접속되어 있다. 양측 정류회로(12A)는 양측 출력단(O12)에 접속되고, 음측 정류회로(13A)는 음측 출력단(O22)에 접속되어 있다.
이 구성에 나타내는 바와 같이, 정류회로에 접속되는 이온 발생자의 수는 몇 개이어도 된다. 커패시터(C3)와 정류회로로 이온 균형이 유지되기 때문에, 양측 출력단(O11)에 접속되는 양이온 발생자(101)의 이온 전류 총량과, 음측 출력단(O21)에 접속되는 음이온 발생자(102)의 이온 전류 총량의 절대값은 동일해진다. 또한, 양측 출력단(O12)에 접속되는 양이온 발생자(101)의 이온 전류 총량과, 음측 출력단(O22)에 접속되는 음이온 발생자(102)의 이온 전류 총량의 절대값은 동일해진다.
(실시형태 2)
이하, 실시형태 2에 따른 제전기에 대해 설명한다. 실시형태 1에서는 전원장치의 트랜스는 하나의 이차 권선을 포함하고, 그 이차 측에 마련된 양측 정류회로 및 음측 정류회로는 콕크로프트 윌턴 회로이다. 이에 반하여, 실시형태 2에서는 전원장치의 트랜스는 2개의 이차 권선을 포함하고, 그 이차 측에 마련된 양측 정류회로 및 음측 정류회로는 배전압 회로이다.
도 15는 실시형태 2에 따른 제전기(2)의 회로도이다.
제전기(2)는 전원장치(20)와 양이온 발생자(101)와 음이온 발생자(102)를 포함하고 있다. 전원장치(20)의 양측 출력단(O1)에는 양이온 발생자(101)가 접속되어 있다. 전원장치(20)의 음측 출력단(O2)에는 음이온 발생자(102)가 접속되어 있다.
전원장치(20)는 트랜스(T2)를 가진다. 트랜스(T2)는 일차 권선(N1)과 2개의 이차 권선(N21, N22)을 가진다. 일차 권선(N1)에는 구동 회로(21)가 접속되어 있다. 이차 권선(N21)은 본 발명에 따른 "제1 이차 권선"의 일례이다. 이차 권선(N22)은 본 발명에 따른 "제2 이차 권선"의 일례이다.
이차 권선(N21)에는 양측 정류회로(22)가 접속되어 있다. 양측 정류회로(22)는 다이오드(D31, D32) 및 커패시터(C31, C32)를 포함한 배전압 회로이다. 다이오드(D31) 및 커패시터(C31)의 접속점은 양측 출력단(O1)에 접속되어 있다. 다이오드(D32) 및 커패시터(C32)의 접속점은 커패시터(C4)를 통해 그라운드에 접속되어 있다.
이차 권선(N22)에는 음측 정류회로(23)가 접속되어 있다. 음측 정류회로(23)는 다이오드(D33, D34) 및 커패시터(C33, C34)를 포함한 배전압 회로이다. 다이오드(D33) 및 커패시터(C33)의 접속점은 음측 출력단(O2)에 접속되어 있다. 다이오드(D34) 및 커패시터(C34)의 접속점은 커패시터(C4)를 통해 그라운드에 접속되어 있다.
양측 정류회로(22)는 본 발명에 따른 "제1 배전압 회로"의 일례이다. 다이오드(D31)는 본 발명에 따른 "제1 다이오드"의 일례이다. 음측 정류회로(23)는 본 발명에 따른 "제2 배전압 회로"의 일례이다. 다이오드(D33)는 본 발명에 따른 "제2 다이오드"의 일례이다.
도 16(A)는 이차 권선(N21, N22)의 출력단 전압파형과, 양이온 발생자(101) 및 음이온 발생자(102)에 대한 인가전압파형, 도 16(B)는 양이온 발생자(101) 및 음이온 발생자(102)에 대한 전류파형, 도 16(C)는 이차 권선(N21, N22)의 출력 전압단으로부터 양측 정류회로(22) 및 음측 정류회로(23)에 유출입하는 전류파형을 나타내는 도면이다.
도 16(A)에서는 이차 권선(N21)의 출력단 전압파형을 실선 곡선으로 나타내고, 이차 권선(N22)의 출력단 전압파형을 점선 곡선으로 나타낸다. 또한, 양이온 발생자(101)에 대한 인가전압은 약 6㎸이고, 음이온 발생자(102)에 대한 인가전압은 약 -6㎸이다. 도 16(B) 및 도 16(C) 각각에서는 양이온 발생자(101) 및 양측 정류회로(22)에 관한 파형을 실선으로 나타내고, 음이온 발생자(102) 및 음측 정류회로(23)에 관한 파형을 실선으로 나타낸다.
초기 상태로서 커패시터(C4)에 전하가 모여 있지 않은 경우, 커패시터(C4)의 양단 간 전압은 거의 제로이다. 여기서, 일차 권선(N1)에 정현파 교류 전압 Vpp가 인가되면, 이차 권선(N21)의 출력 전압이 음일 때, 이차 권선(N21)→커패시터(C32)→다이오드(D32)의 경로로 커패시터(C32)에는 Vpp/2가 충전된다. 이차 권선(N21)의 출력 전압이 양일 때는, 이차 권선(N21)→다이오드(D31)→커패시터(C31)의 경로로 커패시터(C31)에는 Vpp/2가 충전된다. 따라서, 양측 출력단(O1)에는 커패시터(C31, C32)의 합계 전압 Ｖｐｐ가 발생하고, 양이온 발생자(101)에 인가된다.
음측 정류회로(23)에서는 양측 정류회로(22)와 양음이 반대가 된 동작에 의해, 음측 출력단(O2)에는 직류 전압 -Vpp가 발생하여 음이온 발생자(102)에 인가된다.
예를 들면, 양이온보다 음이온이 발생하기 쉬운 경우에는 도 16(B)와 같이, 양이온 발생자(101)에 흐르는 전류의 절대값(양이온량)보다 음이온 발생자(102)에 흐르는 전류의 절대값(음이온량) 쪽이 커진다. 이들 이온 발생자 전류는 도 16(C)와 같이 양측 정류회로(22)와 음측 정류회로(23)에 대한 유출입 펄스 전류로서, 그라운드로부터 커패시터(C4)로부터 이차 권선(N21)을 통해 커패시터(C31, C32)를 충전한다.
도 17(A)는 초기 상태로부터 정상 상태까지의, 양이온 발생자(101) 및 음이온 발생자(102)에 대한 인가전압파형 및 커패시터(C4)의 전압파형, 도 17(B)는 양이온 발생자(101) 및 음이온 발생자(102)의 전류파형을 나타내는 도면이다.
도 17(A)에서 실선파형은 커패시터(C4)의 전압파형, 파선파형은 양이온 발생자(101)에 대한 인가전압파형, 점선파형은 음이온 발생자(102)에 대한 인가전압파형이다. 또한, 도 17(B)에서 실선파형은 양이온 발생자(101)에 유입되는 전류파형, 점선파형은 음이온 발생자(102)에 유입되는 전류파형을 나타낸다.
커패시터(C4)로부터 양측 정류회로(22)와 음측 정류회로(23)에 유출입하는 전하 총량은 그라운드를 통해 커패시터(C4)의 충방전에 의해 공급되지만, 이때 커패시터(C4)로부터 유출입하는 전하량에 따라, 커패시터(C4)의 양단 전압은 V=Q(총 전하량)/C(콘덴서 용량)가 되도록 변화한다.
초기 상태에서는 양측 정류회로(22)와 음측 정류회로(23)에 유입하는 전류 총합이 음전류로 되어 있다. 이 때문에, 커패시터(C4)는 음전류 공급량(=음전하)만큼만 전압이 증가하고, 커패시터(C4)의 전압(Vcb로 함)도 증가한다. 따라서, 양측 출력단(O1)에 발생하는 전압은 Ｖｐｐ+Ｖｃｂ가 되고, 음측 출력단(O2)에 발생하는 전압은 -Ｖｐｐ+Ｖｃｂ가 된다.
이로써, 양이온 발생량은 증가하고, 음이온 발생량은 감소한다. 도 14(A)에 나타내는 바와 같이, 커패시터(C4)의 전압의 상승과, 양이온 발생자(101) 및 음이온 발생자(102)에 대한 인가전압의 변화는, 양음 전류의 차이(=양음 이온의 발생량의 차이)가 없어질 때까지 계속되고, 양음 전류의 차이가 없어지면, 커패시터(C4)에 대한 직류 성분의 유입과 커패시터(C4)의 전압의 변화도 없어진다.
도 18(A)는 커패시터(C4)에 대한 직류 전류 성분의 유입이 없어진 정상 상태에서의 이차 권선(N21, N22)의 출력단 전압파형 및 양이온 발생자(101)와 음이온 발생자(102)의 인가전압파형, 도 18(B)는 양이온 발생자(101)와 음이온 발생자(102)의 전류파형, 도 18(C)는 양측 정류회로(22) 및 음측 정류회로(23)에 유출입하는 전류파형을 나타내는 도면이다.
도 18(A)에서는 이차 권선(N21)의 출력단 전압파형을 실선 곡선으로 나타내고, 이차 권선(N22)의 출력단 전압파형을 점선 곡선으로 나타낸다. 또한, 양이온 발생자(101)에 대한 인가전압은 약 8㎸이고, 음이온 발생자(102)에 대한 인가 전압은 약 -5㎸이다. 도 18(B) 및 도 18(C) 각각에서는 양이온 발생자(101) 및 양측 정류회로(22)에 관한 파형을 실선으로 나타내고, 음이온 발생자(102) 및 음측 정류회로(23)에 관한 파형을 실선으로 나타낸다(도 18(C)에서는 거의 겹쳐있음).
이 도면에서, 이차 권선(N21, N22)의 전압파형은 양측으로 시프트하고, 양이온 발생자(101) 및 음이온 발생자(102)의 전류의 절대값과, 양측 정류회로(22) 및 음측 정류회로(23)의 유입 전류 절대값이 각각 동일해져 있는 것을 알 수 있다. 이와 같이, 커패시터(C4)를 마련함으로써 실시형태 1과 동일한 효과를 실현할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 트랜스(T1)의 일차 권선(N1)에 인가하는 입력 전압은 정현파 교류 전압이지만, 반드시 정현파 교류전압일 필요는 없고, 교류 파형이라면 어떠한 파형 형상이어도 된다. 예를 들면, 도 5와 같은 펄스 전압파형 또는 플라이백 전압파형, 직사각형파 전압파형이어도 된다.
실시형태 1, 2에서는 전원장치는 하나의 트랜스만을 포함하고 있지만, 2개의 트랜스를 포함하고 있어도 된다. 이하, 그 예에 대해 설명한다.
도 19, 도 20 및 도 21은 2개의 트랜스를 포함한 제전기의 예를 나타내는 도면이다.
도 19에 나타내는 제전기(3A)가 포함하는 전원장치(30A)는 2개의 트랜스(T11, T12)를 가진다. 이 예에서는 2개의 트랜스(T11, T12)는 비절연형이다.
트랜스(T11)는 일차 권선(N11)과 이차 권선(N21)을 가진다. 일차 권선(N11)에는 구동 회로(311)가 접속되어 있다. 이차 권선(N21)에는 양측 정류회로(12)가 접속되어 있다. 양측 정류회로(12)는 커패시터(C3)를 통해 그라운드에 접속되어 있다.
트랜스(T12)는 일차 권선(N12)과 이차 권선(N22)을 가진다. 일차 권선(N12)에는 구동 회로(312)가 접속되어 있다. 이차 권선(N22)에는 음측 정류회로(13)가 접속되어 있다. 음측 정류회로(13)는 커패시터(C3)를 통해 그라운드에 접속되어 있다.
도 20에 나타내는 제전기(3B)가 포함하는 전원장치(30B)는 2개의 트랜스(T11, T12)를 가진다. 이 예에서는 2개의 트랜스(T11, T12)는 절연형인 점에서, 도 19의 제전기(3A)와 상이하다.
도 21에 나타내는 제전기(3C)가 포함하는 전원장치(30C)는 2개의 트랜스(T11, T12)를 가진다. 이 예에서는 2개의 트랜스(T11, T12)는 절연형이다.
트랜스(T11)는 일차 권선(N11)과 이차 권선(N21)을 가진다. 일차 권선(N11)에는 구동 회로(311)가 접속되어 있다. 이차 권선(N21)에는 양측 정류회로(22)가 접속되어 있다. 양측 정류회로(22)는 커패시터(C4)를 통해 그라운드에 접속되어 있다.
트랜스(T12)는 일차 권선(N12)과 이차 권선(N22)을 가진다. 일차 권선(N12)에는 구동 회로(312)가 접속되어 있다. 이차 권선(N22)에는 음측 정류회로(23)가 접속되어 있다. 음측 정류회로(23)는 커패시터(C4)를 통해 그라운드에 접속되어 있다.
도 19~도 21의 경우, 도 1에 나타내는 제전기(1)와 비교하여 보다 하이파워를 얻을 수 있다. 또한, 도 1에 나타내는 제전기(1) 등에서는 트랜스(T1)의 이차 권선에 복수개의 정류회로를 접속할 필요가 있지만, 이 예에서는 기존 트랜스+기존 정류회로를 유용할 수 있기 때문에, 제품설계의 응용도의 향상이나 설계의 간소화를 도모하는 것이 가능해진다.
C11, C12, C13, C14, C15, C16, C17: 커패시터
C21, C22, C23, C24, C25, C26, C27: 커패시터
C27: 커패시터
C3: 커패시터
C31, C32, C33, C34: 커패시터
C4: 커패시터
D11, D12, D13, D14, D15, D16, D17: 다이오드
D21, D22, D23, D24, D25, D26, D27: 다이오드
D31, D32, D33, D34: 다이오드
N1: 일차 권선
N11, N12: 일차 권선
N2: 이차 권선
N21, N22: 이차 권선
O1: 양측 출력단
O11, O12, O13: 양측 출력단
O2: 음측 출력단
O21, O22, O23: 음측 출력단
T1: 트랜스
T11: 트랜스
T12: 트랜스
T2: 트랜스
1, 1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F, 1G, 1H: 제전기
2: 제전기
3A, 3B, 3C: 제전기
10: 전원장치
10A, 10B, 10C, 10D, 10E, 10F, 10G, 10H: 전원장치
11: 구동 회로
12, 12A, 12B: 양측 정류회로
13, 13A, 13B: 음측 정류회로
20: 전원장치
21: 구동 회로
22: 양측 정류회로
23: 음측 정류회로
30A, 30B, 30C: 전원장치
101, 101A, 101B, 101C: 양이온 발생자
102, 102A, 102B, 102C: 음이온 발생자
121, 122, 123: 양측 정류회로
131, 132, 133: 음측 정류회로
311, 312: 구동 회로

Claims (4)

  1. 교류 전압이 입력되는 일차 권선과, 제1 단(端)이 그라운드에 접속된 이차 권선을 가지는 트랜스와,
    커패시터와 다이오드가 m단(m은 2 이상의 짝수)으로 조합되고, 상기 이차 권선의 제2 단에 접속되며, 상기 이차 권선에 유기(誘起)되는 양전압을 승압하여, 양측(陽側) 출력단에 출력하는 제1 콕크로프트 윌턴 회로와,
    커패시터와 다이오드가 n단(n은 2 이상의 짝수)으로 조합되고, 상기 이차 권선의 상기 제2 단에 접속되며, 상기 이차 권선에 유기되는 음전압을 승압하여, 음측(陰側) 출력단에 출력하는 제2 콕크로프트 윌턴 회로와,
    제1 단이 상기 제1 콕크로프트 윌턴 회로 및 상기 제2 콕크로프트 윌턴 회로에 접속되고, 제2 단이 그라운드에 접속되어 있는 커패시터를 포함한 전원장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이차 권선의 제1 단은 상기 커패시터의 상기 제1 단에 접속되어 있는 전원장치.
  3. 교류 전압이 입력되는 일차 권선과, 제1 이차 권선 및 제2 이차 권선을 가지는 트랜스와,
    애노드가 상기 제1 이차 권선의 일단(一端)에 접속되고, 캐소드가 양측 출력단에 접속된 제1 다이오드를 가지며, 상기 제1 이차 권선에 유기되는 양전압을 승압하여 상기 양측 출력단에 출력하는 제1 배전압 회로와,
    캐소드가 상기 제2 이차 권선의 일단에 접속되고, 애노드가 음측 출력단에 접속된 제2 다이오드를 가지며, 상기 제2 이차 권선에 유기되는 음전압을 승압하여, 상기 음측 출력단에 출력하는 제2 배전압 회로와,
    제1 단이 상기 제1 배전압 회로 및 상기 제2 배전압 회로에 접속되고, 제2 단이 그라운드에 접속되어 있는 커패시터를 포함한 전원장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 전원장치와,
    상기 양측 출력단에 접속된 양이온 발생자와,
    상기 음측 출력단에 접속된 음이온 발생자를 포함한 제전기.
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