JP4646796B2 - 電圧発生回路及びイオン発生器 - Google Patents
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Description
以下、本発明に係る電圧発生回路を高圧駆動回路に適用した第1実施形態につき、図面を参照して説明する。後述する第2及び第3実施形態は、第1実施形態を改良したものに相当するため、第1実施形態に示される技術は、第2及び第3実施形態にとっての参考技術(関連技術)である、とも言える。
図2に、図1の高圧駆動回路と高電圧出力部4の回路構成例を示す。図2において、図1と同一の部分には、同一の符号を付す。
次に、図2のように構成される高圧駆動回路と高電圧出力部4の動作について、図3を参照しながら説明する。図3は、図2に示される回路の各部の電圧波形を示したものである。図3において、電圧波形50は、抵抗11とコンデンサ12との接続点の電圧(充放電回路2の出力電圧)Vaの波形であり、電圧波形51は、分圧抵抗13と分圧抵抗14との接続点の電圧Vbの波形であり、電圧波形52は、サイリスタ18のゲートに加わる電圧Vcの波形である。電圧波形53は、電極4aと電極4bとの間に印加される電圧Vdの波形である。
そこで、第1実施形態を改良した第2実施形態について、以下説明する。第2実施形態も、本発明に係る電圧発生回路を高圧駆動回路に適用した実施形態に相当する。
図5に、図4の高圧駆動回路と高電圧出力部4の回路構成例を示す。図5において、図2及び図4と同一の部分には、同一の符号を付す。
次に、図5のように構成される高圧駆動回路と高電圧出力部4の動作について、図6を参照しながら説明する。図6は、図5に示される回路の各部の電圧波形を示したものである。図6において、電圧波形60は、抵抗11とコンデンサ12との接続点の電圧(充放電回路2の出力電圧)V1の波形であり、電圧波形62は、サイリスタ18のゲートに加わる電圧V3の波形である。電圧波形63は、電極4aと電極4bとの間に印加される電圧V4の波形である。
また、図5に示す回路を図7のように変形してもよい。つまり、抵抗11とコンデンサ12とトランス3の一次巻線3aの一端との接続点と、ツェナーダイオード33のカソードとの間に、可変抵抗VRを挿入するのである。可変抵抗VRは、ツェナーダイオード33と直列に接続される。図7において、図5と同一の部分には同一の符号を付し、その構成及び動作の説明を省略する。スイッチ回路7aは、スイッチ回路7に可変抵抗VRを追加した構成となっている。
また、図5に示す回路を図8のように変形してもよい。つまり、抵抗11とコンデンサ12とトランス3の一次巻線3aの一端との接続点と、ツェナーダイオード33のカソードとの間に、サーミスタTHを挿入するのである。サーミスタTHは、ツェナーダイオード33と直列に接続される。図8において、図5と同一の部分には同一の符号を付し、その構成及び動作の説明を省略する。スイッチ回路7bは、スイッチ回路7にサーミスタTHを追加した構成となっている。
次に、第2実施形態を変形した第3実施形態について説明する。
2 充放電回路
3 トランス
3a 一次巻線
3b 二次巻線
4 高電圧出力部
4a、4b 電極
5 タイミング発生回路
6、7、7a、7b、7c スイッチ回路
8 タイミング可変回路
11 抵抗
31 抵抗(トリガ用抵抗)
12 コンデンサ
18 サイリスタ
33 ツェナーダイオード
VR 可変抵抗
TH サーミスタ
41 抵抗(タイミング変更用抵抗)
TR1、TR2 トランジスタ
Claims (11)
- トランスと、
トランス一次側の通電のオン/オフをスイッチングするスイッチ回路と、
電源とトランス一次側との間に介在し、トランスに供給する電荷を蓄える充放電回路と、
を備え、
前記スイッチ回路は、
前記充放電回路の蓄積電荷量に対応した電圧を受けるツェナーダイオードと、
電源とトランス一次側との間に介在し、前記ツェナーダイオードに流れる電流が規定値以上のときに、オンとなるサイリスタと、
前記ツェナーダイオードとトリガ用抵抗とを直列接続して構成される直列回路と、
前記ツェナーダイオードと直列接続された可変抵抗と、
を備え、
前記ツェナーダイオードに流れる電流によって前記トリガ用抵抗に発生した電圧が前記サイリスタのゲートに供給されることを特徴とする電圧発生回路。 - トランスと、
トランス一次側の通電のオン/オフをスイッチングするスイッチ回路と、
電源とトランス一次側との間に介在し、トランスに供給する電荷を蓄える充放電回路と、
を備え、
前記スイッチ回路は、
前記充放電回路の蓄積電荷量に対応した電圧を受けるツェナーダイオードと、
電源とトランス一次側との間に介在し、前記ツェナーダイオードに流れる電流が規定値以上のときに、オンとなるサイリスタと、
前記ツェナーダイオードとトリガ用抵抗とを直列接続して構成される直列回路と、
前記ツェナーダイオードと直列接続されたサーミスタと、
を備え、
前記ツェナーダイオードに流れる電流によって前記トリガ用抵抗に発生した電圧が前記サイリスタのゲートに供給されることを特徴とする電圧発生回路。 - 前記充放電回路は、第1の温度よりも高い第2の温度における静電容量が、第1の温度における静電容量よりも小さくなる特性を有するコンデンサを備え、該コンデンサに前記電荷を蓄えるように構成されており、
前記サーミスタは、正の温度特性のサーミスタである
ことを特徴とする請求項2に記載の電圧発生回路。 - 前記充放電回路は、第1の温度よりも低い第3の温度における静電容量が、第1の温度における静電容量よりも小さくなる特性を有するコンデンサを備え、該コンデンサに前記電荷を蓄えるように構成されており、
前記サーミスタは、負の温度特性のサーミスタである
ことを特徴とする請求項2に記載の電圧発生回路。 - トランスと、
トランス一次側の通電のオン/オフをスイッチングするスイッチ回路と、
電源とトランス一次側との間に介在し、トランスに供給する電荷を蓄える充放電回路と、
タイミング可変回路と、
を備え、
前記スイッチ回路は、
前記充放電回路の蓄積電荷量に対応した電圧を受けるツェナーダイオードと、
電源とトランス一次側との間に介在し、前記ツェナーダイオードに流れる電流が規定値以上のときに、オンとなるサイリスタと、
前記ツェナーダイオードとトリガ用抵抗とを直列接続して構成される直列回路と、
前記ツェナーダイオードと直列接続された可変抵抗と、
を備え、
前記ツェナーダイオードに流れる電流によって前記トリガ用抵抗に発生した電圧が前記サイリスタのゲートに供給され、
前記タイミング可変回路は、
前記ツェナーダイオードに流れる電流を規定値以上とするための前記充放電回路の蓄積電荷量が可変となるように、前記サイリスタがオンとなるタイミングを可変にする
ことを特徴とする電圧発生回路。 - 前記直列回路は、前記ツェナーダイオードと前記トリガ用抵抗と更にタイミング変更用抵抗とを直列接続して構成され、
前記直列回路と前記トランス一次側には、前記充放電回路の蓄積電荷量に対応した電圧が印加され、
前記タイミング可変回路は、前記タイミング変更用抵抗に接続されたバイパス回路を備え、前記タイミング変更用抵抗と前記バイパス回路を介して流れるバイパス電流の電流量を制御することにより、前記サイリスタがオンとなるタイミングを変化させる
ことを特徴とする請求項5に記載の電圧発生回路。 - 前記タイミング可変回路は、前記電源からの電源電圧の供給を受けて動作し、該電源電圧の立ち上がり時の電源電圧値の変化を利用して、自動的に前記バイパス電流の電流量を制御する
ことを特徴とする請求項6に記載の電圧発生回路。 - 前記タイミング可変回路は、前記電源からの電源電圧を受けるローパスフィルタを備え、該電源電圧の立ち上がり時の前記ローパスフィルタの出力信号値に応じて前記バイパス回路を制御することにより、自動的に前記バイパス電流の電流量を制御する
ことを特徴とする請求項6に記載の電圧発生回路。 - 前記タイミング可変回路は、前記電源からの電源電圧の立ち上がりごとに、
所定期間における、前記ツェナーダイオードに流れる電流を規定値以上とするための前記充放電回路の蓄積電荷量を、他の期間のそれと異ならせる
ことを特徴とする請求項5〜請求項8の何れかに記載の電圧発生回路。 - 前記タイミング可変回路は、外部からの信号に基づいて前記サイリスタがオンとなるタイミングを変化させる
ことを特徴とする請求項5または請求項6に記載の電圧発生回路。 - 請求項1〜請求項10の何れかに記載の電圧発生回路を備え、
前記電圧発生回路の前記トランスの二次側に発生する電圧を利用してイオンを発生させる
ことを特徴とするイオン発生器。
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